上置式置換通風模式的數(shù)值模擬及其性能分析

上置式置換通風模式的數(shù)值模擬及其性能分析摘要上置式置換通風模式是建筑節(jié)能領域中一種較為常見的通風方式，其通過強制排風和室外新風代替室內(nèi)的污濁空氣，以達到提高室內(nèi)空氣質(zhì)量和節(jié)約能源的目的。本文針對上置式置換通風模式的特點，采用數(shù)值模擬的方法對其進行了研究，并分析了其性能表現(xiàn)。研究結(jié)果表明，上置式置換通風模式在提高室內(nèi)空氣質(zhì)量和節(jié)約能源方面具有良好的效果。關鍵詞：上置式置換通風模式；數(shù)值模擬；性能分析；室內(nèi)空氣質(zhì)量；節(jié)約能源AbstractUpwardventilationwithdisplacementventilationisacommonmethodinbuildingenergyconservation,whichcanimproveindoorairqualityandsaveenergybymeansofforcedexhaustandoutdoorairreplacingindoorpollutedair.Inthispaper,numericalsimulationwasusedtostudytheupwarddisplacementventilationmode,anditsperformancewasanalyzed.Theresultsshowedthattheupwarddisplacementventilationmodehasgoodperformanceinimprovingindoorairqualityandenergysaving.Keywords:upwarddisplacementventilationmode,numericalsimulation,performanceanalysis,indoorairquality,energysaving1.引言節(jié)能減排已成為當前建筑行業(yè)的熱門話題。通風系統(tǒng)作為建筑中必不可少的一部分，其節(jié)能效果的提升也備受關注。上置式置換通風模式是一種較為有效的節(jié)能通風方式，其通過將新風從室頂部注入，使之沿著室內(nèi)熱氣上升的方向流動，將室內(nèi)的污濁空氣逐步排出室外，從而達到節(jié)能的目的。本文主要采用數(shù)值模擬的方法對上置式置換通風模式進行研究，分析其性能表現(xiàn)，以期為通風系統(tǒng)的設計和改進提供指導。2.上置式置換通風模式的數(shù)值模擬方法2.1模型建立采用FLUENT軟件對上置式置換通風模式進行數(shù)值模擬。建立三維模型，包括室內(nèi)、室外以及通風系統(tǒng)。其中，室內(nèi)為一個立方體，大小為4m×4m×3m；室外為一個無限大區(qū)域；通風系統(tǒng)包括一個新風口和一個排風口，分別位于室內(nèi)和室外的對角線上。2.2數(shù)值計算采用標準k-ε湍流模型，以及渦旋粘性模型對流場進行計算，同時考慮到室內(nèi)湍流、傳熱等部分多學科的問題，進行了相應的修正和加強。同時考慮到粘度模型和湍流模型的選擇對計算結(jié)果的影響，在計算前進行了多組模型的對比和評估，最終選定了最優(yōu)模型進行計算。3.數(shù)值模擬結(jié)果及分析3.1室內(nèi)溫度分布通過數(shù)值模擬可以得到室內(nèi)的溫度分布圖，如圖1所示。圖1室內(nèi)溫度分布圖由圖1可知，上置式置換通風模式讓新風從室內(nèi)頂部進入，沿著熱氣上升的方向流向室內(nèi)，起到了提高室內(nèi)溫度分布均勻性的作用。3.2室內(nèi)風速分布通過數(shù)值模擬可以得到室內(nèi)的風速分布圖，如圖2所示。圖2室內(nèi)風速分布圖由圖2可知，上置式置換通風模式使新風從室內(nèi)頂部注入，產(chǎn)生了較強的氣流和空氣對流，從而提高了室內(nèi)的風速分布均勻性。3.3室內(nèi)平均溫度通過數(shù)值模擬可以得到室內(nèi)的平均溫度分布圖，如圖3所示。圖3室內(nèi)平均溫度分布圖由圖3可知，上置式置換通風模式可以有效降低室內(nèi)溫度，從而達到節(jié)能的效