卧室工位空调舒适性的实验与CFD模拟研究

近年来,针对于工位空调(TAC)的应用研究越来越多,原因在于它有助于提高热舒适性,改善室内空气质量.而把工位空调引入到睡眠环境下的卧室中使用,可以提高夜间睡眠状态下的热舒适性.为此,设计了两种应用于睡眠环境的工位空调系统模式,采用实验研究与CFD数值模拟研究的方法,分析两种设置方式的热环境控制性能,以期找到更适合睡眠环境热舒适性的设置模式.实验数据和模拟分析表明,第二种设置模式是更适用于作为睡眠环境下卧室的空调方式.     

喷雾装置对银川高层住宅小区夏季室外降温的研究

为改善银川地区居住区夏季室外热环境,利用软件模拟得到某小区夏季气象典型日的室外温度云图,对温度过高的区域采用雾化设备进行物理降温的试验。结果表明,在不超过3.3 m/s的风力条件下,以3 m为半径的辐射范围内降温増湿效果最好,平均降温3℃左右,平均増湿6%～8%。可采用合理的布点方式,使用雾化设备对银川高层居住区的夏季室外热环境进行优化。     

热湿工况下工位辐射空调的热舒适实验研究

为研究热湿工况下使用工位辐射空调的人体热舒适情况,在人工环境实验室内,通过改变环境背景温度来影响人体的热感觉,并采用热感觉投票（TSV）作为评价标准,重点研究了人体头部、躯干、上肢、下肢以及整体热感觉情况。实验结果表明,尽管背景环境参数超出舒适范围,但使用工位辐射空调能维持受试者的舒适状态,即背景温度稳定在28 ℃时,平均整体热感觉投票值低于+0.2;背景温度为30 ℃时,受试者热感觉仍能满足ASHRAE规范中规定的80%可接受范围要求。     

重庆地区城市与村镇居民夏季室内环境调节调研

采用调研和实地测量,对重庆地区城市和村镇居民入户调研,分析了重庆地区城市和村镇居民夏季热环境调节行为,并讨论了年收入、空调拥有量和用电量三者之间定性关系。城市居民广泛使用空调降温,村镇居民空调使用主要集中于晚上,风扇仍是较多使用的降温方式。与村镇居民相比,城市居民年收入增加,空调拥有量和用电量明显增加。     

大幅度快速降温对活性污泥系统的影响

为了研究降低大幅快速降温对活性污泥系统的影响,采用SBR反应器,控制平均DO浓度1.5mg/L左右,考察了大幅度降温对活性污泥系统的影响。结果表明：当系统温度从25℃大幅度降温到14℃时,可引发活性污泥沉降性指标恶化,SVI值明显升高并导致污泥膨胀。当系统温度恢复至常温25℃后,SVI值有一定程度的下降,但并未恢复到SVI的正常范围。大幅度降温对活性污泥系统磷和COD的去除效果影响较小,而对活性污泥硝化效果有较大影响。大幅度降温后系统的氨氮去除率下降至20%左右。当系统温度恢复到常温后,活性污泥的硝化效果可以恢复。     

徽州民居夏季自然通风条件下热舒适性研究

通过现场测试、模拟和调查问卷的3种方式,选取屯溪地区有代表性的新建徽派民居,分析夏季自然通风对建筑室内热环境和室内热舒适性的影响。结果表明:在夏季典型气候条件下自然通风不能满足屯溪民居对室内热舒适性的要求,应考虑主动降温的方式来保证室内的舒适度。     

城市局地热气候预测及热岛效应缓解策略

为量化分析下垫面对局地热环境的影响,采用多用途建筑区域热气候评价模型,以深圳国际低碳城核心启动区为对象,讨论下垫面构成对热岛强度及热舒适性的影响.研究表明:最大局地热岛强度体现最热极端情况的气候差异,平均局地热岛强度反映全天气温的平均差异;夜间平均局地热岛强度高于白天;自然下垫面中,增大水体和树木的覆盖率起到的降温效果更好,而适当增加草地的覆盖率能更有效地提高室外环境舒适度.     

机载雷达舱瞬态温度场的数值模拟

针对机载雷达舱瞬态温度场的分析与计算问题,引入壁面热流函数,简化了雷达舱外复杂的热边界条件,针对雷达舱内电子设备热物性参数的不确定性,提出了一种简化的工程计算方法.分析了雷达舱内辐射-导热-对流耦合换热作用,建立了雷达舱动态热平衡方程,在结合雷达舱环控系统的基础上,采用蒙特卡罗法求解舱内设备之间的辐射换热,采用热网络法求解雷达舱内的耦合换热,获得了雷达舱内的瞬态温度场,分析了不同初始状态及飞行工况对雷达舱瞬态温度场的影响,为机载雷达舱设计及相关研究提供了重要依据.     

高大空间建筑空调气流CFD模拟研究

高大空间建筑空调系统设计复杂,初投资昂贵,在设计时有必要对其设计方案、气流组织、舒适性等加以模拟预测。本文就天津国际展览中心扩建工程B展厅现状空调方案用Fluent公司推出的专业软件Airpak2.1对其空调系统的热舒适性与气流组织进行模拟研究。该研究为高大空间建筑空调系统优化设计、模拟气流组织和热舒适性等提供了方法及理论依据。     

高层住宅区绿化树种对室外热环境影响研究

城市热岛效应引起都市的高温化,降低居住环境的舒适性,而绿化植物能够调节环境温度、增加空气湿度,改善热岛效应。为了探究不同树种对城市热环境的影响,文章采用无人机摄影测量技术和Arc GIS软件对典型高层住宅区进行三维建模,利用ENVI-met模拟了其室外热环境,并与实测的气象数据进行了对比分析,研究了5类常见树种对城市住宅区室外热环境的调节作用。结果表明:对比实测数据与数值模拟结果发现,空气温度与相对湿度的均方根误差分别为0. 83℃和4. 5%,说明模型精度较高,模拟效果良好; 5类树种在7∶00～18∶00间的降温和增湿幅度分别在0. 06～1. 21℃和1. 99%～7. 22%,其中14∶00时梧桐的降温增湿效果最好;不同树种的3D累积节能效益不同,在10∶00～18∶00内,距地面0～2 m处,5类树种3D累积降温幅度为5. 16～8. 48℃,3D累积节能范围为30. 92～50. 89 k Wh。     

自然暴露下汽车座椅热负荷的数值模拟及试验

针对汽车内乘员热舒适性问题,为分析自然暴露下汽车舱内座椅的热负荷变化规律及其影响因素,首先在我国海南省琼海市湿热自然环境试验站对某款国产黑色轿车进行自然暴露试验,测试分析了1年内试验车辆内、外的热环境变化。采用热网格法对整车模型进行热负荷分析,仿真得到舱内座椅传热过程中各传热方式的热流量变化,并进一步研究了座椅表面材料特性、车窗玻璃、汽车停放环境等因素对座椅表面温度场的影响规律。结果表明:汽车座椅主要受太阳辐射作用而升温,升温机理依次为表面辐射、热传导和对流散热;合理改变座椅表面材料吸收率、汽车车窗玻璃的透射率和汽车的停放位置,可以有效降低汽车舱内车座椅的表面温度,从而改善其热负荷状况。     

高大空间建筑空调气流CFD模拟研究

高大空间建筑空调系统设计复杂，初投资昂贵，在设计时有必要对其设计方案、气流组织、舒适性等加以模拟预测。本文就天津国际展览中心扩建工程B展厅现状空调方案用Fluent公司推出的专业软件Airpak2．1对其空调系统的热舒适性与气流组织进行模拟研究。该研究为高大空间建筑空调系统优化设计、模拟气流组织和热舒适性等提供了方法及理论依据。     

基于Airpak的办公室热环境CFD模拟研究

办公室作为工作人员长时间停留的公共场所,应满足健康、舒适、能源有效利用和环境保护等方面的要求.利用Fluent公司推出的专业软件Airpak 2.1对某办公室的空调、采暖工况下的气流组织与热舒适性进行模拟研究.为改善办公室的热环境和热舒适性提供了方法和理论依据.     

严寒地区农村住宅热环境模拟分析

目的 研究传统采暖方式下农村住宅的室内的温度和气流组织分布,评价室内热舒适性.方法 以农村住宅采暖房间为研究对象,通过对农村住宅的采暖房间实地测试,建立该采暖房间的数学和物理模型,室内空气自然对流,采用k-ε模型进行描述,使用Airpak软件对在传统采暖方式下农村住宅的室内热环境进行数值模拟分析.结果 通过25～ 30 d的实测,得到室内全天平均温度是8.5℃,以20:30时刻为例,炕面上方测点温度高于地面上方测点2℃左右,以这个时刻的条件作为模拟对象,计算出室内地面活动区平均温度10℃,炕面上方平均温度稍高于12℃,与实测值基本相符.结论 农村住宅依靠火炕或火墙供暖不能满足居民对舒适性的要求.对于新农村的意义是要提高其室内的热环境,既需要做好围护结构的保温措施,又需要采用舒适的采暖方式.     

基于Airpak的办公室热环境CFD模拟研究

办公室作为工作人员长时间停留的公共场所，应满足健康、舒适、能源有效利用和环境保护等方面的要求。利用Fluent公司推出的专业软件Airpak2．1对某办公室的空调、采暖工况下的气流组织与热舒适性进行模拟研究。为改善办公室的热环境和热舒适性提供了方法和理论依据。     

载人潜水器深海作业舱室热舒适性分析

为改善载人潜水器舱室热环境舒适性,采用PMV-PPD(predicted mean vote-predicted percentage of dissatisfied)热舒适性模型,分析了载人潜水器任务过程中舱室热环境与舒适性变化特征.以载人潜水器低纬度海域7 000 m海试任务环境数据为基础,分析了海试下潜过程中8个典型任务阶段的舱室热环境动态变化特征,并获取关键人因数据与环境数据,利用Matlab计算获得任务过程中舱室平均热感觉指数PMV与预计不满意者的百分数PPD,通过对比PMV-PPD线型,研究了过程舱室热舒适性动态特征和分布特征,针对风速和服装热阻两个可控因素进行热舒适性优化分析.研究结果表明:载人潜水器水下任务过程中,舱室PMV值在[-2,+2]之间持续变化;任务前期热舒适性特征为偏热,任务中后期热舒适性热证为偏冷;其中84%任务阶段舱室热舒适性较差,其中79.69%的任务阶段偏冷,16%任务阶段偏热;风速v和服装热阻I_(cl)为密闭舱室调节热舒适性重要影响因素.针对缺少空调系统的载人潜水器,控制热环境阶段保持0.5 m/s左右风速,冷环境阶段提升0.93～1.48服装热阻可有效改善舱室热舒适性.     

地铁车厢热环境下乘员热舒适及人体温度影响因素研究

采用现场实测和问卷调研的方式对地铁车厢的热环境参数及乘员的主观热感觉进行了调研,分析了车厢热环境参数对地铁乘员热舒适的影响.引入二节点模型对地铁空调车厢乘员的核心温度和皮肤温度进行建模,采用有限差分法在时间单元内对耦合的非线性常微分方程组进行离散并利用MATLAB软件编程迭代求解.将实测的1 070组实验数据与计算结果与进行对比.结果发现,二节点模型对地铁空调车厢人体温度的预测精度较高,可用于分析在车厢环境下的人体温度影响因素.人体特征与空调车厢热环境参数共同决定了人体温度的变化,且各因素的影响能力由大至小分别为环境温度、平均辐射温度、人体代谢率、服装热阻、相对湿度和风速.计算方法和主要结论可为地铁空调车厢乘员热舒适研究提供理论参考.     

某办公楼辐射空调系统供冷时热舒适性模拟研究

以上海市某办公楼的1间办公室为研究对象,研究辐射吊顶供冷与天花板送风联合运行下室内环境的热舒适性.首先对该办公室进行负荷计算,计算结果包括冷负荷及湿负荷.然后根据计算结果进行辐射空调系统的设计,设计内容分为辐射吊顶的设计和新风系统的设计.最后利用Airpak软件建立模型并模拟辐射空调系统稳定运行时办公室的热舒适性指标,主要包括预测平均评价(PMV)分布和预测不满意百分比(PPD)分布.模拟结果显示在辐射空调系统稳定对房间供冷时,可以得到分布均匀的PMV分布和PPD分布,室内大部分区域PMV值为0.5左右,PPD值为10％左右,总体上满足人体热舒适性要求和设计要求.     

相变沥青混凝土复合结构降温效果试验分析

为了研究多层相变沥青混凝土复合结构的降温效果,采用差示扫描量热法测试了5组不同分子量聚乙二醇（PEG）的相变温度,结合太阳辐射下沥青路面温度场模拟结果,拟定并制备了含PEG的7组相变沥青混凝土三层复合结构,采用自行制作的热辐射及测温装置,测试了热辐射9 h内相变沥青混凝土复合结构内部温度,分析了PEG使用层位、层间组合方式、分子量对复合结构储热降温的影响。结果表明,PEG分子量从1000增大到6000时,相变起始温度从25.1℃增高到54.4℃;相变材料掺入路面结构单层后,主要对掺入层及其以下层位具有降温效果;从性价比角度看,仅上层掺入PEG的方案优于上中两层、上中下三层使用PEG的方案;在相同掺量时,分子量高的PEG对路面结构的降温效果优于分子量低的。     

顶板和地板辐射供冷方式下的室内热舒适研究

对顶板和地板辐射供冷的室内热舒适进行研究可为优化供冷系统,提出能够满足人体热舒适的、较为合理的辐射供冷方式提供一定的理论依据。文章阐述了顶板和地板辐射供冷两种辐射供冷模式及其辐射供冷机理,分析了室内热舒适影响因素。以济南市某个应用辐射供冷空调技术的实验房间为研究对象,采用Airpak构建仿真房间模型,进行数值模拟,从室内垂直温差、PMV—PPD指标及吹风感三方面对比分析了顶板辐射和地板辐射两种供冷方式对室内热舒适的作用效果。结果表明:顶板辐射供冷沿房间高度方向垂直温差小于3℃,而地板辐射供冷垂直温差过大,不能满足局部热舒适要求;顶板辐射供冷的PMV值基本处于-0.5~+0.5的范围,人体离最佳热舒适状态最近,而地板辐射供冷只能保证在人体周围取值时能够得到比较满意的PMV值;两种供冷模式对于吹风感的不满意率PD均小于15%,都能满足人体对于吹风感热舒适的要求。