四种大空间空调方式的比较 - 空调制冷网.doc

高大空间四种气流组织的比较 李琳杨洪海中国海诚工程科技股份有限公司 上海东华大学环境科学与工程学院 摘要：高大空间建筑常采用的有四种，即分层空调、置换通风、地板送风以及碰撞射流。本文以一航站楼为工程案例，借助 FLUENT软件，对这四种室内气流组织进行模拟计算，比较各自的气流分布特性及送风能耗，为高大空间空调系统室内热环境的改善和节能提供依据。 关键词：高大空间空调方式气流组织数值模拟 Comparison of Four Kinds of Air Conditioning Systems in a Building with High and Large Space L Lin1, YANG Hong-hai2 1 China Haisum Engineering Co. Ltd. 2 School of Environmental Science and Engineering, Donghua University Abstract: Four kinds of air conditioning systems, i.e. stratificated air conditioning, displacement ventilation, under-floor air distribution and impinging jet ventilation, are usually adopted in the buildings with large and high space. Here, the Terminal of Airport was selected as an example, to compare their characters of indoor air distribution and energy consuming for ventilation, by means of numerical simulation with FLUENT soft ware. The results are useful to improve the indoor thermal environment and energy saving for buildings with high and large space. Keyword: high and large space, air conditioning system, air distribution, numerical simulation 收稿日期：2011-10-10 作者： 李琳（1985）, 女, 硕士, 工程师上海徐汇区宝庆路21号2408室（200031）; E-mail: lilin851124@ 0 引言 对于体育馆、影剧院、会堂、高大厂房等高大空间建筑，有体积大、空调负荷大、能源消耗量大、对空调质量要求高等特点，使得大空间建筑内的气流组织方式和空调节能问题尤显重要。目前大空间气流组织多采用分层空调[12]、置换通风[34]、地板送风[56]及碰撞射流[78]，如图1所示。其中，分层空调以送风口为分层面，将高大空间建筑在垂直方向分为空调区域和非空调区域；置换通风依靠密度差所产生的压差为动力来实现室内空气的置换，主导气流是由室内热源所控制的；地板送风将经处理后的空气由地板下的静压箱和送风散流器从下至上送入房间，与室内空气混合，消除余热余湿后从房间顶部排风口排出；碰撞射流通风通过喷口将具有较高动量的空气在距地面一定距离处向下送到地面，气流碰撞到地面时动量急剧衰减并向四周扩散，但仍有足够的动量到达较远的地方来改善室内空气质量，克服了置换通风有些地方气流无法到达的缺点。 对于高大空间空调系统的气流组织设计，目前尚无成熟的理论和实验结论，主要研究手段是将气流分析和数值模拟相结合[9]。采用气流数值模拟方法，可以综合考虑室内各种可能的内扰、边界条件和初始条件等，全面反映室内气流分布情况，便于确定最优气流组织方案。 1 计算区域及设计参数 如图2所示为某航站楼一层大厅，包括行李提取厅和迎客厅，建筑结构南北对称，计算区域选取北边一半，计算区域层高约12m，占地面积约7450m2，属高大空间建筑。 图2 计算区域 计算区域按非结构网格划分。人员工作区（高度02m）气流扰动较大，网格较密，非人员工作区网格相对稀疏。根据FLUEN软件[1011]选取RNG k-ε两方程紊流模型近壁面区域则选用标准壁面函数法，速度-压力耦合采用SIMPLE算法。边界条件见表1，照明、设备及外墙负荷指标均参照原设计计算书选取，其中人员散热量均布在地面上。为达到夏季室内人员工作区的要求设计温度25℃0.5，参考相关文献资料[18]，计算得到四种空调方式各自的设计参数