基于ANSYSCFX空调教室温度场仿真模拟和节能改造

本文摘要：随着能源的日益紧绷，以及雾霾天气和温室效应带给的社会和环境问题的日益引人注目，党和国家对节约能源工作的推崇程度大大提升，早已将其列为“十二五”工作重点，明确提出了“建设节约型社会”的声援。教育部也积极响应，明确提出了“建设节约型高校”的口号，高校节约能源工作也在全国各地蓬勃开展一起。高校作为培育高素质人才的发祥地，倡导节约的意义也就变得更为根本性而深远影响。 教室作为高校教学的最重要场所，教室能耗大约占到学校总能耗的40%。

随着能源的日益紧绷，以及雾霾天气和温室效应带给的社会和环境问题的日益引人注目，党和国家对节约能源工作的推崇程度大大提升，早已将其列为“十二五”工作重点，明确提出了“建设节约型社会”的声援。教育部也积极响应，明确提出了“建设节约型高校”的口号，高校节约能源工作也在全国各地蓬勃开展一起。高校作为培育高素质人才的发祥地，倡导节约的意义也就变得更为根本性而深远影响。　　教室作为高校教学的最重要场所，教室能耗大约占到学校总能耗的40%。

南方教室能耗主要由灯光和加热器两部分构成，俭朴能耗可以考虑到科学的管理、节约能源材料的运用、建筑的优化设计等等。其中，作好建筑节能设计，对俭朴教室加热器能耗具备最重要的意义。2教室温度场建模建模　　ANSYSCFX是全球第一个通过ISO9001质量证书的大型商业CFD软件，CFX早已遍布航空航天、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技术、水处理、屏蔽安全性、冶金、环保等领域。

本文用于ANSYSCFX建模软件数值仿真空调教室温度场变化情况，并有针对性地对空徵教室做到节约能源改建。2.1物理模型　　建模假设条件：空调教室的气密性较好，门窗等无空气外泄；空调教教室内气流为短距离不能传输流动，可忽视由流体粘性力作功引发的好风扇；空调教室内空气密度合乎Boussinesq假设；空调教室内气体流动为稳态湍流；空调教室外墙为热力学边界。实际模型为北纬260的福建地区的高校空调教室：图2-1空调教室物理模型2.2模型网格区分与边界条件原作运用ANSYSl2．0中模块ICEM网格分解软件来已完成网格的区分，TetraMeshing四面体网格合适对结构复杂的几何模型展开较慢高效的网格区分，网格区分时，勾选smoothmesh即对网格展开即光顺操作者。

是在气流入口、气流出口和窗玻璃面展开加密网格区分。模型网格分解完之后统计资料网格数量为455495个。图2-2运用ICEM分解的网格模型　　定义流体域Fluiddomain和Soliddomain参数，对应的边界条件有入口边界条件、出口边界条件、玻璃窗冷却面边界条件、人体表面风扇边界条件等。

课室砖墙内壁与室内空气接触面为流固交界面，ANSYSCFX自动分解流固交界面DefaultFluidSolidInterfaceSide1与DefaultFluidSolidInterfaceSide2，流固交界面上的热传导条件是温度完全相同，热流完全相同。解法器sorer设置，自由选择差分格式为upwind波浪格式鲁棒，仅次于递归步数为200步，FluidTimescaleControl自由选择AutoTimescale，某种程度SolidTimescaleControl自由选择AutoTimescale，残差类型自由选择有效地残差RMS，残差目标位1e-5。3模型数值仿真结果及分析　　通过转变边界条件参数原作，建模仿真了下午14:00-14:45以下几种情况教室温度场变化产于：1）、提早15分钟13:45打开空调（室内无人）；2）、窗户有所不同朝向；3）、窗户若无贴膜；4）、有所不同返风口方位。

图3-1模型温度场分布图之一　　分析扣除温度场、气流场的产于变化特性，找到目前空调用于状况不存在很多问题，必须做到节约能源改建有以下几个方面：1）提早15分钟打开空调机组不利于冷风很快均匀分布地布满整个课室；2）南北朝向的教室，提早15分钟打开空调，到14:00时除了讲台和课桌，课室内绝大部分室温已降到即250c(298K)以下，超过人体夏季舒适度温度拒绝,东西朝向的教室大约有四分之三的区域温度相似360C高温，此环境已无法展开长时间的教学。3)为了增加窗户太阳辐射量，可以把普通玻璃替换为新型防水Low-e中空玻璃，或者在原先玻璃固定式张贴Low-e防水玻璃贴膜；　　4)针对第一排座位与最后一排座位温度高差相当大，可以转变原先6个送风口的方位，把原先在贴满黑板上方的3个送风口徵到课室中央方位，而且送风口的水平高度一定要尽可能高于返风口的水平高度。

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