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热压自然通风和机械通风相互增益的多元通风模式研究

王松华  
【摘要】:自然通风的应用与建筑同在。自然通风的优点是节能、省钱;缺点是风压动力小,受室外条件影响大。机械通风优点是可以精确地调控室内环境;缺点是耗能大、耗钱多。因此,机械通风和自然通风相结合的通风方式——多元通风便应运而生,多元通风能很好地充分利用自然条件达到节能的目的。但是,迄今为止,多元通风的基本模式或典型模式尚不清楚,由于一般情况下,自然通风强度较小,机械通风的加入就有可能对自然通风造成两方面的影响:增益或者抑制;换言之,应该存在着某一转折点;这是一个根本性问题,是设计的出发点,它直接关系到多元通风系统的成败。 以前的研究主要集中于单一模式的研究,该研究成果不能直接应用于多元通风系统,有关多元通风系统的研究还处于初级阶段,本文主要侧重于多元通风典型模式的初步理论研究。有关机械通风与热压自然通风共同作用的多元通风系统模型包括两种模型:机械送风和热压自然通风(模型一),机械排风和热压自然通风(模型二)。在这里,对两种模型分别考虑;首先从理论上分析得出影响房间气流流型、温度分布的重要影响因素:送风速度、热源强度、送风口位置、热源位置等;并把温度效率和热分层高度作为评价增益或抑制的重要指标。在此基础上,对机械通风和热压自然通风共存时,从增益到抑制的转折点表述参数问题也进行了探讨。基于前人研究基础上,作者提出了修正Fr数即(Fr数表示了以送风速度或以排风口压差表示的机械通风强度与热压驱动的自然通风强度的相对大小)来作为评价从增益到抑制的转折点表述参数。 本文选择典型办公室为模拟对象,采用FLUENT 6.0流体力学软件进行数值模拟计算,并对计算结果进行了后处理;对两风口模型(模型一)主要分析了Fr数、送风口 西安建筑科技大学硕士学位论文 位置和热源位置对室内温度分布及热分层高度的影响;大量工况数值模拟表明:当机械 通风强度较小时,室内空气流动以热压自然通风为主,室内温度较高且温度分层明显; 相反,当机械通风强度较大时,机械通风强度大于热压自然通风强度,室内空气流动以 机械通风为主,室内温度分布趋于均匀;数值试验表明,二者共存时从增益到抑制的过 渡区均为:Fr=1.%一2.83。对三风口模型(模型一)来说,在机械送风强度逐渐增大 过程中,同样存在一个过渡区Fr=1.13一1.45;自然通风受到抑制,表现为自然通风口 由进风口变为出风口,这时自然通风量为负值。对模型二来说,排风口压差△P对室内 公副变分布的影响与模型一封以;随△P值的增大,同样存在一个转折点Fr一2 .31使室内空气 流动由以热压自然通风为主转化为以机械通风为主。


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