玻璃窗位置对高大空间供暖效果的影响

在实验验证数值计算方法的基础上,通过数值模拟探讨了玻璃窗位置不同时对供暖房间热环境的影响.研究结果表明:无论玻璃窗设在屋顶还是侧墙上,其附近气流速度值都明显大于无玻璃窗区域.当玻璃窗设在屋顶时,送风气流在整个房间混合流动,房间温度分布均匀,降低送风口高度对室内温度分布和能量利用系数无影响.玻璃窗在侧墙时,沿玻璃冷表面下沉的冷空气使室内温度分布出现明显的热力分层现象,送风口高度越高,上下部区域温差越大,适当降低送风口高度可以有效改善室内热环境,且热风供暖的能量在房间下部区域的利用率也增大.     

碰撞射流与混合通风系统对高大空间供暖效果的影响

通过数值模拟的方法对比研究了碰撞射流通风(IJV)与不同送风口位置的混合通风(MV)的供暖特性.结果表明:IJV房间的温度分布均匀,其热风在室内的混合程度与供暖能量利用率明显大于MV,且MV的送风口位置越高,IJV的节能优势越明显;IJV的人员吹风感风险大于MV,但仍在可接受的范围内.虽然MV送风口位置越高,吹风感就越小,但这是以高能耗为代价的.因此在对人体吹风感无特殊限制,且MV送风口位置不宜过低的高大空间中,使用IJV可以同时实现节能与舒适度的要求.     

南方地区局部地面供暖舒适性及节能性研究

采用环境测试、主观问卷和能耗模拟相结合的方式,研究冬季局部地面供暖方式下人体舒适性以及能耗情况.在14、16、18℃背景温度下的人工环境实验室内,测试了20位受试者的热感觉、热舒适、热可接受以及相应的局部地面供暖能耗.实验结果表明:在14℃时,使用局部地面供暖后受试者的舒适性显著提高,在16、18℃时,使用局部地面供暖能满足90%以上受试者舒适性要求且所需能耗很低.模拟结果表明:相比设定温度为20℃的空调系统能耗,采用局部地面供暖对西南、华东与华中地区节能效果明显,在华南地区节能率最高.因此,局部地面供暖可以作为一种适用于南方地区的提高舒适性和节能性的采暖方法.     

透明围护结构位置分布对高大空间热风供暖能耗的影响

利用数值模拟方法探究了玻璃总面积不变时,玻璃位置对高大空间热风供暖效果及能耗的影响.结果表明:侧墙上玻璃面积的增大(即屋顶上玻璃面积的减小)会增大室内垂直温度梯度,减小能量利用率;通过增大送风速度保证人员空间温度舒适时,随着侧墙上玻璃面积的增大,供暖能耗大幅上升.     

高大空间中碰撞射流热风供暖特征

碰撞射流通风气流以较高速度将热风直接输送到房间下部空间,避免了常规供暖时热空气难以到达人员空间的缺点.以大面积侧窗的高大空间为研究对象,利用数值模拟方法,研究碰撞射流用于高大空间供暖时的热环境特征.结果表明,尽管沿冷表面下沉的冷空气对热射流的运动轨迹有明显影响,但直接到达地面的热射流仍能够克服冷空气的不利作用,消除大空间供暖房间下部温度偏低的缺点.同时研究也表明,碰撞射流热风供暖房间中脚踝部吹风感超出人体舒适范围的风险很大,需要以减小吹风感为目标对送风参数进行优化.     

不同散热末端下直膨式热泵供暖系统热舒适性的实验与模拟研究

采用实验和模拟的方法,对不同散热末端下直膨式空气源热泵供暖系统的热舒适性进行研究。通过实验对比研究采用新型热虹吸散热末端的直膨式空气源热泵(direct expansion air-source heat pump using thermosiphon radiator,DE-HP-T)与传统热风空调散热末端时,直膨式空气源热泵供暖系统的室内空气温度分布特征,重点分析系统启动阶段的动态热环境变化差异;在验证模型的可靠性后,通过数值模拟的方法对直膨式空气源热泵耦合不同末端供暖时,室内的非均匀稳态热环境进行研究分析,并采用等效温度指标对人体局部及整体的热舒适性进行评价。结果表明,DE-HP-T系统在启动阶段室内空气温升速度较快,可达到10.8℃/h,略小于传统热风空调系统的13.8℃/h;但与传统热风空调系统相比,DE-HP-T系统可以避免人体头脚温差过大以及"冷辐射"所造成的热舒适问题,有效提高人体小腿及脚部的热舒适性,具有更加舒适的整体热感觉。     

内蒙古西部超低能耗草原民居多能互补供暖系统集成配制

内蒙古西部草原民居冬季取暖以传统火炕和土暖气为主,由于供暖效果较差,无法满足居民热舒适需求。为改善供暖效果,充分利用太阳能、风能等可再生能源,通过实地调研,统计得出内蒙古西部典型草原民居最冷月室内外温度,利用数值模拟方法建立太阳能、风能等多能互补的内蒙古西部草原民居供热模型,并进行模拟验证。结果表明:多能互补供暖方式下客厅和主次卧的最冷月日平均温度均值分别提高7. 0℃、6. 2℃和7. 5℃,室内温度和热稳定性显著提高,热舒适性较好。研究结果为草原民居设计建造中充分利用太阳能、风能资源,构建多能互补供暖方式,提高室内温度和热舒适性提供了理论依据。     

高大空间建筑室内热环境特性数值分析

通过简化高大空间建筑边界条件,采用标准k-ε湍流模型,利用CFD方法数值分析了其室内热环境特性,并对空调气流组织进行模拟。给出了两种方案对高大空间室内热环境的影响。结果表明:(1)初始方案中高大空间建筑气流组织较差,地板温度较高。(2)优化方案中回风口设在两侧墙壁上,在送风口下方,温度场分布合理,满足热舒适要求。     

送风速度对夏热冬冷地区办公室供暖效果的影响

夏热冬冷地区在空调系统设计中一般以夏季工况为主,故可能造成冬季供暖能耗浪费且室内温度无法满足人体热舒适要求.针对上海一实际办公室在不同送风速度下对冬季室内热环境进行了实测.实测结果表明:夏热冬冷地区建筑窗墙面积比过大和送风参数的不当设置,使送风热量难以到达人员所在空间,导致室内上部与下部空间温差过大和加热过程中存在能源浪费.尽管提高送风速度不能彻底解决人体头-足温差过大的问题,但可以减小因温度分布不均匀造成的热负荷增加量,改善人体热舒适和实现节能效应.     

太阳能辅助火炕供暖系统热工性能

目的研究毛细管网型太阳能辅助火炕供暖系统的热工性能和效果.提出利用毛细管网型火炕的供暖模式,提高炕面的舒适性.方法利用数值模拟和实验测试两种手段分析两个对比房间的炕面温度和室内温度的变化趋势和规律.结果测试数据显示普通房间炕头、炕中、炕尾的平均温度分别为65.7℃、43.28℃、39.82℃,炕面温差大于20℃,而采用该系统的房间炕头、炕中、炕尾的平均温度分别为51.34℃、38.26℃、33.79℃,普通室内房间平均温度为12.2℃,太阳能辅热火炕房间室内平均温度为18.5℃,比普通房间室内平均温度高6.3℃.结论毛细管网末端热惯性小,运行时室内温度迅速升高,炕面的温度分布比普通火炕均匀,可依据主观意愿实时改善室内热环境,辅助火炕运行时有效地改善了农居室内及炕面的热舒适性.     

内墙构造对间断供暖房间热环境的影响

夏热冬冷地区的居民冬季供暖常采用间断供暖方式,运用数值模拟方法,分析内墙构造对间断供暖房间热环境的影响。研究表明:在供暖能耗相同的情况下,内墙构造不同导致室内热环境差异较大;内围护结构的热容量越小,供暖能量利用率越高,其相对于钢筋混凝土内墙的室内操作温度增温效果也越明显。     

碰撞射流通风系统热风输运距离影响因素的分析

当碰撞射流通风系统用于热风供暖时,热风输运距离直接影响末端设计和供暖能量利用率.该距离与送风速度、送风温差及送风口高度因素有关.在计算流体动力学(CFD)基础上,利用响应面分析法(RSM),得到了热风输运距离与其主要影响因素之间的函数关系.通过对各影响因素的权重分析可知,送风温度和送风速度是影响热风输运距离的主要因素,而送风口高度的影响相对较弱.     

重庆市自然资源在改善室内热湿环境中的作用

通过对重庆市的太阳能、风力、水、土壤能量等可再生能源的统计整理,结合重庆的地理、气候特征,分析了重庆地区利用自然资源实现建筑室内热湿状况改善的潜力,结合建筑选址、建筑构造设计,根据计算模拟,简要分析了重庆地区充分利用自然资源改善室内热湿环境舒适性的技术手段和拟采用的建筑形式、系统形式以及选用原则,为真正意义上的节能建筑设计提供了一些参考.     

冬季空调送风角度对集装箱式隔离病房热舒适性和病毒浓度的影响

针对由集装箱改造而成的隔离病房的冬季热舒适性和病毒浓度的相关问题,采用数值模拟软件研究供暖条件受限情况下空调送风角度对房间整体的影响。结果表明：送风角度为0°(垂直向下)时,房间存在明显的热力分层现象,同时房间部分壁面局部过热,导致壁面热损失最大;适当增大空调器送风角度可改善室内热环境,提高房间对热量的利用率,但同时也会导致房间垂直方向上的病毒浓度升高,威胁室内人员的健康安全。     

天水地区乡村居住建筑热环境调查与优化

为了解乡村民居冬季室内热环境现状,改善乡村居住建筑冬季室内热环境舒适性和节能性,现选取甘肃天水市街亭镇典型乡村民居作为研究对象,对当地现有民居冬季各功能房间室内温湿度、室外温度以及日太阳辐射量进行逐时测量。根据对建筑环境参数,目标建筑空间结构与功能的综合分析,发现当地典型民居存在空间设计不合理、构造措施简陋、用能方式单一等缺陷,室内热环境的舒适性仍达不到规范要求。结合当地冬季寒冷,阳光充足气候特点,考虑到偏远地区经济发展的局限性,从建筑空间设计、围护结构和太阳能资源利用等3方面提出建筑节能优化方案,以满足典型寒冷地区乡村民居热舒适性、经济性、节能性的指标。基于改进的建筑节能改造与优化方案,通过建筑模拟软件Ecotect建立建筑热工分析模型,利用计算机虚拟仿真手段对新方案建筑的热工性能进行模拟分析,评价各项节能设计的效果。结果表明,通过对乡村民居热环境参数的调查与分析,发现在乡村新建与改造建筑设计方案中,立足于当地的气候条件与自然资源,合理设置建筑空间分隔、提高围护结构防寒与保温性能以及增设附加式阳光间门厅以提高建筑被动式得热能力等措施,可有效改善寒冷地区典型乡村民居建筑冬季室内热环境。     

基于热舒适度和焓值的室内环境联控策略

在科技发展与节能减排的大环境下,舒适性与节能性成为室内环境调控的重要目标。以北京市某大学办公区域为研究对象,以舒适性和节能性为室内环境调控的目标,提出了一种室内环境联控策略。该策略充分考虑当地气候环境特点,设置室内外环境交换的条件,基于热舒适度对室内环境进行调。通过实测环境数据以及EnergyPlus的能耗模拟对该策略进行了验证,同时针对不同的室内环境控制模式下北京地区夏秋两季办公室内环境进行了舒适性与节能性的分析。结果显示：所提出的室内联控策略在改善室内热环境与节能方面有一定的优越性,不仅满足了室内环境的舒适度需求,而且较普通温控策略累计节省约68%能耗,该策略为室内办公环境的舒适性和节能性协调控制提供了参考方案。     

基于Airpak的夏季空调室内热环境数值模拟研究

基于Airpak软件,选用室内零方程湍流模型对一夏季空调办公室内热环境进行了三维数值模拟,得到室内气流组织下的流场、温度场分布.采用PMV-PPD与空气龄指标对室内人员热舒适性及空气品质进行了评价,并通过测试室内温度、风速参数,验证了数值模拟结果的准确性.研究表明:对于分体式空调器房间,气流组织分布与空调器的安装位置、室内设备的摆设以及室内人员的分布有关,不同的气流组织将形成不同速度场和温度场.室内温度场分布在水平方向比较均匀,在垂直方向产生明显的温度分层;室内零方程湍流模型能准确快速模拟空调通风房间气流组织分布,PMV-PPD与空气龄指标能对人体热舒适及空气品质进行数值预测与评价,为房间空调器送风温度、速度参数的合理设定提供参考依据;热环境数值模拟对空调系统的气流组织设计、运行调节具有重要的指导意义.     

冷风侵入对热风供暖房间室内热环境影响的实测研究

侵入室内的室外冷风不仅会造成室内近地面温度过低,也会使供暖能量利用率明显下降.针对不同冷风侵入量和侵入频率时的热风供暖房间室内热环境进行了试验研究.结果表明:供暖房间时间平均温度不受冷风侵入频率影响,仅空气温度波动幅度随着冷风侵入频率的减小而增大;随着冷风侵入量的增加,室内温度梯度增大,且供暖能量利用率下降;在有明显冷风侵入的场合,送风量相同时,采用较大送风速度是减弱冷风侵入不良影响的关键.     

低温热水辐射采暖房间热舒适和能耗的模拟研究

本文应用CFD软件建立低温热水辐射采暖系统房间模型,研究室内热舒适性和采暖能耗。分别模拟了辐射体安装在不同位置、表面温度不同时,室内空间温度场和热舒适场的情况。确定了室内平均热舒适性指标最佳时的辐射体的温度。对比了地板、墙体、顶棚三种辐射采暖系统的节能效果。     

大换气量房间不同供暖方式节能效果比较

通过对大换气量房间在不同供暖方式下的室内热环境进行实测和分析比较,指出降低通风热损失是提高该类房间供暖节能效果的有效途径.结合围护结构传热机理,在对3种方式的能耗状况进行理论分析的基础上,提出了换气次数的节能临界值,依据该值可判定房间应采用的具有最佳节能效果的供暖方式.