太阳辐射对乘员热舒适性影响的研究

太阳辐射对轿车乘员舱热舒适性有较大影响,在设计空调系统制冷时,应该以太阳辐射对乘员产生最大热量时的工况为依据,而在传统设计中往往采用90°太阳高度角时的辐射工况.文章通过采用RNGk-ε湍流方程和Discrete Ordinates辐射模型,结合人体各个部位的热评价机制,对某款轿车的乘员热舒适性进行了多工况数值模拟和分...     

非均匀环境下不同空调形式对人体热舒适的影响

通过对20名受试者在不同空调形式（对流空调、辐射地板空调、辐射吊顶空调等）及个人舒适系统(Personal Comfort System)多工况下生理参数和主观反应的实验研究,得到冬季辐射和对流换热形成的非均匀环境对人体热舒适的影响,同时建立了不同工况下考虑局部影响权重的人体热感觉评价模型。结果表明：①不同空调形式下局部热感觉对整体热感觉影响权重不同;②三种空调形式下不使用PCS时远窗侧人员最冷部位（足部）热感觉投票值均高于近窗侧,全体人员足部热感觉投票值在辐射地板空调中最高。使用PCS可提升局部热感觉和热舒适,局部热感觉提升最显著部位分别是肩胛部（对流）、腹部（辐射地板）和大腿（辐射吊顶）;③此外,PCS可以降低人员期望温度（Preferred Temperature,PT）,在辐射地板组合PCS时期望温度变化最大。     

辐射供冷空调系统下的人体热舒适性研究

为了深入研究辐射供冷空调系统下的人体热舒适性,对辐射供冷空调系统的传热机理进行了分析,合理简化了人体热平衡方程,获得了人体显热散热量、辐射对流散热量比与热舒适性的关系。实验及数值模拟结果表明:在辐射供冷空调系统下,人体热舒适性指标(PMV)与人体显热散热量之间具有较好的线性关系,利用该线性关系,可从人体热平衡的角度直接对人体热舒适性进行评价;人体辐射对流散热量比与热舒适性指标之间没有明显的相关关系,即人体辐射对流散热量比对热舒适性没有影响。因此,在保证人体热舒适性的基础上,可以通过提高人体辐射对流散热量比,即使辐射供冷空调系统具有较大的辐射末端面积、较低的辐射末端温度或较高的送风温度,从而达到建筑节能的效果。此项研究可为辐射供冷空调系统的热舒适性评价及系统设计提供参考。     

冬季夜间乘员舱内热环境及人体热舒适性研究

采用试验与数值模拟相结合的方法对冬季夜间乘员舱内热环境不均匀性进行了研究,得到不同送风模式下乘员舱内温度、速度不均匀度.接着基于Stolwijk人体热调节模型,采用Berkeley热舒适评价模型对乘员热舒适状态进行模拟,对比分析了2种送风方式下的人体热舒适性.最后通过对实际送风工况、基于相同送风焓值的等温送风工况以及基于驾驶员前方等效来流的均匀热环境工况的研究,发现在不均匀热环境下人体更易处于不舒适的状态.     

动态辐射热环境对人体生理与热反应的影响

为了探索辐射空调形式下温度突变对人体热舒适的影响,给控制调节辐射空调系统提供一定的参考,通过人工气候室营造偏凉-中性温度突变环境,开展了对流、辐射地板与辐射吊顶三种不同空调形式下,20名受试者的整体-局部主观热感觉、热舒适投票以及皮肤温度等生理参数随时间的变化研究 . 根据生理参数测量结果显示,突变到中性温度的辐射热环境中皮肤温度存在滞后现象且动态辐射热环境下人体交感神经表现得更为活跃;由主观问卷分析得出,动态辐射热环境下受试者舒适感及热愉悦感更佳,主观热感觉出现心理超前现象,其中动态辐射地板的优势更为突出;背部、小腿、足部对于瞬态热刺激最敏感,可用于热感觉预测. 最后,根据人体平均皮肤温度随时间变化规律,建立了基于修正的Knothe时间函数相关预测模型,量化了三种工况下人体生理调节的响应特性;根据人体平均皮肤温度及其变化率与平均热感觉的变化规律,建立了三种工况下的热感觉预测模型,简化了动态环境下人体热感觉预测的求解过程.     

新型复合空调系统的结露情况及舒适性数值模拟

为了对竖壁贴附射流与地板辐射复合空调系统的结露情况及舒适性进行数值研究,建立室内复合空调模型,以实测数据作为边界条件,利用 Airpak3.0 软件对该系统的热环境进行数值模拟,分析设计相对湿度、送风速度以及排风口位置对室内热环境的影响,定性地分析室内各工况下相对湿度,PMV,PPD的特点,从而为竖壁贴附射流与地板辐射复合系统合理的运行设计提供了参考依据。     

铁路客运站候车厅冬季供暖系统优化分析

建立铁路客运站候车厅的数学物理模型,并采用实测数据对物理模型进行验证;运用数值模拟的方法,对比分析候车厅冬季最不利工况下,采用分层空调、地板辐射结合喷口送风和地板辐射结合通风柱送风共3种供暖方案下候车厅的室内热舒适性和空气品质。研究结果表明:单独使用分层空调系统时,候车厅室内出现了严重的"热气上浮"现象,非空调区域囤积有大量热量,难以满足室内舒适性要求,并造成能源的大量浪费;采用辐射地板与送风相结合的供暖系统,能得到较均匀的温度场分布,人员活动区垂直方向温差较小,有利于改善冬季空调"头暖脚凉"的不舒适感,并且大大减少了因对流换热造成的热损失,其供暖能耗可降低20%左右。     

基于电机余热回收的电动汽车综合热管理系统分析

为了降低电动汽车能量消耗，提高乘员舱舒适性，该文提出一种集空调、电池预热和电机余热回收为一体的电动汽车热管理系统。进行了电动汽车热管理系统设计与理论分析，制定了整车温度控制策略。在AMESim环境下搭建了由驱动系统、电池温控系统和乘员舱等组成的整车热管理系统仿真模型，对其在不同环境温度、不同运行工况下的特性进行了仿真分析。结果表明：在冬季寒冷工况下采用正温度系数(PTC)电加热器及电机废热共同加热乘员舱的方法，降低了乘员舱PTC电加热器的使用时间，电池荷电状态(SoC)在车辆运行中的消耗降低0.20%～3.98%,整车温度控制策略有效可行。     

空气载能空调房间输入( )算法及系统( )成本应用分析

通过分析辐射孔板的传热特性,结合金属辐射板和对流型空气处理末端的分析方法,提出了空气载能辐射空调房间的输入计算方法,并且基于成本分析法,建立了空气载能辐射空调系统的成本分析模型.在满足人体热舒适要求的前提下,以单位成本为评价指标,对空气载能辐射空调系统、毛细管辐射空调系统和分体式空调加地暖系统进行成本分析.研究发现:运用于办公建筑时,毛细管辐射空调系统的各单位成本高出空气载能辐射空调系统1～3倍;运用于住宅建筑时,分体式空调加地暖系统全年的产品单位成本为空气载能辐射空调系统的1.2倍.研究表明空气载能辐射空调系统的总体经济性更好,该研究结果对空气载能辐射空调后期在工程上的实际推广应用具有一定的指导意义.     

舒适性与空调系统能耗研究

分析了热舒适性与空调系统负荷之间的关系，通过调查统计数据研究了温度和相对湿度对人体热舒适性的影响。结果表明，在所统计的人群范围和一定热舒适性温度范围内，改变相对湿度几乎不影响环境热舒适性，同时发现在人体热舒适性范围内，改变相对湿度将更多地影响空调系统负荷，空调系统的节能和保证舒适的热环境在一定条件下可达到相对统一。     

基于人体热舒适性评估的直升机空调通风系统优化设计

直升机座舱空间狭小、乘员密集并且热载荷大,需要引入新鲜制冷空气以满足多乘员热舒适性要求。因此,优化设计座舱空调通风系统具有重要意义。针对典型直升机座舱布局,建立了舱室和乘员三维模型。定义乘员周围温度、温度偏离、乘员周围速度、PMV和空气龄作为热舒适性评估指标;设计并计算3种不同空调通风系统布局方案,通过对热舒适性评估指标的综合比较分析,选定最优布局方案;在此基础上,采用多目标遗传算法,定义以PMV和空气龄为基础的双目标函数,对空调送风口位置参数开展仿真优化。通过分析结果数据和帕累托前沿,确定最优空调送风口位置参数,完成座舱空调通风系统最优设计。最后对仿真优化结果进行了试验研究,验证了仿真计算的准确性和有效性。     

一种空调系统实时节能舒适控制新方法的可行性研究

针对现有热舒适控制方法存在的不能根据房间扰动进行实时控制、不能兼顾舒适和节能、控制模型参数整定不易精确及智能控制方法固有的限制性等问题,提出了基于复合形法的实时节能舒适控制方法。复合形法不需要精确的数学模型,通过不同热环境参数组合与测得的其相应的空调能耗值,求得在满足热舒适条件下使空调能耗值最小时的热环境参数的最优参数组合。扰动的变化和空调系统动作对室内热环境参数和PMV的影响必然出现滞后现象。通过对夏热冬冷地区办公建筑中扰动变化和空调系统动作对工作区热环境参数和PMV改变的滞后时间比较,得出了空调系统能够贴近最优参数组合运行的结论,因此在夏热冬冷地区办公建筑内利用复合形进行的实时节能舒适控制是可行性的。     

SARS传染病房内热舒适性研究

对自然通风、机械通风方案及传统的空调方案室内热舒适性进行了分析,并提出两种新的空调设计方案,采用数值模拟方法,对这五种方案的室内三维湍流流动和传热进行了研究,得到了SARS传染病房内不同通风方案的室内热舒适性指标PMV值分布情况,通过比较、分忻,给出rSARS传染病房内合理的通风方式,指出合适的温度和合理的空调送风方式其热舒适性和排污能力较好．认为要改善热舒适性,必须安装全新风空调系统,且须考虑服装热阻的影响．     

大型客机座舱空调通风实验平台搭建及实验研究

为了研究稳态边界条件下大型客机座舱内空调通风气流组织分布,利用一架退役但功能完备的全尺寸真实MD-82型飞机建立了一个座舱空气环境实验测量平台.设计了恒温地面式空调机组为飞机座舱输送空调新风,该机组送风参数满足乘客热舒适性要求并保持恒定,同时飞机蒙皮外表面覆盖两层闭孔海绵保温材料,避免大气温度及太阳辐射对机舱内壁面温度的影响.设计了一套发热假人模型系统,用于模拟座舱真实人体散热情况下的空调工况.利用热球风速仪和超声波风速仪测量了机舱送风速度边界,利用标准水银温度计和热成像仪拍摄获得机舱热边界,为CFD模拟提供精确的边界条件.对送风条缝测量发现,机舱送风非常不均匀.     

空调列车软卧包厢内置换通风热环境数值模拟

采用Airpak软件对置换通风下的空调列车软卧包厢内热环境进行三维数值模拟,得到包厢内流场、温度场、PMV-PPD和空气龄分布.根据人体舒适性指标(PMV-PPD)和衡量空气品质的空气龄值,对包厢内气流组织和空气品质进行了预测和评价.研究表明:采用Airpak软件,并基于PMV-PPD和空气龄的热环境数值预测和评价,具有全面、系统、直观的优点,为优化空调列车舒适环境和列车空调系统设计提供参考.     

基于正交试验法的大型客机座舱气流组织优化及热舒适性分析

大型客机座舱的舒适性研究对我国自主研发的大型客机的市场竞争力具有重要意义．良好的气流组织是座舱舒适性的重要保证。而开展针对具体机型的气流组织优化研究是我国发展大型客机的突破点之一．为此,首先用真实MD-82客机座舱的气流和温度的试验数据验证了计算流体力学（CFD）模型,同时依据正交试验法安排了18个送风方案;然后用验证的CFD模型对18个送风方案进行了数值模拟,以座舱内垂直温差及局部风速为试验指标对其进行了评价,得出了试验中的最佳送风方案;最后对得出的最佳送风方案进行了热舒适性分析．研究结果表明,所采用的非定常RNG肛碳型能够合理地预测客机座舱内的空气流动．影响客机座舱气流组织最重要因素是行李架附近风口的送风速度,而天花板附近的侧壁风口送风角度对气流组织影响较小．优化得到的最佳送风方案能够营造热舒适性良好的座舱环境。预测平均热感觉指标约为-0．2．     

噪音变化对服装温度舒适性的影响

着装温度舒适性受到许多环境因素的影响如温度、湿度等，这里讨论环境的噪音对着装温度舒适性是否存在影响，以及计算人体着装温度舒适性主观评价和客观生理量在噪音环境中的变化量。在人工气候箱内设计噪音环境，运用主观评价和客观评价相结合的方法对受试者在不同噪音分贝条件下的温度舒适性和整体舒适感的变化进行评价。通过实验结果分析认为在噪音环境中着装温度舒适性主观评价值和人体生理量会产生变化，并且得出变化值为以后在噪音环境中测量着装温度舒适性提供可靠的数据参考。