圆形体育馆室内空调系统对温度流场变化之研究-BowenPublishing.PDF

Scientific Journal of Architecture 建筑学期刊 Vol.2 No.1 Feb.2012 圆形体育馆室内空调系统对温度流场变化之研究 黄志宏，李嘉塗 国立屏东科技大学环境工程研究所，台湾屏东91201 摘 要：室内体育馆是人们运动与呼吸量极大的场域空间，追求良好的空气质量与适中的温度变化，对于运动员的健康维护，实在是不容忽视的关 键因子。当然，冷气温度调得越低，人体感受到舒适温度的时间越快；但空调运转就必须靠电力，需要较低的温度就必须要更大的电力；如何能找出 最短时间内，并且使用较高的空调温度，就能让整个体育馆空间既舒适又凉爽，进而达到提高省电效率，是本研究想要达成的目标。 本研究采用CFD 软件，仿真圆形体育馆室内空调系统，温度动态的变化情形，冷气送风口（inlet ）设为4 个，出口（outlet ）同样设4 个；将风 速设定为2.0 与3.0m/s 两大类，墙壁温度固定设为30℃；空调温度的设定为18 至25℃等八种温度，人体最佳舒适标准，温度设定为28℃（301K ）， 取一观测点坐标轴XYZ，坐标为（0,0,1.5 ），适温扩散时间以900 秒（15 分钟）为原则。经过不断尝试，初步仿真结果显示：（1 ）离送风口越近，温 度越低，低温由送风口沿墙壁内缘延伸，后形成一个周围较低温，中心较高温的同心圆温度流场。（2 ）由于冷气送风口送风方向，设计成切齐圆形体 育馆墙壁，故形成风速在送风口处最大，离送风口越远，风速越小；冷气汇成一个气流涡旋，中心点风速最小，使中心点宛如台风眼一般，风速甚小 的状态。（3 ）在同一风速下，温度设定越低，较低温的温度流场面积会缩小，温度流场的等高线会越密集。 室内空调温度，越快达到希望的温度越好，而越是像体育馆这类大型室内空间，越是不易达成；如果超过适温扩散时间（900 秒），冷气空调的效 能可能就不好了。由模拟实验的结果可知，改变加大风速设定，使得温度下降的时间较短，效率较好，同时因不用调低温度的设定，故而比较省电； 当然降低温度设定，也可以快速达到想要的舒适温度，但降温效率没有增加风速来的好，而且温度流场既不均匀又耗电，所以做空调系统规划设计时， 应优先考虑加大风速设定，以增加空气的流通性方面来着手为佳。 关键词：温度流场；CFD；适温标准；适温扩散时间 Study of the Temperature Flow Field Change by Air-Conditioning System in a Circular Indoor Gymnasium Chihhung Huang, Jiatwu Lee Department of Environmental Science and Engineering,National Pingtung University of Science and Technology, Pingtung, China(Taiwan), 91201 yyh1315@ Abstract: Indoor Stadium is a space where people excise and respire a lot. To pursue a good air quality and moderate temperature variation, the athletes health maintenance is the key factor can not be ignored. Of course, the lower air co