酒店中庭空调气流组织的计算研究及优化方法

【摘要】酒店中庭一般具有空间高、体积大等大空间建筑特征,其空调气流组织对室内舒适度及能耗影响显著,因此采用合理的空调方式对改善高大空间建筑环境具有重要意义。本文以重庆市某酒店中庭为研究对象,采用FLUENT软件对其喷口侧送与中庭两侧地板送风相结合的空调方式进行数值模拟,研究和分析了冬夏季定风量设计工况下,送风角度对气流组织的影响,并选择最优喷口送风角度以指导实际运行调试。在此基础上,论文对工程投入运营后的中庭气流组织进行了实测,将实测与模拟结果进行对比分析,验证了数值计算的有效性与可靠性。同时针对此过程中发现的夏季气流组织不均匀、冬季能耗浪费明显等问题与不足,提出了冬夏季空调方式的优化改进方案并通过数值模拟予以验证。论文分冬夏季工况,对模拟及实测温度和速度分布、模拟PMV和PPD分布,分别进行了对比分析,研究结果表明：(1)喷口送风角度对空间的温度场和速度场均有一定影响,选择合理送风角度,有利于优化气流流场,改善空调效果。在设计工况下酒店中庭夏季最优送风角度为+7°,距地2米以内人员活动区气流分布最均匀,温度与速度均满足设计要求；冬季最优送风角度为-15°,此喷口倾角下人员活动区温度满足设计要求,速度略高于设计值。(2)模拟结果和实测结果的变化趋势基本一致,各测试点模拟值和实测值吻合度高,验证了CFD模拟大空间建筑气流组织的有效性和可靠性。(3)改进方案中,夏季工况采用分层空调双侧送风方式比原设计单侧送风方式更节能、经济。在保证设计要求前提下,其送风量减小,室内模拟温度比原设计降低；人员活动区气流组织分布均匀,PMV与PPD值均达到ISO7730推荐标准,人体舒适度更高。(4)改进方案中,冬季工况采用地板辐射供暖与中庭两侧地板送风相结合的方式比原设计分层空调单侧送风与中庭两侧地板送风相结合的方式更节能、舒适。其室内温度、速度、PMV及PPD值均满足要求,且气流组织分布均匀,垂直方向温度分布符合人体工程学,舒适度更高。地板辐射供暖无效热损失较小,室内设计温度可比分层空调方式偏低2℃,更加节能。
【作者】郦超；
【导师】黎强；
【作者基本信息】西南大学，农业生物环境与能源工程，2014，硕士
【关键词】高大空间；气流组织；数值模拟；实测；改进；

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