大空间空调系统气流组织模拟与节能分析

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1、大空间空调系统气流组织模拟与节能分析LargeSpaceBuildingAir-conditioningSystemsNumericalSimulationofAirflowandEnergyConservation研究生：申颖指导教师：冯国会教授顾迎春教授级高工学科领域：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：公开硕士学位论文大空间空调系统气流组织模拟与节能分析作者姓名：申颖入学年份：2013年09月指导教师：冯国会教授学科领域：供热、供燃气、通风及顾迎春教授级

2、高工空调工程申请学位：工程硕士所在单位：市政与环境工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年01月答辩委员会主席：宋波答辩委员会组成：宋波，郝文阁，冯国会，于靓，王贵强，于水，刘馨论文评阅人：声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签

3、名：日期：年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年□一年□一年半□两年□作者签名：导师签名：日期：年月日期：年月硕士研究生学位论文摘要I摘要在过去的几

4、十年中，虽然已经拥有足够的经验为新建高大空间空调系统设计提供宝贵的经验，但随着建筑不断发展，建筑结构的不断变化和新形式的建筑不断产生，与现阶段所面对的大空间建筑相比，结构更加复杂，体积更加庞大，造型更加奇特，依靠过去的经验，很难满足空调系统的设计需要，所以，要跟进建筑发展的脚步，从设计中作出各种预设，通过计算机来实现我们本来无法预知的东西。由于在大空间建筑中分层空调的气流方式具有其自身的特点，受到建筑自身因素的干扰，我们面对最大的难题就是很难准确的把握建筑室内空气的流动特性，这样就造成了设计师在设计阶段不能知

5、晓建筑室内的空气温度及速度。本文对综合体育馆冬季工况进行模拟，分析分层空调供暖气流组织的特点，研究在冬季工况下，建筑物内空气分布的特点，得出分层空调在大空间建筑内供暖的一般规律性，这样才能真正的达到分层供热；对夏季工况进行模拟，建立出合适的数学和物理模型，研究大空间空调系统的速度场和温度场的特点，得出气流组织在夏季工况下的一般规律；研究夏季工况下分层空调的送风速度、送风间距、空调区热源强度、非空调区热源强度及非空调区排风量对高大中庭气流组织分布的影响；对冬季工况和夏季工况两种工况下的最不利情况进行实测，查看F

6、LUENT模拟结果和实测结果是否能够得出相同结论，得出FLUENT模拟的真实性。通过CFD软件对营口市高级中学体育馆的球形喷口冬夏季的送风工况进行了模拟分析，得出以下结果：夏季的运行工况：送风速度为7~7.5m/s，送风温度为17~19℃。冬季的运行工况：送风速度为3.8~4.5m/s，送风温度为28℃。此外，该体育馆采用的球形喷口符合球形喷口送风速度的适用范围，满足使用要求。并通过以上研究提出冬季减少温度梯度的措施：(1)送风口送风下倾角应大于20，使送出的热风倾斜向下吹。送风速度应较大，送风口做成活动式，

7、便于换季时进行调节；(2)回风口布置在室内两侧下部；(3)减少送风温差，增大送风量；(4)建筑物密封性能尽量做的好些，尽量减少渗透风的进入，以免浪费能量和影响工作区垂直温度场的均匀性。亦可采取以下有效措施：(1)利用垂直下送气流改变分层空调热射流流型；(2)设置水平空气幕，阻隔热气流上升；(3)夏季采用分层空调，冬季换用辐射采暖或顶送式暖风机采暖。通过对空调系统的能耗进行分析，得出大空间空调系统能耗主要影响因素包括负荷、风量、风机风压造成的影响、正压控制造成的影响、新风比对空调系统能耗的影响等。最后针对该大空

8、间空调系统提出几点节能措施：(1)设计合适的空间形状；(2)建筑的外墙、外窗、屋顶等外围护结构的构成；(3)室内设备等的散热；(4)合适的新风量；(5)选取合理的室内温湿度；(6)准确的负荷计算结果。此外还包括应用分层空调技术、空调系统的选取、合理的气流组织、系统设计的平衡和空调机房位置的选取等。关键词：高大空间；气流组织；数值模拟；节能分析；II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文Abstra