高大空间分层空调数值模拟研究

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1、高大空间分层空调数值模拟研究NumericalSimulationandResearchonStratifiedAirConditioninginLargeSpace研究生：高姗指导教师：张晓明教授学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程二〇一五年十二月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文高大空间分层空调数值模拟研究作者姓名：高姗入学年份：2013年9月指导教师：张晓明教授学科专业：供热、供燃气、通风及申请学位：工学硕士空调工程所在单位：市政与环境工程学院论文提交日期：2015年10月论文答辩日期：2015年12月学位授予日起：201

2、6年1月答辩委员会主席：关雁鸣答辩委员会组成：关雁鸣张培红李刚王子彪郭海丰论文评阅人：张培红张云硕士研究生学位论文摘要Ⅰ摘要中庭拥有较大的空间，一方面能够为人们提供交流沟通的空间，一方面在中庭设计中常常会应用到绿色植物、水体等，这些就构成一个微型的生态系统，进而形成了建筑内部的微气候。通过温室效应和烟囱效应等措施的调节，我们就成功建造了一个低能耗的生态空间。因此在建筑中加入中庭的设计，不仅可以使使用者心情愉悦，还可以节约能耗。然而，在现实中常常发现许多建筑物的中庭空调系统设计不当，夏季酷热难耐，冬季寒风刺骨。因此，具有中庭的大空间建筑空调节能和舒适性问题

3、的研究越来越受到人们的重视。为了实现节能和获得更加高效的空调系统，大空间建筑的分层空调系统得以提出。本文以沈阳地区一大型商场中庭为例，根据建筑的实际尺寸和室内设计参数，建立模型。采用数值模拟与理论分析相结合的方法，对分层空调系统进行研究。应用Airpak软件对高大中庭内的温度场、速度场、PMV和PPD分布进行了三维数值模拟研究，并且详细分析了模拟结果。第一章介绍了高大建筑中庭及分层空调的国内外研究现状，进而分析出目前研究的不足之处，提出研究目的及内容。第二、三章详细介绍了分层空调技术，包括一些基本概念、分层空调负荷计算方法、分层空调气流组织计算等。并介绍

4、了数值模拟的基本方法和流程。在第四章计算了不同分层高度时，分层空调冷负荷，得出h2=4m时，空调冷负荷为25650.84W，节约率为28.52%；h2=6m时，空调冷负荷为26109.10W，节约率为26.97%;h2=8m时，空调冷负荷为26813.02w，节约率为25.26%；h2=10m时，空调冷负荷为28030.546W，节约率为21.89%;h2=12m时，空调冷负荷为28916.02W，节约率为19.43%。即随着分层高度的降低，冷负荷减小，节能率增加，且冷负荷和节能率分别同分层高度呈线性关系。第五、六章利用Airpak软件建立一个三维物理模

5、型，并适当地对物理模型进行简化。选择合适的风口模型、选择合适的控制方程、选择合适的湍流模型、确立合适的边界条件。然后利用Airpak软件对高大中庭内夏季和冬季热环境进行模拟分析。得出结论，夏季适宜分层高度为6米；当分层高度为6米时，冬季适宜送风角度为20度。关键词：高大中庭；气流组织；数值模拟；热舒适性；分层空调Ⅱ摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractTheatriumhaslargespace,ontheonehand,itcanprovidethespaceforpeopletocommunicate,onth

6、eotherhand,plantandwaterareoftenappliedtothedesignoftheatriumwhichconstitutesamicroecosystemtoformamicroclimatewithinthebuilding.Throughtheeffectofthegreenhouseandtheeffectofthechimneyeffect,wehavesuccessfullyconstructedalowenergyconsumptionecologicalspace.Therefore,theconstructi

7、onofatriumdesign,cannotonlymaketheuserfeelhappy,butalsosaveenergy.However,inrealityoftenfindthatmanyairconditioningsystemsoftheatriumsarenotproperlydesigned,unbearablyhotinsummer,coldandbitinginwinter.Asaresult,theenergysavingoftheairconditioninginlargespacebuildingsisattractingi

8、ncreasingattentioninbuildingresearch.For