零方程湍流模型用于城市微气候的模拟研究

室外微气候环境对城镇人居环境和建筑能耗有重要影响,数值模拟技术作为快速的预测方法能有效评价社区规划的优劣。文章选用风洞实验数据对湍流涡粘度表达式进行优化,提出新的零方程湍流模型(ZeroEQ),并与两方程湍流模型(MMK)、大涡模拟(LES)和风洞实验数据进行对比分析;通过对寿安新城区零方程湍流模型的应用分析,探讨该模型应用于实际工程项目的可行性。结果表明:在同等计算机配置下,Zero-EQ模型比MMK模型快60%,是LES模型计算所需时间的1/15,能有效地预测不规则建筑群的流场分布;通过分析不同地形区域的风热环境特点,Zero-EQ模型可快速预测城镇微气候环境,为城区规划设计提供合理建议。     

辐射供冷和置换通风系统地板防结露数值模拟

地板结露现象是制约地板辐射供冷性能的最重要因素之一,研究地板表面除湿和抑制结露可以为实际工程的应用提供理论支持.文章数值模拟了地板辐射供冷与置换通风复合空调系统,研究了送风速度和湿度对预除湿持续时间的影响,利用垂直温差、吹风感和操作温度评价了人员舒适性,确定了因室内人员突增引起湿负荷变化需提前改变送风参数的时间范围.结...     

济南某高校教室室内环境测试与问卷调查

在供暖季节对济南市某高校自然通风教室内的室内环境状况进行测试与调查,分别在上课阶段测量室内各参数并结合主观调查问卷,分析比较12月份与3月份由于温度变化所引起的开窗情况,室内CO_2浓度变化以及通风换气对教室室内环境质量的影响规律,并探究其对学生热舒适及学习状况的影响。由测试结果分析得出,较冷天气下,很少有人会主动开窗通风,导致教室内通风量严重不足,CO_2浓度超标,室内空气品质很差,基本上可以认为室内没有换气,通风量计算公式对于换气次数如此小的教室来说是不适用的,并且有38.9%的学生反应教室太闷时会打瞌睡。     

降温方式对乘用车舱体内热舒适性影响的研究

乘用车舱内的热环境对驾驶员和乘客的身心状态有明显影响,而降温是提升夏季乘用车舱体内热舒适性的主要手段。文章以家用轿车为实验研究用车,采用现场测试和数值模拟相结合的方法,对比研究了开窗降温和空调制冷两种降温方式对汽车乘员舱内部热环境和热舒适性的影响。结果表明:采用开窗降温方式,舱内环境平均温降约为8℃,降温过程前20 min舱内温度变化较为明显;采用空调降温方式,舱内环境平均温降约为13℃,降温整体效果好于开窗降温;利用计算流体力学软件模拟的空调制冷结果与实验数据吻合较好,说明使用空调进行降温效果明显。     

开窗通风对教室内环境及人员热舒适影响的实验研究

针对济南某高校教学楼,通过间歇性开窗通风的方式,分别对过渡季和冬季室内环境参数的变化进行测试,并结合主观问卷,分析室内环境的变化对人员舒适性的影响.对比分析在过渡季和冬季两个时间段中,开窗通风对室内环境的改善情况以及对人员热舒适的影响程度.由测试结果分析得出,通过控制窗户的开度及开窗时间,可以有效的稀释室内的CO2浓度...     

山东典型地区办公建筑地板辐射供冷系统分析

辐射供冷系统具有较好的舒适性和节能性,尤其是地埋管直接供冷地板辐射系统,但其存在结露风险和不同地区适用性问题。选取山东省4个典型城市,构建5种不同地板辐射供冷与通风系统,分析其在办公楼建筑中的热舒适状况,以及辐射供冷系统结露风险、能耗和经济性。结果表明：建筑冷负荷较小时,地埋管直供系统具有一定优势,而在负荷较大时,通风系统可显著降低结露风险;地埋管直接供冷加新风系统,能保证室内较好的舒适性,在最小新风量运行下结露时间为83.5 h,占总供冷时间的3.8%,地埋管直接供冷系统比常规系统节能37.0%～38.1%;夜间开启水箱蓄冷的地埋管直供系统具有良好的经济效益,相比于未使用水箱蓄冷系统,可节约用电成本11.6%～15.0%,其中济南最为显著。     

过热度对翅片管蒸发器性能影响的模拟研究

利用EVAP-COND软件对三排管翅片管蒸发器进行模拟计算。选取3种制冷剂R22、R134a和R410A,4种不同的流路布置方式,分别计算不同制冷剂出口过热度下蒸发器的总换热量,对模拟结果进行分析对比,研究出口过热度对翅片管蒸发器换热性能的影响,得出有利于指导蒸发器优化设计的结论。蒸发器出口制冷剂过热度越大,制冷量越小;设计的4种流路布置方案中第二种方案最为合理;制冷剂R410A换热性能最佳,可以替代R22。     

基于FLUENT的济南某办公楼地板辐射采暖周末间歇运行模拟分析

建立某办公楼地板辐射采暖房间的二维模型,选择济南地区典型气象年(CSWD,548230)12月份某周末室外气象参数条件,根据现有周末室内采暖启停时间现状,考虑建筑围护结构的蓄能特性,利用FLUENT软件模拟济南市某办公建筑地板辐射周末采暖间歇运行期间室内热环境变化情况,研究满足室内热舒适要求的间歇控制策略。研究结果表明:围护结构对蓄放热过程影响较大,系统在停暖几十小时后,并在需要供暖前开启供暖系统情况下,室内内墙、地面、吊顶表面温度和室内温度未达到未停暖工况的效果,需要提高供水温度。吊顶对室内保温隔热效果比较明显,受辐射地板和内墙壁面附近热空气浮升力的影响,室内逆涡旋流流动明显,热空气上浮,窗户侧冷空气下降沿地板平面掠过。围护结构蓄热过程中,吊顶内空气温度较室内空气温度普遍低2℃~3℃。     

基于TRNSYS模拟的太阳能复合式供热系统的研究

为满足村镇居民的冬季采暖需求,充分利用农村地区清洁可再生能源,提出一种针对农村单体式住宅的太阳能复合式供热系统方案,从而为农村用户提供全年的生活热水和进行冬季供暖。具体方法为:1)对供热系统进行理论分析,包括住宅供热负荷的计算、太阳能集热器面积、水箱容积的数学模型的建立等;2)选取济南市某100 m~2单体式农宅,按照济南市面积指标法及设计小时耗热量分别对农宅的冬季采暖负荷和热水耗热量进行计算,根据计算出来的用户耗热量在TRNSYS软件中建立太阳能复合式供热系统,并利用TRNSYS软件中的温差控制器(使供水温度贴近地板辐射采暖)等部件对太阳能集热器面积与水箱容积之间的关系进行相关模拟。当太阳能集热器面积一定时,可优先选用集热器面积和蓄热水箱容积之比(Vt/As)为75 L/m~2时所对应的水箱体积;在采暖季,当Vt/As值在20~100 L/m~2之间变化时,太阳能保证率保持在25%~28.5%,其值变化不大。     

未来气候变化下超低能耗建筑多目标优化

在全球气候变暖的背景下,探究未来气候条件下超低能耗建筑围护结构的最优设计参数,对建筑节能和热舒适度的提高具有重要意义。文章构建了成都地区的典型办公建筑,生成了2030、2040、2050和2060年的逐时气象数据,以围护结构参数为决策变量,并以建筑能耗和热舒适度为目标函数,利用非支配排序遗传算法进行多目标优化,得到未来气候条件下各围护结构参数的最优解。结果表明：外窗传热系数、窗墙比、外窗太阳能得热系数的最优解分别为1.0 W/(m²·K)、0.7、0.5,而外墙传热系数的最优解在2050年为0.26 W/(m²·K),其余年份为0.15 W/(m²·K);屋面传热系数的最优解分别为0.22、0.15、0.15和0.2 W/(m²·K);与初始工况相比,未来4个年份的建筑能耗分别降低了1.05%、2.03%、0.40%和1.40%,不舒适时间百分比分别降低了9.73%、12.35%、7.75%和7.76%。