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.     

送风方式对空调室内环境和系统节能性影响的试验研究

比较了混合通风、置换通风、地板送风和碰撞射流通风这4种送风方式的特点,利用试验方法实测了这4种方式下空调房间的室内温度、气流速度和CO2质量浓度分布,讨论了室内热环境特点的异同,对比分析了4种送风方式下室内热舒适性、污染物分布特征,并对送风能量利用情况做了估计.     

家用热泵空调送风方式对热舒适性的影响

为研究家用热泵空调送风方式对热舒适性的影响,在人工环境实验室内测试了中送风、下送风和分布式送风的环境参数,并对15名受试者的热感觉和热舒适进行了问卷调查.实验结果表明:初始背景温度为0℃时,分布式送风可快速、均匀地提升人体各部位的空气温度,受试者的整体热感觉以及整体热舒适上升最快,受试者的热舒适性可得到显著改善;室内热环境稳定后,分布式送风温度均匀度最小为1.9℃,在送风区域内的受试者各部位感觉较暖,局部热感觉差异最小,且其他位置的受试者都不觉得冷;稳态局部热感觉与整体热舒适的拟合结果表明,足部热感觉对整体热舒适影响显著,下送风与分布式送风垂直温差小于3℃,在送风区域内,可以明显提升人体足部的热感觉,约75％的受试者对热环境表示满意.综合环境参数测试及问卷调查的结果,分布式送风热舒适性的综合效果最好.     

客机座舱新型个性座椅送风系统的数值仿真

舒适性是大型客机的关键要求之一,座舱气流组织分配设计是否合理对乘员舒适性和健康性有直接影响.但是座舱传统的混合送风方式很难达到人们对舒适和健康的要求.为此,提出了一种新型的个性座椅送风方式,主要针对乘客对热舒适性和健康性的要求.个性座椅送风方式在乘客座椅的扶手处和座椅底部分别布置了风口.采用的座舱几何模型为3排单通道满员模型,计算方法采用目前广泛应用的计算流体动力学（CFD）数值仿真模拟方法,计算模型为RNG k-ε湍流模型.通过数值模拟方法得到两种送风方式下的速度场和温度场,进而得到多个舒适度指标.研究表明,个性送风方式可以提高乘客呼吸区域的空气质量,降低乘客周围的风速,使人体周围温度控制在24～26,℃的人体舒适区域,多项舒适度指标也表明个性送风气流组织的舒适性要优于混合送风.     

工位空调不同送风方式的模拟分析

模拟了工位空调的3种不同送风形式(桌面送风、顶棚送风、地板送风)以及传统的中央送风方式下送风气流在人体活动区形成的温度场、速度场以及PMV的分布.结果表明使用桌面工位空调送风室内的热舒适情况较好,能量利用效率最高,优于其他工位送风方式.     

不同送风参数对地板送风系统性能的影响

为了得到地板送风系统理想的送风参数,首先通过正交实验研究不同送风参数对地板送风系统房间温度分布、热舒适性和空气品质的影响,然后采用控制变量法进一步研究送风温度和速度对系统性能的影响,最终通过Energy Plus能耗模拟软件计算得到供冷工况下热分层良好、舒适性较好且能耗较低的理想送风参数.实验结果表明:当旋流风口到人体的距离为0.7 m,送风温度为18~20℃,送风速度在1.2~1.5 m/s时,室内热分层较好,能够满足人员热舒适性和空气品质的需求.对不同送风参数下运行特性与能耗影响的模拟计算表明:在理想送风参数范围内,当送风温度为18℃、送风速度为1.2 m/s时,地板送风系统不仅可以保持较好的热舒适性和良好的热分层,同时还具有较低的能耗.     

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．     

壁挂式空调非定常送风模式的数值模拟

为研究壁挂式空调的非定常送风对室内热舒适性的影响,以某小型多人办公室为研究对象进行送风射流流动的数值模拟研究。针对送风模式,考虑了定常流水平送风、方波水平送风、三角波水平送风和正弦波脉动+扫掠送风4种模式,并对比了人员活动区域的温度及风速的均匀性与降温速率,以及冷气射流的空间分布规律。结果表明：采用方波和三角波的非定常水平送风模式与定常水平送风模式相比,可在人员区域形成更均匀的温度场和更低的平均风速,从而改善热舒适性。但是三角波和正弦波送风会导致冷气在出风口堆积,甚至吸入回风口,导致整体降温速率降低。     

乘员舱驾驶员位置微环境及人体热舒适分析

采用实验与数值模拟相结合的方法对夏季乘员舱内驾驶员位置的微环境及人体热舒适性进行了研究。首先通过11个不同工况分析了空调送风温度、送风速度、太阳辐射强度、太阳高度角以及环境温度对驾驶员位置不同部位微环境的影响,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了模拟,得到了各影响因素对人体热感觉及热舒适的影响程度。     

置换通风在海上生活楼的应用探讨

置换通风是一种新的通风方式,介绍了置换通风原理,并对置换通风特性进行了分析。以海洋平台生活楼采用的置换通风系统为例,从设计计算标准、热舒适性设计、空气质量设计、通风空调系统的实际送风量、室内空调及系统送风参数、室内散流器的选择及布置等方面阐述了置换通风空调设计方案。     

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．     

铁路空调客车气流组织评价

基于k-ε两方程模型，利用PHOENICS软件，在实验检验的基础上对列车车厢空调各种气流组织方式进行了模拟，并对其舒适性及经济性进行了评价．结果发现：传统的车顶条缝送风及格栅送风为较好的送风方式；椅背送风由于其独特的优点可推广应用；小桌下送风由于很难达到舒适要求不宜采纳．     

个性化送风波动对热感觉和室内空气品质的影响

为了解个性化通风环境下波动风对人体热舒适和室内空气品质的影响,在系统中实现传统的稳态送风和频率分别为0.1、0.2、0.3Hz的波动送风。采用受试者的主观感受和示踪气体测量两种方式,比较了这几种送风对改善室内热环境和空气品质的效果。实验表明:室温28℃时,个性化通风下人体最喜爱的送风波动频率为0.2Hz。该频率的波动风相对于稳态风有更强的冷却作用,并且该波动风不会降低吸入空气的品质。     

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。     

飞机座舱温度扰动实验研究

为研究飞机座舱引气温度扰动对座舱温度及舒适性的影响,在波音737飞机五排模拟座舱中分别采用天花板和天花板+侧壁两种送风形式进行座舱温度扰动实验。改变座舱引气温度,测量座舱总体和局部温度变化过程并简单评价了座舱的热舒适性。结果表明:引气状态相同,天花板送风对应的温度扰动值为0.32℃,天花板+侧壁对应的温度扰动值为0.59℃。两种送风形式所对应的座舱内总体温度平均值基本相等,为23.5℃,而天花板+侧壁送风形式使局部位置温度更接近人体舒适感觉温度范围。     

基于热舒适的层式通风脉动送风参数优化

脉动送风耦合层式通风,可以在保证良好能效和空气品质的前提下,进一步改善人体热舒适.建立和验证了脉动送风耦合层式通风的室内三维(CFD)模型,计算了26组工况.基于实验验证的动态热舒适评价指标,即时间平均预测平均投票(TAPMV)和时间平均吹风感(TAPD),分析了脉动送风参数(周期总时长、高速期与低速期时长之比、送风速度)对热舒适的影响.利用多目标优化TOPSIS方法可知,当周期总时长为300 s,高速期时长与低速期时长之比为1,高速期的送风速度为1.95 m/s,低速期的送风速度为1.05 m/s时,热舒适综合评价最优.     

低温环境暖风对改善人体舒适性的实验研究

为探索一种在低温环境中改善人体舒适性的局部供暖方式,于2011年1月在自然通风环境的实验室进行实验,共有62名受试者。设有3个实验工况,分别对受试者的颈部、腹部和小腿进行局部供暖风,实验持续30 min,受试者按照其主观感受填写调查问卷,包括人体热感觉、湿感觉、气流感、热环境可接受度等。研究结果表明:对局部供暖风可以改善人体的热感觉,但暖风带来的干燥感和过大的气流感可能引起人体对热环境不满意,并且还可能出现头晕恶心等不良反应,其中,对颈部和腹部送风会产生明显的不舒适感;而对小腿送风的负面影响小,可以作为一种改善人体舒适性的局部供暖方式。     

冷却顶板与置换通风复合空调系统的热舒适性分析

为研究冷却顶板与置换通风复合系统(CC/DV)的舒适性,通过对送风温度、垂直温差、吹风感以及平均辐射温度等几个影响人体舒适性的参数进行分析。研究结果表明:冷却顶板与置换通风复合系统具有较小的垂直温差,能有效降低吹风感风险,并具有均匀的辐射温度,这有助于提高人体舒适性;与传统的空调系统相比,冷却顶板与置换通风系统是一种兼具节能和舒适性的新型空调方式,能有效结合冷却顶板较好的热舒适性和置换通风良好的空气质量的优点。     

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。     

移动热湿源廊道热环境的改善及送风参数优化

为有效改善具有移动热湿源的高温高湿廊道热环境,给工人提供舒适的工作环境。以邯郸市某铁渣转运廊道为依托,建立廊道空气与皮带表面热湿耦合传热物理模型,定性分析不同送风温度、送风风速、铁渣温度、皮带运行速度条件下廊道热环境的改善效果,定量探究其对廊道热环境的影响程度,并拟合各影响因素与廊道温度的相关经验关联式。结果表明：对廊道热环境影响程度由大到小依次为：送风温度、送风风速、铁渣温度、皮带运行速度。送风温度越低,送风风速越高,铁渣温度越低,皮带运行速度越小,越能有效改善廊道热环境。送风温度为22℃,送风风速为2 m/s,铁渣温度为65℃,皮带速度为3.0 m/s为廊道热环境改善的最优组合方式。文章研究成果将为类似廊道内选择合适的通风方式、设备调控及系统优化提供指导。