分层空调在某体育馆中的优化研究及应用

发布时间：2017-06-19 20:17

  本文关键词：分层空调在某体育馆中的优化研究及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于建筑技术的进步,现代的大空间公共建筑越来越多,且造型奇特、体型庞大。分层空调技术就在这样的背景下应运而生,且因其独特的优越性而被广泛应用。但是,不同气流组织形式的分层空调具有截然不同的舒适性和节能性。因此,针对不同性质和使用功能的大空间建筑,需根据气流组织影响因素设计不同的送风方式。通过大量相关文献的检索,总结了现有体育馆建筑特点和空调设计要点,并在此基础上,对分层空调气流组织形式、影响因素及评价指标进行了分析。然后以某中型、多功能、圆形体育馆为研究对象,以CFD数值模拟为研究方法,对其夏季分层空调系统进行了模拟分析及优化研究。本文首先以设计工况为基础,即设计参数为:送风高度17.8m、温差8℃、速度6.5m/s、角度0o、冷量131.277 KJ/s,分别对45%上座率和100%上座率进行了数值模拟。分析模拟结果可得,虽然送风达到设计要求,但由于射流弯曲程度较大,上座率越高,观众平均舒适性越低,且排气温度较低,节能性差。然后,在改造费用最低的前提下,为了降低空调冷负荷、提高舒适性和节能性,从理论上分析应减小送风温差、增大送风速度;再通过数值模拟分析了送风高度和角度对气流组织的影响,最终确定了优化方案并与原方案对比。优化方案提出:送风高度17m、速度8m/s、角度向下10o,送风温差在45%上座率时取6℃,100%上座率时取7℃。分析模拟结果可得,新方案虽然增加了送风量,但送风温差减小,能量利用系数增大,且排除余热能力增强,即节约了空调能耗;另一方面,射流弯曲程度减小,观众头部温度、风速分布更均匀且合理,平均舒适性提高。本文利用CFD数值模拟技术,对某体育馆分层空调系统进行了优化研究,分析了送风高度、温差、速度和角度对气流组织的影响,将舒适性和节能性指标结合起来分析,为分层空调的设计和节能优化提供了参考。
【关键词】：分层空调 体育馆 气流组织 CFD数值模拟 优化研究
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU831
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 分层空调技术的应用及研究11-13
• 1.3 体育馆简介及气流组织形式13-19
• 1.3.1 体育馆简介13-16
• 1.3.2 体育馆空调设计16-19
• 1.4 本课题研究内容及方法19-21
• 2 分层空调气流组织及评价21-31
• 2.1 分层空调气流组织形式21-24
• 2.2 气流组织的影响因素24-27
• 2.2.1 分层高度24-25
• 2.2.2 喷口尺寸25-26
• 2.2.3 喷口数量26-27
• 2.2.4 排风比27
• 2.3 气流组织评价指标27-30
• 2.3.1 风速指标28
• 2.3.2 温、湿度指标28
• 2.3.3 空气龄指标28-29
• 2.3.4 热舒适度指标29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 3 气流组织的CFD数值模拟31-42
• 3.1 CFD数值模拟的基本思想32-34
• 3.2 CFD数值模拟基础理论34-39
• 3.2.1 湍流流动模型35-38
• 3.2.2 湍流流动数值求解38-39
• 3.3 Airpak软件简介39-41
• 3.4 本章小结41-42
• 4 某体育馆分层空调CFD模拟及评价42-67
• 4.1 某体育馆简介42-46
• 4.1.1 工程概述42-43
• 4.1.2 空调设计概述43-46
• 4.2 模型概述46-51
• 4.2.1 物理建模46-48
• 4.2.2 基本参数及边界条件48-49
• 4.2.3 网格划分49-50
• 4.2.4 数学模型及求解50-51
• 4.2.5 收敛准则及松弛因子51
• 4.3 上座率 45%工况51-60
• 4.3.1 西区观众分析52-55
• 4.3.2 北区观众分析55-57
• 4.3.3 运动员及风口分析57-59
• 4.3.4 小结59-60
• 4.4 上座率 100%工况60-66
• 4.4.1 西区观众分析61-63
• 4.4.2 北区观众分析63-64
• 4.4.3 运动员及风口分析64-65
• 4.4.4 小结65-66
• 4.5 本章小结66-67
• 5 某体育馆分层空调优化分析67-76
• 5.1 优化方案的分析及设计67-68
• 5.1.1 送风高度的影响67-68
• 5.1.2 送风角度的影响68
• 5.1.3 优化方案的选择68
• 5.2 上座率 45%工况68-72
• 5.2.1 舒适性比较69-70
• 5.2.2 节能性比较70-72
• 5.3 上座率 100%工况72-75
• 5.3.1 舒适性比较72-73
• 5.3.2 节能性比较73-75
• 5.4 本章小结75-76
• 6 结论与展望76-78
• 参考文献78-80
• 致谢80

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