空调房间气流组织数值模拟和优化课程

100暖通空调HV&AC2020年第50卷第8期技术交流基于PMV的空调房间舒适性仿真分析与优化珠海格力电器股份有限公司何博承李建建摘要空调房间内的气流组织是影响舒适性的重要因素。

采用SIAR-CCM+软件对冬季制热工况下某空调房间内的气流组织和热环境进行了数值模拟，对人体模型附近的速度场、温度场进行了分析，并对PMV进行了理论计算。

结果表明：当导风板角度位于制热默认角度53°时，人体PMV整体偏高，舒适性较差；将默认导风板角度优化调整为28°后，舒适性明显提升。

关键词空调房间舒适性预计平均热感觉指数导风板角度数值模拟Indoor comfort simulation analysis and optimization ofair-conditioned rooms based on PMVBy He Bo*ond Li Jionj tonAbstract Air distribution in air-conditioned rooms is an important factor affecting comfort.Simulates numerically the air distribution and thermal environment in an air-conditioned room underheating conditions in winter with STAR-CCM+software,analyses the velocity field and temperature fieldaround the mannequin,and calculates the PMV with theoretical method.The results show that,when thewind deflector angle is at the default heating angle of53degrees,the overall PMV of human body is high,and the comfort is poor,when the default wind deflector angle is optimized to28degrees,the comfort issignificantly improved.Keywords air-conditioned room,comfort,predicted mean vote(PMV),wind deflector angle, numerical simulation★Gree Electric Appliances Inc.of Zhuhai,Zhuhai,Guangdong Province,Chinao引言随着家用空调器的日益普及，人们对于空调器的节能、舒适性等指标的关注度逐渐升高。

毕业设计说明书作者：学号：学院：系(专业)：热能与动力工程题目：空调房间气流组织数值模拟和优化指导者：讲师(姓名) (专业技术职务)评阅者：(姓名) (专业技术职务)2012 年 6 月 2 日Title Numerical simulation of air-conditioned room air distribution and optimizationAbstractAirflow-organizing in air-conditioned indoor air environment, air quality has an important effect is directly related to the indoor temperature, area, flow rate and air-conditioning energy consumption is an important part of the air-conditioned. Effective ventilation and airflow organization has an important significance for improving indoor air quality, to ensure the realization of healthy buildings, healthy comfort air conditioning.The main factors to affect the flow in room inlet velocity, the location of the air inlet into the return air relative position Firstly, the establishment of a physical model and mesh using Gambit software, and numerical simulations using Fluent software, said in an intuitive way the temperature field and velocity field of airflow under different air distribution program, analyzing the draw for office and other similar air-conditioned room, Side of the send side back, on sending the next time, on to send back, next to send back to the four air distribution are more appropriate. But the better Side of the send side back and on to send back on the air current forms of organization.Keywords：Airflow-organizing;Numerical simulation; Turbulencemodel;Temperature field;Velocity field.目次1引言 (1)1.1 研究的背景及意义 (1)1.2 国内外的研究成果 (1)1.3 本文的主要内容和工作 (2)2空调房间的气流组织形式 (3)2.1气流组织的介绍 (3)2.2常用的气流组织形式 (3)2.2.1侧送侧回 (4)2.2.2上送下回 (4)2.2.3上送上回 (4)2.2.4 下送上回 (5)3 气流组织和室内舒适性的评价指标 (5)3.1 技术指标 (5)3.2 经济性指标 (7)3.3 适性空调室内空气计算参数 (8)4 空调房间的数值模拟过程 (8)4.1 物理模型的建立 (8)4.2网格的划分 (11)4.3数学模型 (11)4.4在Fluent里的参数 (13)4.5解算结果及后处理 (14)5 数值模拟结果分析 (15)5.1侧送侧回的结果及分析 (15)5.2 异侧下送上回的结果及分析 (17)5.3上送上回的结果及分析 (19)5.4上送下回的结果及分析 (20)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (25)1 引言1．1 研究的背景及意义随着经济的发展和科技的进步，人们的物质生活水平不断提高，空调的使用越来越普及，人们对居住和工作环境的要求也越来越高，因此对通风空调技术也提出了更高的要求。

空调气流组织设计方案的优化与实施空调气流组织设计方案的优化与实施在现代建筑中，空调系统扮演着重要的角色，尤其是在炎热的夏季。

随着空调技术的不断发展，空调气流组织设计方案也越来越成为建筑工程中的一个重要的环节。

一个好的空调气流组织设计方案，可以让空调系统的效率得到最大发挥，同时也可以提高建筑环境的舒适度和健康程度。

本文将简要介绍空调气流组织设计方案的优化与实施。

1. 建筑物气流组织分析在设计空调气流组织系统之前，需要进行建筑物气流组织分析。

该分析主要包括建筑的形状、建筑物朝向、建筑外墙、门窗的位置、建筑物内部的空间布局等多方面因素的考虑。

通过对建筑形状和内部空间布局的分析，可以得出每个房间或区域需要的通风量和温度要求，以此为基础设计合理的空调气流组织系统。

2. 气流模拟计算在设计空调气流组织系统时，气流模拟计算可以帮助工程师设计出对空调系统的要求最少的系统。

该模拟计算可以模拟出建筑物内部的空气流动情况、温度和湿度分布情况，并可以通过对模拟结果的分析和比较，进行优化设计。

3. 气流组织优化设计方案在空调气流组织设计方案中，需要考虑到空气流通的方向、速度和温度。

合理的气流组织方案应该是能够将空气浸润到室内的每一角落，同时保证空气流通速度适当，以防止过强的气流对人体产生不适，保证房间内部的温度和湿度均匀。

4. 实施空调气流组织系统实施发生在空调气流组织设计方案被审查、批准和确认后。

气流组织系统的安装过程应该由技术人员进行，以保证空调气流组织系统的合理性和质量可控。

在系统安装完成后，需要对系统进行测试和调试，以确保系统安装质量、工作状态和工作效率。

在空调气流组织设计优化与实施过程中，需要注意以下几个方面：1. 结合实际情况进行气流组织方案，不可以简单照搬，需根据实际情况进行微调，以使设计方案更加适宜建筑环境。

2. 合理地选择建筑用材，以确保空调气流组织系统能够运行良好，且对建筑环境的影响减至最小。

3. 选择优质的设备和配件，以保证整个气流组织系统的运行效能和持久性。

智能建筑中变风量空调系统室内气流组织的数值模拟和实验研究的开题报告一、研究背景近年来，随着建筑业的迅速发展和人们对舒适度的要求越来越高，智能建筑系统得到了广泛应用。

其中，变风量空调系统是智能建筑中的一种重要设备，能够根据不同室内环境条件自动控制风量，实现室内空气温度的稳定、舒适和节能。

然而，变风量空调系统在使用过程中仍存在一些问题，其中室内气流组织是一个重要的研究方向。

室内气流组织直接影响到室内环境的舒适度和空气质量，因此，对室内气流组织进行数值模拟和实验研究，对优化空调系统的设计和运行具有重要意义。

二、研究目的和内容本研究的目的是通过数值模拟和实验研究，探究变风量空调系统中室内气流组织的特点和影响因素，为优化空调系统的设计和运行提供理论与实践依据。

具体研究内容包括：1. 变风量空调系统的工作原理和控制方法。

2. 基于CFD软件对室内气流组织进行数值模拟，并分析不同风速、温度和湿度等因素对室内气流组织的影响。

3. 建立实验模型，采用烟雾实验等方法对室内气流组织进行实验研究，验证数值模拟结果的准确性和可靠性。

4. 分析室内气流组织对室内环境舒适度和空气质量的影响，探讨优化空调系统的方法和方案。

三、研究意义1. 对变风量空调系统室内气流组织的研究，有助于提高空调系统的运行效率和能源利用率。

2. 通过优化空调系统的设计和运行，可以提高室内环境的舒适度和空气质量，对人们的健康和生活质量具有积极的影响。

3. 该研究为空调系统的改进和创新提供理论和实践基础，对智能建筑系统的优化具有重要意义。

四、研究方法和步骤本研究采用定量和定性相结合的方法，具体步骤如下：1. 文献综述：对变风量空调系统和室内气流组织的相关文献进行综述和研究，了解已有研究的方法、成果和不足。

2. CFD模拟：在建立数值模型的基础上，采用CFD软件对室内气流组织进行数值模拟，并分析不同影响因素对室内气流组织的影响。

3. 实验设计：根据数值模拟结果，设计室内气流组织的实验模型，采用烟雾实验等方法进行实验研究，验证数值模拟结果的准确性和可靠性。

空调房间室内热环境的三维数值模拟及实验研究摘要：本文针对在规划和设计阶段如何正确而详细地预测和评价室内气流组织及温度分布的问题，以一个空调房间作为模拟计算的研究对象。

通过建立相应的数学物理模型，利用CFD模拟计算软件PHOENICS 对空调房间的室内热环境（空气温度、流速）进行了数值模拟，得出了空气温度、流速的分布图，并对模拟房间进行了实验测试，对模拟结果与实测结果进行了分析、比较。

分析结果表明模拟值与实测值的吻合度很好，这表明所建立的模型是正确的，模拟结果是可信的。

关键词：计算流体力学数值模拟 PHOENICS 实验测试数值分析0 引言计算流体动力学简称CFD(Computational Fluid Dynamics)，是随着计算机技术而出现的一门新学科。

它运用流体动力学的基本原理，通过建立数学物理模型，根据提供的合理的边界条件和参数，可以对空调区域内气流的速度场、温度场、压力场等进行模拟计算。

而室内空气的速度场、温度场又是空调房间室内气流组织设计及空调房间室内舒适环境评价的基础。

建筑室内的气流分布和温度分布是体现舒适和卫生的空气环境的主要指标之一。

如果能够在规划和设计阶段即可正确而详细的预测和评价室内气流组织及温度分布，不仅可以实现现代暖通空调系统的优化设计和运行管理，提高室内热舒适性和室内空气品质，而且对系统乃至整个建筑物的节能也具有重要的指导意义。

在国外，CFD数值模拟技术已被广泛应用在工程领域，成为设计上不可缺少的技术手段；而在国内CFD技术的研究和应用也已逐步受到重视。

本文就是利用CFD模拟计算软件PHOENICS，对立柜式空调房间的温度场、速度场进行预测和分析，并通过实验测试加以比较验证。

1. 房间简介模拟计算的空调房间为本学院的一个多媒体会议室，房间大小为11m×7.8m×3.6m，位于学院主体楼一层的北侧，除北墙为外墙外，其余都为内墙，南面两个门朝向走廊，北面有三个窗户，模拟时门、窗都是关闭的。

空调房间的气流组织知识讲义引言在现代社会中，空调房间已经成为人们生活和工作中必不可少的一部分。

然而，空调房间的气流组织是一个常常被忽视的问题。

一个好的气流组织可以提供舒适的环境，同时还能提高空调系统的效率。

本讲义将介绍空调房间的气流组织知识，以帮助读者更好地理解和优化自己的空调系统。

1. 空调系统的基本原理空调系统通过冷热交换的方式来调节室内的温度和湿度。

它由四个基本组件组成：压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀。

当空调运行时，压缩机将制冷剂压缩成高温高压的气体，然后流经冷凝器，通过散热的方式将热量排出室外。

此时，制冷剂变成低温高压的液体，经过膨胀阀进入蒸发器，从而吸收室内的热量，使室内温度降低。

最后，制冷剂再次进入压缩机，循环往复。

2. 理想的气流组织理想的气流组织应该能够实现以下几个目标：•均匀的室内温度分布：通过合理的气流组织，使室内各个区域的温度保持在一个较为稳定的范围，避免出现冷热不均的情况。

•良好的空气质量：通过合理的气流组织，使新鲜空气能够快速均匀地进入室内，将室内的污浊空气排出。

•低能耗：通过合理的气流组织，减少不必要的能量消耗，提高空调系统的能效比。

3. 气流组织的基本原则实现理想的气流组织需要遵循一些基本原则：3.1 就近原则就近原则是指将冷风口和热风口布置在离人们工作和生活区域较近的位置，使得人们能够更直接地感受到风的效果。

这样不仅可以提高人们的舒适感，还可以减少能量的浪费。

3.2 正确的气流方向冷风和热风的方向对气流组织有着重要的影响。

一般来说，冷风应该从上往下吹，热风应该从下往上吹。

这是因为冷空气比热空气密度大，从上往下自然下沉，而热空气则相反。

这样的气流方向可以使冷风迅速降低室内温度，热风迅速排出室外。

3.3 室内空气的循环空调系统应该能够循环室内空气，以提高空气的均匀性和新鲜度。

通过合理设置室内空气流通口和回风口，可以使室内空气充分混合，减少冷热不均现象。

此外，还应注意不要将室内空气流通口设置在直接吹向人体的位置，以免造成不适。

空调房间气流组织模拟及优化.doc毕业设计说明书作者：学号：学院：系(专业)：热能与动力工程题目：空调房间气流组织数值模拟和优化指导者：讲师(姓名) (专业技术职务)评阅者：(姓名) (专业技术职务)2012 年 6 月 2 日题目空调房间气流组织数值模拟和优化摘要：气流组织对空调室内的空气环境、空气品质有着重要的影响，直接关系着室内的温度、区域流速及空调能耗，是空气调节的一个重要环节。

有效地通风和合理的气流组织对于改善室内空气品质，保证实现健康建筑、健康舒适性空调有着重要的意义。

影响空调房间气流组织的主要因素是入口风速、进风口的位置、进回风口的相对位置等，本文首先使用Gambit软件建立物理模型和网格划分，并用Fluent软件进行数值模拟，以直观的方式表示各不同气流组织方案下的气流的温度场和速度场，分析得出对于办公室等类似的空调房间，侧送侧回、上送下回、上送上回、下送上回等四种气流组织都比较适合的。

但是侧送侧回和上送上回的气流组织形式更优。

关键词：气流组织数值模拟紊流模型温度场速度场Title Numerical simulation of air-conditioned room air distribution and optimizationAbstractAirflow-organizing in air-conditioned indoor air environment, air quality has an important effect is directly related to the indoor temperature, area, flow rate and air-conditioning energyconsumption is an important part of the air-conditioned. Effective ventilation and airflow organization has an important significance for improving indoor air quality, to ensure the realization of healthy buildings, healthy comfort air conditioning.The main factors to affect the flow in room inlet velocity, the location of the air inlet into the return air relative position Firstly, the establishment of a physical model and mesh using Gambit software, and numerical simulations using Fluent software, said in an intuitive way the temperature field and velocity field of airflow under different air distribution program, analyzing the draw for office and other similar air-conditioned room, Side of the send side back, on sending the next time, on to send back, next to send back to the four air distribution are more appropriate. But the better Side of the send side back and on to send back on the air current forms of organization.Keywords：Airflow-organizing;Numerical simulation; Turbulencemodel;Temperature field;Velocity field.目次1引言 (1)1.1 研究的背景及意义 (1)1.2 国内外的研究成果 (1)1.3 本文的主要内容和工作 (2)2空调房间的气流组织形式 (3)2.1气流组织的介绍 (3)2.2常用的气流组织形式 (3)2.2.1侧送侧回 (4)2.2.2上送下回 (4)2.2.3上送上回 (4)2.2.4 下送上回 (5)3 气流组织和室内舒适性的评价指标 (5)3.1 技术指标 (5)3.2 经济性指标 (7)3.3 适性空调室内空气计算参数 (8)4 空调房间的数值模拟过程 (8)4.1 物理模型的建立 (8)4.2网格的划分 (11)4.3数学模型 (11)4.4在Fluent里的参数 (13)4.5解算结果及后处理 (14)5 数值模拟结果分析 (15)5.1侧送侧回的结果及分析 (15)5.2 异侧下送上回的结果及分析 (17)5.3上送上回的结果及分析 (19)5.4上送下回的结果及分析 (20)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (25)1 引言1．1 研究的背景及意义随着经济的发展和科技的进步，人们的物质生活水平不断提高，空调的使用越来越普及，人们对居住和工作环境的要求也越来越高，因此对通风空调技术也提出了更高的要求。

空调房间气流组织数值模拟和优化空调房间气流组织数值模拟和优化摘要：气流组织的形式对装有空调的室内的空气品质有着决定性作用，其直接影响着房间内的温度,气流流动速度,区域温差,区域流速以及空调耗能等方面本文主要研究在一个特定环境内，通过改变其送风口，出风口位置，改变气流组织，从中选中最适合该房间的送风方式。

关键词：气流组织送风方式空调系统送风口出风口射流中图分类号：TB657文献标识码： A1论著1.1 研究的背景和意义据现有调查资料表明，对于一般上班族在室内活动的时间大约为20个小时。

可以看出，室内空气品质的好坏和人们的工作效率，以及健康状况成正比[1]。

随着科技的发达，空调已经不再是过去仅仅提供生产，工作环境需要的工具了，而是成为了调节室内空气质量重要部分。

经研究发现，气流组织的形式对装有空调的室内的空气品质有着决定性作用，其直接影响着房间内的温度,气流流动速度,区域温差,区域流速以及空调耗能等方面[2-3]。

气流组织被空调系统的送风口送入房间里，与房间内的原有气流发生热量交换后，从房间出风口流出[4].我们研究气流组织，就是为了合理的安排室内的气流结构，使室内气流的温度，速度，湿度等方面满足人们的需要[5]。

影响气流组织的因素有很多，包括进风口/送风口的形状和位置，送风气流组织的形式，热源的大小和位置安排，以及房间的几何因素等[6]。

由于影响气流组织的因素有很多，我们现在只能用实验的经验公式来验证[7]。

1.2 国内外的研究成果国内从上世纪四十年代就开始研究此研究气流组织和房间内温度，流速，压力等方面的关系[7]。

在国内方面，20世纪70年代，马文航教授组织并且指导了国内首例专门正对于小空间空调系统气流组织状况，经过多次的试验和比对，获得了一定的研究成果，为以后研究小空间空调系统气流组织研究奠定了一定的基础。

通过文献（1）的研究得出了不同位置的送风口，出风口在相同的送风条件下对空调房间内温度，气流速度的影响。