夏熱冬冷地區(qū)空調(diào)室內(nèi)熱環(huán)境與能耗模擬研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-23 08:43
在經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展的時(shí)代背景下,人民生活水平有了大幅提升,并開(kāi)始追求更高的生活品質(zhì),而空調(diào)室內(nèi)熱環(huán)境不僅決定了人體熱舒適性還會(huì)對(duì)人體健康造成影響。我國(guó)夏熱冬冷地區(qū)冬季潮濕寒冷,空調(diào)的應(yīng)用極為普遍,空調(diào)制熱效果往往達(dá)不到舒適標(biāo)準(zhǔn)。影響空調(diào)制熱效果的因素有很多,本文通過(guò)數(shù)值模擬的方式探討了外墻保溫性能,環(huán)境溫度,房間位置以及空調(diào)送風(fēng)參數(shù)等因素對(duì)空調(diào)制熱效果以及室內(nèi)熱環(huán)境的影響。以南京地區(qū)小型辦公室為研究對(duì)象,首先通過(guò)CFD建立模擬房間的數(shù)學(xué)物理模型并驗(yàn)證模型的可靠性;谏鲜瞿P湍M研究了外墻保溫性能,環(huán)境溫度,房間位置,送風(fēng)速度與送風(fēng)角度等因素對(duì)空調(diào)制熱效果的影響,結(jié)果顯示,五種因素對(duì)空調(diào)制熱運(yùn)行時(shí)的室內(nèi)熱環(huán)境均有一定的影響作用?照{(diào)設(shè)置參數(shù)相同時(shí),外墻保溫性能,環(huán)境溫度與房間位置對(duì)室內(nèi)垂直方向上尤其1.1m高度以下區(qū)域溫度分布影響較大,對(duì)水平方向溫度分布的均勻性影響較小。對(duì)送風(fēng)速度與角度的研究顯示送風(fēng)速度越大,室內(nèi)溫差越小,但送風(fēng)速度過(guò)大會(huì)引起吹風(fēng)感,最佳送風(fēng)速度為2.5m/s。送風(fēng)與豎直墻壁的夾角越小時(shí),各平面溫度差值越小,角度過(guò)大會(huì)造成能量的浪費(fèi),過(guò)小會(huì)使得局部風(fēng)速較大,最佳送風(fēng)角...
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
物理模型
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-16-實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)得到。送風(fēng)速度,溫度,角度設(shè)定也為實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)值,詳細(xì)設(shè)置見(jiàn)表2-2。表2-2模型驗(yàn)證邊界條件設(shè)置邊界類(lèi)型設(shè)置天花板wall16℃地面wall12.7東墻wall11.8西墻wall10.9南墻wall12.5北墻wall11送風(fēng)口速度入口3m/s,38℃,30°回風(fēng)口自由出流-----將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,以Y=0.1m,Y=1.1m,Y=1.7m,Y=2.3m四個(gè)水平面平均溫度為例,對(duì)比結(jié)果如下:圖2-4模型驗(yàn)證結(jié)果可以看出模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合程度較高,各平面平均溫度數(shù)值相差均不超過(guò)1℃,相對(duì)誤差均低于10%,其中1.7m高度水平面實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果差值最大。模擬時(shí)對(duì)辦公室的物理模型以及數(shù)學(xué)模型都進(jìn)行了一定的簡(jiǎn)化,而實(shí)驗(yàn)結(jié)果也有一定誤差,基于以上原因,模擬值與實(shí)驗(yàn)值存在較小差異是可以接受的,因此判定該模型可行。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-20-第3章不同因素下的室內(nèi)熱環(huán)境研究空調(diào)制熱效果一直是空調(diào)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一,而圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能,室外環(huán)境溫度,房間位置等因素直接影響到室內(nèi)外的熱量交換與溫度變化,因此對(duì)于這三種不同因素影響下空調(diào)供暖效果的研究極具必要性。本章通過(guò)Fluent穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬探討了圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能,室外環(huán)境溫度,房間位置對(duì)壁掛式空調(diào)供暖室內(nèi)氣流組織以及熱舒適性的影響。主要分析了不同工況下溫度場(chǎng)在室內(nèi)空間的分布特征以及人體熱舒適性的變化情況。3.1外墻保溫性能對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的影響為研究外圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能對(duì)空調(diào)房間室內(nèi)熱環(huán)境的影響,本節(jié)從外墻保溫層厚度出發(fā),探索外墻保溫性能對(duì)空調(diào)房間熱環(huán)境的影響。查閱相關(guān)文獻(xiàn)可知,南京地區(qū)民用建筑外墻基礎(chǔ)構(gòu)造如下[42]:圖3-1外保溫墻體構(gòu)造依次選取保溫層厚度為20mm、40mm、60mm、80mm、100mm進(jìn)行6次模擬,保溫材料為南京地區(qū)常用的EPS板,對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行后處理,分析不同工況下空調(diào)供暖室內(nèi)的溫度場(chǎng),垂直溫差以及熱舒適性。模擬過(guò)程采用穩(wěn)態(tài)模擬,各工況邊界條件設(shè)置如下:墻壁與窗戶(hù)設(shè)置為WALL,內(nèi)墻設(shè)為絕熱即熱流密度為0,外墻與外窗設(shè)置為定熱流量,其中窗戶(hù)熱流量設(shè)為48.42W/m,外墻熱流量具體數(shù)值見(jiàn)表3-1;送風(fēng)口為速度入口,送風(fēng)溫度35℃,送風(fēng)速度2m/s,送風(fēng)角度為45°,回風(fēng)口為outflow;人體設(shè)置為定壁溫,查閱文獻(xiàn)得冬季空調(diào)房間人體衣物外表面平均溫度為30℃;
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]重慶住宅壁掛式空調(diào)供暖期間的通風(fēng)方式研究[J]. 石國(guó)兵,余曉平,吳曉林,黃雪. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2020(03)
[2]嚴(yán)寒氣候區(qū)高校教室空間溫度場(chǎng)評(píng)價(jià)研究[J]. 郝占國(guó),王立雄. 建筑節(jié)能. 2019(11)
[3]改善學(xué)生宿舍室內(nèi)熱環(huán)境的局部送風(fēng)系統(tǒng)[J]. 劉凰君,劉洋伶,徐皓,鄭潔. 制冷與空調(diào)(四川). 2019(04)
[4]空調(diào)間歇運(yùn)行模式下室內(nèi)熱環(huán)境測(cè)試研究[J]. 李海峰. 住宅科技. 2019(07)
[5]關(guān)于壁掛式空調(diào)制熱舒適性最優(yōu)出風(fēng)溫度的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 黃允棋,司徒姍姍,陳小輝. 環(huán)境技術(shù). 2019(03)
[6]南京地區(qū)外保溫墻體保溫層經(jīng)濟(jì)厚度分析[J]. 許成城,李舒宏. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[7]門(mén)窗縫隙滲風(fēng)對(duì)冬季空調(diào)室內(nèi)熱環(huán)境影響的模擬研究[J]. 郭配山,徐家心,薛穎. 潔凈與空調(diào)技術(shù). 2018(01)
[8]鎮(zhèn)江市機(jī)關(guān)辦公建筑不同空調(diào)系統(tǒng)能耗限額研究[J]. 吳德茂,貢達(dá),焦琥,李鵬飛,朱華德. 綠色建筑. 2017(05)
[9]空氣源熱泵蓄熱系統(tǒng)形式及研究進(jìn)展[J]. 倪龍,周超輝,姚楊,姜益強(qiáng). 制冷學(xué)報(bào). 2017(04)
[10]孔板送風(fēng)對(duì)壁掛式空調(diào)房間熱舒適性的影響[J]. 郭蘭霞,林建泉,黃忠. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2017(05)
博士論文
[1]天然氣基冷熱電聯(lián)供與熱泵耦合系統(tǒng)集成研究[D]. 康書(shū)碩.湖南大學(xué) 2016
碩士論文
[1]夏熱冬冷地區(qū)近零能耗居住建筑空調(diào)運(yùn)行模式研究[D]. 于晨晨.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于新型通風(fēng)方式的家用廚房環(huán)境模擬研究[D]. 李健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[3]嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)近零能耗建筑負(fù)荷特性研究[D]. 呂歡.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[4]空調(diào)室內(nèi)熱環(huán)境及人體熱舒適性模擬研究[D]. 黃文雄.東華大學(xué) 2017
[5]夏熱冬冷地區(qū)氣候區(qū)劃、住宅建筑負(fù)荷特性及供暖模式適宜性研究[D]. 楊鋒斌.西安建筑科技大學(xué) 2016
[6]重慶某高校學(xué)生宿舍空調(diào)工況熱環(huán)境研究[D]. 何鳴.重慶大學(xué) 2014
[7]北方農(nóng)村傳統(tǒng)采暖方式與室內(nèi)熱環(huán)境研究[D]. 高翔翔.西安建筑科技大學(xué) 2010
本文編號(hào):3405401
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
物理模型
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-16-實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)得到。送風(fēng)速度,溫度,角度設(shè)定也為實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)值,詳細(xì)設(shè)置見(jiàn)表2-2。表2-2模型驗(yàn)證邊界條件設(shè)置邊界類(lèi)型設(shè)置天花板wall16℃地面wall12.7東墻wall11.8西墻wall10.9南墻wall12.5北墻wall11送風(fēng)口速度入口3m/s,38℃,30°回風(fēng)口自由出流-----將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,以Y=0.1m,Y=1.1m,Y=1.7m,Y=2.3m四個(gè)水平面平均溫度為例,對(duì)比結(jié)果如下:圖2-4模型驗(yàn)證結(jié)果可以看出模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合程度較高,各平面平均溫度數(shù)值相差均不超過(guò)1℃,相對(duì)誤差均低于10%,其中1.7m高度水平面實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果差值最大。模擬時(shí)對(duì)辦公室的物理模型以及數(shù)學(xué)模型都進(jìn)行了一定的簡(jiǎn)化,而實(shí)驗(yàn)結(jié)果也有一定誤差,基于以上原因,模擬值與實(shí)驗(yàn)值存在較小差異是可以接受的,因此判定該模型可行。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-20-第3章不同因素下的室內(nèi)熱環(huán)境研究空調(diào)制熱效果一直是空調(diào)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一,而圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能,室外環(huán)境溫度,房間位置等因素直接影響到室內(nèi)外的熱量交換與溫度變化,因此對(duì)于這三種不同因素影響下空調(diào)供暖效果的研究極具必要性。本章通過(guò)Fluent穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬探討了圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能,室外環(huán)境溫度,房間位置對(duì)壁掛式空調(diào)供暖室內(nèi)氣流組織以及熱舒適性的影響。主要分析了不同工況下溫度場(chǎng)在室內(nèi)空間的分布特征以及人體熱舒適性的變化情況。3.1外墻保溫性能對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的影響為研究外圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能對(duì)空調(diào)房間室內(nèi)熱環(huán)境的影響,本節(jié)從外墻保溫層厚度出發(fā),探索外墻保溫性能對(duì)空調(diào)房間熱環(huán)境的影響。查閱相關(guān)文獻(xiàn)可知,南京地區(qū)民用建筑外墻基礎(chǔ)構(gòu)造如下[42]:圖3-1外保溫墻體構(gòu)造依次選取保溫層厚度為20mm、40mm、60mm、80mm、100mm進(jìn)行6次模擬,保溫材料為南京地區(qū)常用的EPS板,對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行后處理,分析不同工況下空調(diào)供暖室內(nèi)的溫度場(chǎng),垂直溫差以及熱舒適性。模擬過(guò)程采用穩(wěn)態(tài)模擬,各工況邊界條件設(shè)置如下:墻壁與窗戶(hù)設(shè)置為WALL,內(nèi)墻設(shè)為絕熱即熱流密度為0,外墻與外窗設(shè)置為定熱流量,其中窗戶(hù)熱流量設(shè)為48.42W/m,外墻熱流量具體數(shù)值見(jiàn)表3-1;送風(fēng)口為速度入口,送風(fēng)溫度35℃,送風(fēng)速度2m/s,送風(fēng)角度為45°,回風(fēng)口為outflow;人體設(shè)置為定壁溫,查閱文獻(xiàn)得冬季空調(diào)房間人體衣物外表面平均溫度為30℃;
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]重慶住宅壁掛式空調(diào)供暖期間的通風(fēng)方式研究[J]. 石國(guó)兵,余曉平,吳曉林,黃雪. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2020(03)
[2]嚴(yán)寒氣候區(qū)高校教室空間溫度場(chǎng)評(píng)價(jià)研究[J]. 郝占國(guó),王立雄. 建筑節(jié)能. 2019(11)
[3]改善學(xué)生宿舍室內(nèi)熱環(huán)境的局部送風(fēng)系統(tǒng)[J]. 劉凰君,劉洋伶,徐皓,鄭潔. 制冷與空調(diào)(四川). 2019(04)
[4]空調(diào)間歇運(yùn)行模式下室內(nèi)熱環(huán)境測(cè)試研究[J]. 李海峰. 住宅科技. 2019(07)
[5]關(guān)于壁掛式空調(diào)制熱舒適性最優(yōu)出風(fēng)溫度的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 黃允棋,司徒姍姍,陳小輝. 環(huán)境技術(shù). 2019(03)
[6]南京地區(qū)外保溫墻體保溫層經(jīng)濟(jì)厚度分析[J]. 許成城,李舒宏. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[7]門(mén)窗縫隙滲風(fēng)對(duì)冬季空調(diào)室內(nèi)熱環(huán)境影響的模擬研究[J]. 郭配山,徐家心,薛穎. 潔凈與空調(diào)技術(shù). 2018(01)
[8]鎮(zhèn)江市機(jī)關(guān)辦公建筑不同空調(diào)系統(tǒng)能耗限額研究[J]. 吳德茂,貢達(dá),焦琥,李鵬飛,朱華德. 綠色建筑. 2017(05)
[9]空氣源熱泵蓄熱系統(tǒng)形式及研究進(jìn)展[J]. 倪龍,周超輝,姚楊,姜益強(qiáng). 制冷學(xué)報(bào). 2017(04)
[10]孔板送風(fēng)對(duì)壁掛式空調(diào)房間熱舒適性的影響[J]. 郭蘭霞,林建泉,黃忠. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2017(05)
博士論文
[1]天然氣基冷熱電聯(lián)供與熱泵耦合系統(tǒng)集成研究[D]. 康書(shū)碩.湖南大學(xué) 2016
碩士論文
[1]夏熱冬冷地區(qū)近零能耗居住建筑空調(diào)運(yùn)行模式研究[D]. 于晨晨.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于新型通風(fēng)方式的家用廚房環(huán)境模擬研究[D]. 李健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[3]嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)近零能耗建筑負(fù)荷特性研究[D]. 呂歡.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[4]空調(diào)室內(nèi)熱環(huán)境及人體熱舒適性模擬研究[D]. 黃文雄.東華大學(xué) 2017
[5]夏熱冬冷地區(qū)氣候區(qū)劃、住宅建筑負(fù)荷特性及供暖模式適宜性研究[D]. 楊鋒斌.西安建筑科技大學(xué) 2016
[6]重慶某高校學(xué)生宿舍空調(diào)工況熱環(huán)境研究[D]. 何鳴.重慶大學(xué) 2014
[7]北方農(nóng)村傳統(tǒng)采暖方式與室內(nèi)熱環(huán)境研究[D]. 高翔翔.西安建筑科技大學(xué) 2010
本文編號(hào):3405401
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