外门空气幕对供暖期高校宿舍室内温度的影响.pdf

1、书书书?第一作者简介?杨玉昕?女?硕士生?研究方向为人体热舒适?通信作者简介?王飞飞?男?副教授?博士?研究方向为建筑环境?收稿日期?修回日期?外门空气幕对供暖期高校宿舍室内温度的影响杨玉昕?罗?君?王飞飞?邱?屹?葛?航?华中科技大学 环境科学与工程学院?湖北 武汉?武汉市计量测试检定?研究?所?湖北 武汉?摘?要?以武汉某高校安装空调器?外门空气幕的?人学生宿舍为研究对象?在供暖期不同室外温度条件下?对人员坐姿时头部所在高度面?高度面?的温度场?速度场进行模拟?以?高度面的空气温度整体水平?空气温度分布均匀性作为评价标准?选取适宜的空调送风角?以?高度面低温?低于?区面积比为?作为评价标准

2、?确定不同室外温度条件下空气幕最佳送风风速?空调送风角宜选取?高度面低温区面积比为?时?室外温度?对应的空气幕最佳送风风速分别为?高度面的空气速度分布以空调送风为主导?高速区出现在两储物柜中间位置?空气幕送风风速对?高度面的空气速度分布基本无影响?关键词?空气幕?高校学生宿舍?温度分布?速度分布中图分类号?文献标志码?文章编号?概述夏热冬冷地区一般无集中供暖系统?空调器供暖是比较常见的方式?受空调器送风方式的限制?室内温度分布不均?外墙和门窗散热对室内温度的分布有一定影响?高校学生宿舍作为学生学习?休息的主要场所?环境舒适性对学生健康?学习效率有重要影响?与一般住宅建筑不同?高校学生宿舍的一个

3、房间内一般有多人居住?每位学生均有各自的学习区域?保证宿舍内部不同区域的舒适性水平接近有着重要意义?然而?校内老旧宿舍的节能水平?室内舒适度往往不能满足相关标准和学生需求?传统节能改造不但施工期长?成本高?而且主要目标为提高室内的平均温度?并不能解决温度分布不均的问题?因此?考虑在外门窗上部安装空气幕?以减少外墙和门窗散热量?并改善供暖期高校学生宿舍内温度分布不均问题?目前?空气幕主要安装在冷库进出口?冷冻陈列柜外侧?建筑出入口?减少空气幕内外区域换热作用显著?有大量研究针对空气幕在烟气扩散控制?污染物扩散控制?方面的应用?也有文献研究了空气幕减少外墙和门窗传热的作用?刘泽勤等人?在采用上送风

4、上回风方式的空调房间的外窗内侧安装空气幕?将未安装空气幕的空调房间作为对照?对供暖期两种房间的温度场?速度场进行模拟?计算能源利用率?研究表明?增设空气幕可在节能的基础上?提高室内舒适度?本文以武汉某高校安装空调器?空气幕的?人学生宿舍为研究对象?在供暖期不同室外温度条件下?对人员坐姿时头部所在高度面?高度面?的温度场?速度场进行模拟?以?高度面的空气温度整体水平?空气温度分布均匀性作为评价标?第?卷?第?期?年?月煤 气 与 热 力?准?选取适宜的空调器送风角度?以?高度面低温?低于?区面积比为?作为评价标准?确定不同室外温度条件下?空气幕最佳送风风速?研究对象与方法?物理模型本文以武汉某高

5、校学生宿舍为研究对象?房间几何模型见图?宿舍为?人间?采用上床下桌布置形式?房间?轴?轴?轴尺寸分别为?设?个床位?分?组双人床板靠墙布置?每组配置?套储物柜?假设?人均在宿舍并且为坐姿?将人体简化?轴?轴?轴尺寸分别为?的长方体?人体散热量为?人?房间?面为外墙?灰色区域为玻璃外门?通向阳台?轴?轴尺寸分别为?房间其他面均视为实体内墙?顶棚安装?盏日光灯?始终处于开启状态?发热功率为?盏?在供暖期?采用壁挂式分体空调器供暖?室内机紧贴房间顶棚安装在玻璃外门上方?水平居中?回风口位于室内机上边缘与水平面垂直?送风口与水平面夹角?朝向斜下方?送风口与回风口的长?宽均为?空气幕安装在外门上沿?轴?

6、轴?轴尺寸分别为?进风口和出风口的长?宽均为?储物柜?轴?轴?轴尺寸分别为?床板?轴?轴?轴尺寸分别为?人员等效长方体中点?轴?轴坐标分别为?图?房间几何模型?数学模型采用?进行数值模拟?求解的基本数值控制方程包括能量方程?连续性方程?动量方程?采用标准的?模型求解流场?空气假设为不可压缩理想气体?利用?假设计算由温度梯度引起的自然对流?压力和速度耦合过程采用?算法求解?各数值方程采用二阶迎风精度离散格式进行离散?网格模型采用?软件对房间几何模型进行网格划分?在人体表面?风口处等温度梯度和局部风速较大的位置进行网格加密?得到网格数量分别为?的?种网格模型?以室外温度为?空调送风速度为?空调送风温度为?为例?模拟房间竖向中心线的温度分布?由模拟结果可知?网格数量为?时?模拟结果非常接近?因此网格数量选取?模型网格划分见图?图?模型网格划分?边界条件房间内墙?顶棚?地面均设为绝热壁面?床板?储物柜等家具壁面均设为绝热壁面?外门与外墙的综合传热系数为?传热面积按?计算?不考虑冷风渗透耗热?供暖室内设计温度取?室内外温差分别选取?分别对应室外温度?空调送风温度为?送回风速均为?空气幕进风?送风