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时间:2018-10-20
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1、浅议透过玻璃窗的太阳辐射对置换通风系统的影响:本文旨在提示透过玻璃窗的太阳辐射对置换通风系统的干扰程度,以便能有的放矢的改进、完善置换通风系统,充分发挥这一新型通风模式的优点,为设计者提供设计参数和设计依据,为置换通风系统开辟更好有应用前景。 关键词:玻璃窗太阳辐射通风系统 一、概述 置换通风系统从它最早在北欧的出现和使用,至今已有二十多年的,但由于它在保证室内空气品质方面的突出表现,近年来仍倍受巨人瞩目,1999年被列入“欧盟第五框架计划”支持的研究项目。 在第一阶段研究过程中,我们对室内单一热
2、源的情况进行了实验研究和计算机住址研究,得到了单一热源下置换通风系统的温度场和速度场。结果表明:(1)热源的存在不影响水平方向上的温度的均匀度;(2)除热源上方有较明显的上升气流外,整个速度场均匀、平稳,呈层流或低紊流状态;(3)维护结构的热损失对温跃层高度无明显影响,而外部环境温度则使室内温度垂直分布有所改变。继“单一热源”的研究之后,我们在第二阶段对“多热源”的情况又进行了系统的研究,主要侧重于热源之间的相互影响和对置换通风系统温度场的影响,结果表明:(1)双热源的存在降低了单热源情况;(2)辅热源温度的
3、变化并不影响温跃层的高低;辅热源气流流量的大小不影响温跃层的高度,而只是对上部区域的温度有影响。 本文是置换通风系统的系列研究的第三阶段内容,针对透过玻璃窗的太阳辐射对置换通风系统的影响的研究,在置换通风系统的应用中,由于玻璃窗的存在,难免会有太阳的直射辐射透过玻璃窗进入至室内来,照射在地板、家具或其它物品上,形成了局部的热表面区域,这些局部热表面对室内空气具有加热作用,形成自然对流,对室内置换通风平稳的流场进行了干扰。本文旨在提示透过玻璃窗的太阳辐射对置换通风系统的干扰程度,以便能有的放矢的改进、完善置换
4、通风系统,充分发挥这一新型通风模式的优点,为设计者提供设计参数和设计依据,为置换通风系统开辟更好的应用前景。 二、实验装置 本实验是在第二阶段实验一双热源情况的基础上开展的,因此,测试室内已有一主一辅两个热源,为了模拟透过玻璃窗的太阳辐射照射在地板、家具或物品上形成的水平局部表面、倾斜的局部热表面和垂直局部热表面的情况,我们分别采用了电热和电散热器,用覆盖在地板上的电热膜模拟太阳在地板上形成的热表面,用倾斜放置的电散热器模拟太阳辐射在室内形成的倾斜热表面,用垂直放置的电热膜模拟太阳辐射形成的垂直热表面。
5、 在正式实验之前,我们对增加电热膜后系统的稳定性进行了预测试。将4块0.5m×1.0m的电热膜铺在测试室地板的中央,形成的总的热量为2403/h,送风速度为0.03m/s,温度为21.2℃,热源暂关闭,测试室的外环境温度(即大厅内温度)控制在20.3℃。我们连续4天对测试室内垂直方向的温度进行测试,结果表明,增加了电热膜后,在上述的实验条件下,至少需要24小时系统才能达到稳定,此时测得热膜表面温度为36.4℃,测试室距地面1.5m处的壁温为22.6℃,测试室的排风温度为23.8℃。 三、实验结果及分析和讨论
6、 太阳透过玻璃窗进入室内,照射至地板、家具或其它室内物品上,形成或水平的、或垂直的、或成一定角度的局部热表面,因此,我们的实验也分3种情况进行考虑,用电热膜分别模拟水平的局部热表面、垂直的局部热表面和与水平方向成10度角的局部热表面,下面分别介绍3个实验情况。 1、热地板 在这部分实验中,为了到表演场灯光对地板形成的全面辐射情况,我们将整个地板都用电热膜进行了覆盖,共有6.5㎡,全部工作时,最大热量可达7803/h,我们对3种不同的电热膜的热流量的情况进行了测试。在3种情况下,置换通风系统的热力分层现象
7、或多或少总是存在的;将3种实验的结果进行比较发现,水平热表面热流量的大小测试室下部及上部区域温度的高低,也影响了温跃层的高度。热地板的存在,增加了室内的余热量,便利整个室内的平均温度变高,垂直温度梯度曲线右移。热力分层现象仍然存在,垂直方向温度曲线表明,下部人活动区的温度仍然比上部区域低,置换通风系统仍然比混合式通风系统显得合理和经济。为了减小热地板带来的影响,应想方设法选用对长波辐射吸收较低的地板材料,使置换通风系统发挥了出它最大的优越性。 2、倾斜局部热表面 我们将一个板式电散热器放置在测试室中央,并
8、与地面成10度角,该散热器的尺寸为110cm×23cm,功率为10003/h,热源被关闭,测试在改变电散热器的热流量的情况下室内的温度,测试室内垂直方向温度曲线,我们仍然能够看到热力分层现象,而且倾斜表面的热流量越大,上部区域的温度越高,垂直方向的温度梯度越大,温跃层越明显。事实上,这个局部热表面也就是置换通风系统中的一个室内局部热源,正是它形成的羽卷流,携周围的空气,将热量直接带到上部区域,而使得
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