大空间分层空调运行模拟研究大空间分层空调运行模拟研究摘耍：本文以大空间分层空调的三种运行方式作为研究对象，利用AirPak模拟分析了这三种情况在夏季运行时的温度场和速度场，通过对比模拟结呆总结了三种运行方式的利弊，从而对分层空调的设计给予优化。关键词：分层空调AirPak模拟温度场速度场Abstract:Inthispaper,threelargespacestratifiedairconditioningoperationmodeastheresearchobject,useAirPaksimulationanalysisofthesethreecasesrunninginthesummerthetemperaturefieldandvelocityfield,bycomparingthesimulationresultsaresummarizedprosandconsofthreeoperatingmodes,thusgivingalayeredairconditioningdesignoptimization.Keywords:airconditioningAirPakstratifiedtemperaturefieldsimulationvelocityfield中图分类号：TU831.3+5文章标识码：A1•简介随着社会的发展，人民居住办公、购物娱乐环境的改善，高大空间建筑越来越多的出现在各个城市，这种建筑体量大、能耗高，尤其是在制冷时，如按常规空调设计则会造成大量冷量的无谓浪费，针对于此，技术措施及相关技术手册上都给出了“分层空调”的概念[1],即仅对高大空间的下部人员活动区制冷，对上部无人活动区不制冷只通风，如图1所示。一些参考手册上给出了此种空调负荷的理论计算方法，本文通过计算机模拟了三种不同空调设计形式下大空间内的温度场和速度场，将其结果可视化对比分析之后发现，分层空调在一般的办公或商业建筑中不一定是节能的，所以要针对具体建筑仔细分析后再确定是否采用此种空调方式。2.模拟研究为方便模拟计算，在不影响计算结果的条件下，建模吋选取建筑其中的一跨作为物理模型，模型尺寸x=8m,y=5m,z=8m,围护结构的热工性能依照一般工程。室内人员、设备散热简化为均匀分布在室内地面的热负荷，热流通量设为100W/m2o室外环境温度选取石家庄夏季空气调节室外计算干球温度35.7°Co空调送风口尺寸1400mmX250mm,高度距地2m,风口风速1.5m/s,送风温度22°C,回风口尺寸1700mmX300mmo窗户尺寸500mmX500mm,屋顶风机排风量1300m3/h,房间换气次数4次/h。三种不同设计形式分别为：房间内仅设空调；2、房间内设空调，屋顶设排风机；3、房间内设空调，屋顶设排风机，房间侧墙高于送风口0.5n）处开窗自然进风。图1图2大空间分层空调模拟计算模型模拟结果如下图所示：图3运行方式1室内温度分布云图图4运行方式2室内温度分布云图图5运行方式3室内温度分布云图图6运行方式1室内速度分布云图图7运行方式2室内速度分布云图图8运行方式3室内速度分布云图由图3、图6可以看出，在第1种运行方式下，空调送风口水平射流的冷空气在重力的主导作用下，缓慢降落，最后再循环至回风口，而上部空气与下部空气基本没有掺混，互相交换的热量很少，但此种运行方式没有机械通风，室内卫生环境难以保证，在一些建筑的小面积局部内可以考虑。由图4、图7可以看出，以第2种方式运行时，在屋顶风机的负压抽吸作用下，冷空气在一定程度上被吸附到非空调区，而室外空气通过底部门窗缝隙会渗透进入，加剧了对流换热，致使一部分相对冷的空气被排放至室外，不利于节能。而第-:种形式为分层空调设计的理想运行模式，下部空调区由空调制冷，非空调区由屋顶风机结合开窗进行通风降温。但由图5可以看出当室内空调区无强大内热源（大到热气能冲破下沉冷空气而上浮到屋顶），或者上部非空调区无内热源但房间围护结构得热量并不大的情况下，屋顶排风机处的空气温度约为29°C左右，空调室内温度约26°C左右，排风温度仅比室温高出3°C,而夏季室外新风干球温度基本要比室内温度高约10°C,这就是说此吋是把室外热风引入了室内，并且由于通风部分在高处的非空调区，对人活动所在空调区的卫生环境没有贡献。室外热风的进入和风机运转的耗电，都使得建筑整体能耗增加。3.结语综上所述，对于普通的高大建筑（地面或屋面处无强大内热源，围护结构保温状况良好）来说，如果釆用分层空调的空调方式，应该将形式1和形式2结合起來，交替运行，这样既能保证室内的卫生环境，又能有效降低运行能耗。对于有上部热源（如影剧院舞台）或屋面处冷负荷较大（如有大面积玻璃顶的商业中庭）的高大空间建筑，运行方式3则具有着明显的节能效果。参考文献：[1]陆耀庆•实用供热空调设计手册•北京：中国建筑工业出版社，2007最新【精品】范文