丁伟翔;刘秀会;金羽佳
【摘 要】本文采用Fluent计算流体力学软件作为模拟工具,针对某大型超市冬夏季室内空调工况下的气流组织进行了模拟研究,通过分析空调送风在室内形成的温度场及速度场,为该超市空调系统设计的合理性及室内人员的舒适性提供参考.
【期刊名称】《建筑热能通风空调》
【年(卷),期】2018(037)009
【总页数】5页(P60-63,59)
【关键词】超市;室内气流组织;空调系统;冬夏季
【作 者】丁伟翔;刘秀会;金羽佳
【作者单位】浙江联泰建筑节能科技有限公司;浙江联泰建筑节能科技有限公司;浙江联泰建筑节能科技有限公司
【正文语种】中 文
0 引言
气流组织是空气调节中的一个重要环节，关系着房间人员活动区的温湿度参数，精度及区域温差。合理的室内气流组织不但可以消除给人体带来不适的余热余湿，创造良好的室内环境，还能在一定程度上降低建筑能耗[1]。空调房间内不同的气流组织会形成不同的速度场、温度场，进而影响房间空调系统效果。
通过计算流体力学方法对室内环境进行仿真模拟，对于指导空调设计，改进设计缺陷具有重要作用。本文采用gambit软件建立物理模型及划分网格，运用Fluent软件对超市夏、冬季空调环境进行了气流组织模拟，最后通过tecplot软件分析了超市典型截面的速度场与温度场，判断在本项目超市现有设计基础上室内空调工况的效果是否能够达到舒适要求，为超市室内热环境研究、空调通风设计及运行调节等提供参考。
1 项目概况
本工程项目位于江苏省溧阳市，属于夏热冬冷地区。超市（如图1所示）位于某商业广场中
第二层的南部。超市建筑面积为5300 m2，层高为5.3 m。室内设计人数为2104人，设计新风量为42080 m3/h。超市空调计算冷负荷为825 kW，冷指标为150 W/m2；空调计算热负荷为330 kW，热 指标为60 W/m2。
图1 超市平面图及空调末端风口布置平面图
2 空调系统简介
2.1 冷热源
超市冷源系统设计采用2台制冷量为430 kW风冷热泵机组，冷 水温度7/12 ℃，冷水流量73.8 m3/h。热源系统设计采用2台制热量为330 KW的风冷热泵机组，热 水温度45/40 ℃，热水流量56 m3/h。
2.2 输配系统形式夏天吃什么
王希怡超市的空调水系统为一级泵变水量系统，水泵根据负荷变化自动变频变流量运行。风冷热泵机组和空调水泵采用一对一的连接方式，设一台备用泵。空调机组的送风机均采用变频控制以节省运行电耗。
2.3 空调系统末端形式
余生只爱你一个人超市采用单风机全空气系统，空调区域采用上送上回的气流组织形式。全空气系统采用组合式空气处理机组，安装于空调机房内，室内回风与室外新风混合后经组合式空气处理机组处理后，在风机作用下由均匀布置在室内的方形散流器送入空调区域，方形散流器送风口均自带手动调节阀。超市的散流器送风后，由集中回风与排风维持室内压力平衡。所有空调系统不由吊顶内回风，空调机组统一进行回风，回风口与空调机组间设风管连接。
3 室内外空调设计参数
表1为溧阳市空调（采暖）室外计算气象参数，表2为该超市空调（采暖）室内设计参数。
表1 溧阳市空调（采暖）室外计算气象参数参数 数值 参数 数值夏季空调室外计算干球温度/℃ 34.6 冬季空调室外计算温度/℃ -3.5夏季空调室外计算湿球温度/℃ 28.1 冬季空调室外计算相对湿度/% 75夏季通风室外计算温度/℃ 31.3 冬季通风室外计算温度/℃ 3.1夏季室外大气压力/hPa 1005.3 冬季室外大气压力/hPa 1026.1
表2 超市空调（采暖）室内设计参数夏季 冬季房间类型设计温度/℃相对湿度/%设计温度/京东商城售后电话
℃相对湿度/%新风量/m 3/(h∙人)人员密度/m 2/人照明功率指标/W/m2设备功率指标/W/m2室内风速/m/s噪音指标/d B(A)超市 2 6 ≤6 5 1 8 —— 2 0 2.5 1 0 1 0 ≤0.3 5 0
4 分析依据及评价标准
按照《绿建筑评价标准》G B/T50378-2014中的室内环境质量对本项目进行评价。采用集中供暖空调系统的建筑，房间内的温度、湿度、新风量等设计参数应符合现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》G B50736-2012的第3.0.2条，人员长期逗留区域空调室内设计参数应符合表3规定[2]。
表3 舒适性空调室内设计参数类别 热舒适等级 温度/℃ 相对湿度/% 风速/m供热工程 Ⅱ级 1 8～2 2 — ≤0.2Ⅰ级 2 4～2 6 4 0～6 0 ≤0.2 5Ⅰ级 2 2～2 4 ≥3 0 ≤0.2供冷工程 Ⅱ级 2 6～2 8 ≤7 0 ≤0.3/s
5 空调工况室内气流组织模拟
5.1 物理模型
本文根据建筑平面图及暖通设计建立超市空调热环境三维简化模型如图2所示：房间区域呈多边形，其中北、东、西向为内墙，南向为外墙，模型中房间及风口的几何尺寸皆按实际尺寸设置。从建筑室内空调末端平面布置图可以看出：本层风管管底标高为+3.75 m。灯高度为位置为+4 m。超市采用上送上回的气流组织形式，散流器送风口的布置平均间距为4.2 m。
图2 超市三维房间简化模型
5.2 数学模型
为了对该问题进行简化，本文做出如下假设：超市室内空气为不可压缩流体，忽略因流体粘性力做功引起热量变化且符合Bossinessq假设。空调送风为稳态湍流流动。忽略固体壁面间的热辐射。室内空气为辐射透明介质。不考虑门、窗漏风的影响，认为室内气密性良好。
1u等于多少厘米速度与压力耦合采用SIMPLE算法。模拟中湍流模型选用标准K-ε双方程求解超市空调通风状况，该模型已经得到了大量工程应用的验证，可靠性高[3]。
5.3 边界条件的设置
数值模拟过程中边界条件的设定非常重要，关系到解的合理性和收敛性，所以在模拟的过程中应尽量接近实际状态。
根据超市的暖通设计进行以下参数设置：南外墙假设为稳态等温边界，按照夏季室外空调计算温度34.6 ℃给定，冬季为-3.5 ℃。其余内墙均为内隔墙，由于临室也为空调房间，故可忽略由于温差传热而引起的热量传递，均 可假设为绝热边界，地面也为绝热边界条件。三面南窗（1200 mm×1200 mm）作为超市的外窗，由于相较于房间空间面积较小，所引起的负荷小，可忽略不计。
发布评论