地板送风系统温度分层现象对能耗模拟程序的要求
王力彬1，徐洪涛2
(1.武警总部司令部直属工作部基建办，北京100089；2.上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093)
摘要：地板送风系统的室内温度分层现象对准确预测系统能耗非常重要。目前，大部分用来计算能耗的程序都采用同一的室内温度假设。对天花板送风系统(即混合送风系统)而言，由于空调送风与室内气流混合充分，利用同一室内温度进行能耗分析是准确合理的。而对地板送风系统而言，特别是大空间，室内温度分层是该系统的本质特性，只有从根本上模拟温度分层特性，才能保证能耗分析软件的真实有效性。对地板送风系统采用同一室内温度进行能耗分析并不妥。因此，首先阐述了地板送风系统温度分层现象，分析了该系统的优点。其次，针对温度分层现象，介绍了地板送风系统能耗分析模型和负荷减小系数概念。最后，列举了国外几个常用的模拟程序，指出对地板送风系统，能耗模拟程序需注意或要解决的问题。
关键词：地板送风；温度分层；模拟程序
中图分类号：TU831文献标志码：A文章编号：1673-7237(2012)09-0013-04
Software Requirement of Energy Consumption Simulation Due to
the Air Temperature Stratification in the Underfloor Air Distribution System
WANG Li-bin1,XU Hong-tao2
(1.Infrastructure Construction Office, PAP Headquarters, Beijing 100089, China;
2.School of Energy and Power Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)
Abstract:In the underfloor air distribution(UFAD)system,the indoor air stratification plays an important role for the accurate predic－tion of system energy consumption.To date,most simulation programs utilize the uniform indoor air temperature as the base for energy con－sumption simulation.For the mixing ventilation system(ceiling-level supply air),this assumption is appropriate and validated by experimental data.However,for the UFAD system,indoor air temperature stratification is essential,especially for large space.Simulation program should in－volve the temperature stratification in order to obtain accurate results for the UFAD system.The characteristics of air temperature stratification are presented,as well as the mathematics model,involving air temperature stratification.Four simulation programs are compared,proposing what the programs should solve to accurately simulate energy consumption for the UFAD system.
Key words: UFAD; temperature stratification; simulation program
0引言
地板送风系统从提出到现在已经有30多年的历史了[1-5]。不同于天花板送风系统，地板送风系统的送风口可以方便地布置在室内热源的周围，这样可以很容易地带走室内空间的热量。地板送风系统室内气流运动是利用浮升力的原理[6-7]，在该系统的空调运行状况中，送入室内的冷空气从周围热源吸收热量，通过天花板上的排风口直接排出室外，理论上不会发生回流现象(见图1)。
地板送风系统的好处已经逐渐被人们接受，其主要优点简述如下：
(1)减小建筑物内部重新改建或装修所需的费用。对地板送风系统而言，所有管线和送风管道都可以布置安装在地板以下空间。由于地板是组合可拆卸的，当重新调整办公结构或建筑结构时，地板下的风管和电线等很容易变动，因此相应减少建筑物重新组合或装修的费用。以美国1997年的统计数据为例，对商业办公楼而言，建筑物年平均改建装修率为44%。
(2)提高通风效率及室内空气质量。对地板送风系统的气流进行优化组织[9]，可以把室内的气态污染物由下而上直接排出室外，而不会通过混合作用再进入室内[10]。由于地板送风系统的送风口安装于地面，新风不经过完全混合就可以直接到达人体呼吸区域，因此，提高室内空气质量。
(3)减少能耗。对地板送风系统而言，能耗减少的其中一个原因是风机能耗节省，因为地板送风系统的静态风压较小[4]。另外在作者的研究中，数值模拟计算表明地板送风系统进行自然冷却(free cooling)的时间较传统天花板空调系统长，因此，也相应节省空调系统的能耗[9]。
(4)提高劳动效率。通过给予工作人员更多自我调
收稿日期：2012-04-23；修回日期：2012-05-15
■暖通与空调
HEATING,VENTILATING&AIR CONDITIONING 建筑节能
2012年第9期(总第40卷第259期)
No.9in2012(Total No.259，Vol.40)
doi：10.3969/j.issn.1673-7237.2012.09.004
13