空調(diào)車廂內(nèi)氣流分布的人體熱舒適

介紹了人體熱舒適的定義和環(huán)境影響因素:空氣溫度、空氣速度、相對濕度和平均輻射溫度。分析了氣流組織與人體熱舒適的關(guān)系。以下送風(fēng)空調(diào)為例,闡述了此種空調(diào)方式的氣流組織形式及其對人體熱舒適的影響。

如何使空調(diào)列車中的氣流組織合理化,對提高人體的熱舒適性或提高乘客的乘坐舒適度具有特別重要的意義。本文針對空調(diào)列車中的氣流組織,分析了該因素對人體熱舒適性的影響。

目的了解不同監(jiān)測時(shí)段、不同監(jiān)測路段、不同監(jiān)測區(qū)域的空調(diào)公共汽車內(nèi)空氣污染狀況,為制定相應(yīng)的防治對策提供依據(jù)。方法選擇不同監(jiān)測時(shí)段、不同監(jiān)測路段、不同監(jiān)測區(qū)域的空調(diào)公共汽車,在開啟空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)及車內(nèi)乘客人數(shù)接近的條件下分別測定車廂空氣中co、可吸入顆粒物、no_2的濃度。結(jié)果空調(diào)公共汽車內(nèi)空氣中co及可吸入顆粒物濃度在不同監(jiān)測時(shí)段、不同監(jiān)測路段、不同監(jiān)測區(qū)域差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05),高峰期、繁忙路段、市區(qū)車內(nèi)空氣中co及可吸入顆粒物平均濃度均顯著高于非高峰期、非繁忙路段和郊區(qū),其中co及可吸入顆粒物的最高濃度分別超出我國《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》gb/t18883-2002最高容許濃度的2.5倍和3.8倍。no_2的平均濃度均低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高容許濃度。結(jié)論汽車尾氣等因素可造成空調(diào)公交車車廂內(nèi)空氣污染,應(yīng)給予廣泛關(guān)注并加強(qiáng)控制。

熱舒適性對乘客的感覺和身心健康有一定的影響,以致影響鐵路的客運(yùn)量.本文就空調(diào)列車車廂夏季熱舒適性差進(jìn)行了研究,多方位地分析了造成這一問題的原因,并提出了解決方案.

以鐵路空調(diào)客車為研究對象,采用pid控制和模糊控制兩種方案對車廂內(nèi)溫度進(jìn)行控制。利用simulink工具箱建立控制系統(tǒng)的仿真模型,并從過渡特性、抗干擾性能等方面進(jìn)行仿真研究。仿真結(jié)果表明,pid控制能消除穩(wěn)態(tài)誤差,但超調(diào)大,過渡時(shí)間長,在工況變化較小的情況下,能滿足一定的控溫要求;對于對象延遲、工況不穩(wěn)定的場合,模糊控制綜合控制效果比pid要好。此仿真方法克服了傳統(tǒng)編程方法繁雜、難度高、周期長的缺點(diǎn),使車廂內(nèi)溫度控制的動態(tài)仿真變得直觀、迅捷。

采用k-ε湍流模型對采用隔斷式工位空調(diào)的典型辦公室工作微環(huán)境進(jìn)行數(shù)值模擬,分析工位空調(diào)在人體周圍所形成的非均一環(huán)境參數(shù)場,并進(jìn)一步研究非均勻環(huán)境對人體熱舒適的影響。在不同工位送風(fēng)參數(shù)下對房間和人體周圍環(huán)境參數(shù)的分布狀況及吹風(fēng)感和熱舒適性進(jìn)行研究。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn):工位空調(diào)送風(fēng)可以使室內(nèi)溫度呈現(xiàn)分區(qū)分布,工位送風(fēng)效率高,可以實(shí)現(xiàn)總體節(jié)能,在合適的工位送風(fēng)條件下,可以為工作人員提供較佳的工作環(huán)境。

基于空氣運(yùn)動的湍流流動方程,對地鐵車廂內(nèi)的空調(diào)氣流組織進(jìn)行仿真,并引入能量利用系數(shù)評價(jià)空調(diào)氣流組織能量利用的有效性。根據(jù)仿真結(jié)果,對原始設(shè)計(jì)方案中回風(fēng)口與排風(fēng)口的布置進(jìn)行了優(yōu)化,結(jié)果表明優(yōu)化方案提高了地鐵車廂空調(diào)氣流組織的能量利用系數(shù),使空調(diào)冷量得到更充分的利用。因此,氣流組織仿真可作為一個有效的手段應(yīng)用于地鐵車廂空調(diào)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化中。

采用適于汽車空調(diào)車廂內(nèi)部特性的零方程紊流模型對空調(diào)車廂內(nèi)部流場和溫度場進(jìn)行了數(shù)值仿真及實(shí)驗(yàn)研究,為汽車空調(diào)車廂的工程設(shè)計(jì)提供了簡便的仿真方法

針對目前空調(diào)硬臥車內(nèi)氣流分布不均勻,不同鋪位的乘客對車廂內(nèi)的熱舒適感差別較大這一現(xiàn)狀,采用計(jì)算流體動力學(xué)對空調(diào)硬臥車內(nèi)流場和溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬,研究了空調(diào)硬臥車內(nèi)空氣流動速度和溫度分布規(guī)律及熱舒適評價(jià)指標(biāo)pmv和人體吹風(fēng)感指標(biāo)pd分布狀況。研究結(jié)果對于改變目前車廂內(nèi)上、中、下鋪氣流分布不均的現(xiàn)狀,改善車廂內(nèi)人體熱舒適環(huán)境提供了理論依據(jù)。

對穩(wěn)態(tài)二維空調(diào)車室內(nèi)空氣流動速度分布和溫度分布進(jìn)行了數(shù)值模擬，采用貼體標(biāo)劃分計(jì)算網(wǎng)格和ｓｉｍｐｌｅｓｔ數(shù)值計(jì)算的方法，考慮了自然對流對空氣流場的影響，紊亂模型采用ｋ－ε模型，應(yīng)用整體求解法計(jì)算固氣耦合傳熱問題，計(jì)算了在一定進(jìn)口雷諾數(shù)下，不同送風(fēng)角度時(shí)空調(diào)車定內(nèi)空氣流動的速度場和溫度場的變化，本文的計(jì)算結(jié)果為空調(diào)車室內(nèi)氣流組織的優(yōu)化設(shè)計(jì)和空調(diào)車室的舒適性送風(fēng)控制研究奠定了基礎(chǔ)。

這種車廂內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的快速舒適性新技術(shù)分為熱舒適性和空氣質(zhì)量兩項(xiàng)要素。空調(diào)系統(tǒng)通過紅外線傳感器檢測出乘客的體溫，調(diào)節(jié)相應(yīng)裝置，以營造良好的熱舒適性環(huán)境。通過各種空氣凈化手段，提高車廂能的空氣質(zhì)量。本篇論文就詳細(xì)介鲆了此項(xiàng)技術(shù)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

以yw25g型空調(diào)硬臥列車車廂為研究對象建立物理模型。物理模型中考慮了車廂內(nèi)各障礙物,包括邊桌、行李架、床鋪、折座等的影響,采用k-ε湍流模型對車廂內(nèi)三維湍流流動和傳熱進(jìn)行數(shù)值模擬,研究車廂內(nèi)流場及溫度場的分布變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:下鋪區(qū)域的氣流組織及溫度分布較好,其次是中鋪,上鋪區(qū)域的氣流組織及溫度分布較差;距車門越近,氣流組織越好,車廂中部區(qū)域的氣流組織最差;床鋪區(qū)域的空氣溫度較走廊區(qū)域的空氣溫度低。

空調(diào)車內(nèi)氣流組織研究是車廂內(nèi)環(huán)境控制的基礎(chǔ),合理的氣流組織可有效地改善乘客的熱舒適性。采用k-ε湍流模型,對載客車廂內(nèi)三維空氣流場和溫度場進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,在此基礎(chǔ)上利用pmv(predictedmeanvote)指標(biāo)分析了車廂內(nèi)人體熱舒適性。計(jì)算結(jié)果表明:在現(xiàn)有的條縫送風(fēng)條件下,除車廂中部和兩端外,車廂內(nèi)氣流分布比較均勻;由于回風(fēng)口位于車廂兩端,車廂中部和端部pmv分布不同,端部人體熱舒適感較好,中部較差;座位區(qū)由于人員集中和受太陽照射的影響,溫度較高,pmv值偏大;過道區(qū)溫度適中,人體熱舒適感較好。研究結(jié)果對空調(diào)車內(nèi)氣流組織優(yōu)化設(shè)計(jì)和改善人體熱舒適環(huán)境有一定參考價(jià)值。

對包含人體的3維空調(diào)車室內(nèi)部空氣流動的速度分布和溫度分布進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算.采用集總參數(shù)法建立人體模型,將該模型計(jì)算出的人體表面溫度作為cfd(computationalfluiddynamics)計(jì)算的邊界條件,從而更細(xì)致地考慮了散熱量在人體表面的分布情況.cfd計(jì)算采用六面體網(wǎng)格、simple算法,考慮了自然對流換熱和固體壁面間的輻射,應(yīng)用整體求解法計(jì)算車內(nèi)傳熱問題.針對一款實(shí)車的試驗(yàn),證明了計(jì)算的準(zhǔn)確性.

針對yw25g型硬臥列車空調(diào)機(jī)組運(yùn)行控制模式存在的問題,通過將變頻技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)機(jī)組的制冷量調(diào)節(jié),使得車廂內(nèi)的溫度在各時(shí)刻都能維持在一個相對穩(wěn)定的范圍。對全冷調(diào)節(jié)下和變頻調(diào)節(jié)下車廂內(nèi)的流場以及溫度場進(jìn)行了模擬計(jì)算。結(jié)果表明,在變頻調(diào)節(jié)下車廂內(nèi)氣流組織的不均勻性得到明顯改善,且變頻實(shí)測數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果基本吻合,為列車空調(diào)系統(tǒng)的進(jìn)一步節(jié)能改造提供了理論參考依據(jù)。

采用計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)對發(fā)電機(jī)組及空調(diào)車廂進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測,為空調(diào)列車安全運(yùn)行提供可靠保證,同時(shí)大大降低車輛乘務(wù)人員的勞動強(qiáng)度,提高工作效率。在這方面取得了有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)。并對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及硬件、軟件設(shè)計(jì)給出了較詳細(xì)的敘述。

討論了氣流組織所形成的速度場和溫度場對人體熱舒適的影響,介紹了氣流運(yùn)動與熱舒適關(guān)系的研究進(jìn)展,并提出了今后的研究方向。

運(yùn)用k—ε湍流模型對鐵路空調(diào)硬座車內(nèi)氣流組織進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究了車廂內(nèi)流場和溫度場分布規(guī)律,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對照,兩者基本一致。研究結(jié)果為車內(nèi)氣流組織優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù),對改善車廂內(nèi)人體熱舒適環(huán)境有指導(dǎo)意義。

對裝甲車空調(diào)艙內(nèi)氣流組織三維穩(wěn)態(tài)溫度場、速度場進(jìn)行了數(shù)值模擬,獲得艙內(nèi)三名乘員周圍的平均溫度和流速。由于人體熱舒適受多種因素的影響,是一種模糊隨機(jī)變量,采用熱舒適性模糊綜合評判模型對三名乘員的熱舒適性進(jìn)行評價(jià),對裝甲車輛空調(diào)艙內(nèi)氣流組織的優(yōu)化設(shè)計(jì)和空調(diào)艙內(nèi)的熱舒適送風(fēng)控制提供理論依據(jù)。

空調(diào)運(yùn)行管理是實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的重要途徑,對空調(diào)運(yùn)行控制模式研究十分必要。本文在分析人體舒適性的基礎(chǔ)上,討論了空調(diào)運(yùn)行控制模式,并通過舒適控制實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能運(yùn)行,其節(jié)能效益明顯。

基于人體熱舒適的空調(diào)控制模式研究——空調(diào)運(yùn)行管理是實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的重要途徑，對空調(diào)運(yùn)行控制模式研究十分必要。本文在分析人體舒適性的基礎(chǔ)上，討論了空調(diào)運(yùn)行控制模式，并通過舒適控制實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能運(yùn)行，其節(jié)能效益明顯。

采用k-ε模型和simple算法對硬臥列車空調(diào)設(shè)計(jì)工況下的氣流分布進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。并實(shí)驗(yàn)實(shí)測車廂內(nèi)的速度、溫度分布。截取斷面進(jìn)行流場、溫度場以及特征斷面的pmv值的分析,為評價(jià)車廂內(nèi)空調(diào)效果提供參考依據(jù)