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简介（作者编辑）：办公室局部全新风空调方式可行性分析与数值模拟.pdf
摘要（系统识别）：
维普资讯htp:ww.cqvip.com
2005年第2期
制冷与空调
办公室局部全新风空调方式
可行性分析与数值模拟
何超英1陈威王志峰2苏立琴2
(1苏州大学215006,2苏州三星电子有限公司215021)
【摘要】办公室内局部区域的全新风空调送风可以根本改善呼吸区域的空气品质，本文从送风系统、气流组
织、能量消耗三方面阐述全新风个体送风的可行性，对个体送风末端装置的送风流场进行计算机数
值模拟和预测，为经历了抗击“非典”之后的办公室空调系统提供参考数据和调整方案。
【关键词】室内空气品质：全新风局部空调；呼吸区域
Feasible Analysis and Numerical Simulation on Spot Air-conditioning with All Fresh Air in Office
'He Chaoying Chen Wei 2Wang Zhifeng 2Su Liqin
(Department of Thermal and Dynamic Engineering Suzhou University 215006,Suzhou Samsung Electronics Co.,Ltd.
215021)
[Abstract]The all fresh air conditioning in some area of office can simply improve the air quality of breathing area.This
paper expatiates on the feasibility of personal complete fresh air conditioning from air supply system,air current organization and
energy consumption.The fluid field of air terminal device is simulated and anticipated.These analyses will offer the reference
data and scheme for the office air-conditioning system after resisting SARS.
[Key words]indoor air quality;spot air conditioning with all fresh air;breathing area
1、关注室内空气品质
空调步入一个新的发展阶段，新阶段的标志之一
二十世纪七十年代的全球性能源危机，使制
就是由舒适性空调向健康空调的变革。室内空气
冷空调系统这一能源消耗大户面临严峻考验，节
品质已成为现代建筑科学的前沿研究课题，它涉
能降耗成为空调系统设计的关键环节。当时空调
及医学卫生、建筑环境工程、建筑设计等多方面，
系统的节能措施之一就是减少入室新风量，但这
该研究的目的是创造一种卫生、健康、舒适的室
一措施使室内空气品质受到影响，为了降低空调
内环境。
能耗，人们一方面提高建筑物的气密性和热绝缘
性，同时降低室内最小新风量标准，导致室内有
2、提高空调系统的新风效率
害污染物由于得不到新风稀释而浓度提高，以致
在很多的空调房间中，所提供的室外空气为
长期在室内工作的人们，出现头晕、恶心、胸闷、
30 m'/(h・p)左右，其中只有约0.1L/(s・p)即
乏力、皮肤干燥、嗜睡、烦躁等症状，统称为“病
约1%的新风被人体吸入Ⅲ，而其余的99%并没有得
态建筑综合症”。由于室内空气品质下降，造成工
到利用，新风的利用率较低。在通常的工程实践中，
作效率低下。
清洁空气与污染物的充分混合似乎是理想的，通过
现代人生活和工作形态发生了变化，据统计，
置换通风系统，使通风效率稍有提高。处于办公室
在办公室工作的人们有80%的时间处于室内，30%
的工作人员在呼吸着曾在其他人肺中、又被室内产
以上的时间处于办公室，而室内某些污染物浓度
生的生物排放物和其它污染物所污染的室内空气。
又超过室外，人们开始认识到高品质的空气是室
个体化全新风空调送风就是要为每一位室内人员
内人员健康的保障，因此对室内空气品质的关心
提供未受室内污染源污染的室外清洁空气。新鲜空
和警觉日益增强。二十世纪八十年代以来，制冷
气可以直接送到人的呼吸区以使人体吸入的空气
·何超英，男，1958年7月出生，副教授，苏州大学热能与动力工程系，主要从事热能空调理论及应用研究。
维普资讯htp:ww.cqvip.com
制冷与空调
2005年第2期
尽可能不受周围环境的污染，以保证较高的空气品
(CFD)技术已成为室内气流组织分析预测的有
质：同时通过调节空调送风末端装置的风量，调节
效工具。为了预测办公桌面附近的气流速度场，
此局部区域的冷却或加热量，能够达到每一个工作
这里运用英国著名学者SPALDING等人开发的
人员感觉满意的热环境条件。由此可设想到，在负
PHOENICS计算流体软件进行计算机数值模拟，该
荷较小的办公室空调中采用全新风局部空调方式，
软件具有较好的可视化功能，它包括几何物体可
进一步提高室内空气品质。
视化、区域划分的可视化和计算结果的可视化，
该软件通过虚拟现实工具来实现上述数值模拟内
3、个体化全新风局部空调送风系统
容的可视化。模拟的对象是个体送风的气流流场，
个体化新风系统将满足人体卫生要求的新风
在一个长、宽、高分别为6×4×4m3的室内顶部
(例如30m3/p·h)经过处理后直接送到个人的
设有一个直径为30厘米的圆形喷口风口，风口的
呼吸区域，新风送风状态被处理到室内空调计算
送风速度为0.7m/s,在风口的下方设置一个
温度，新风不负担室内空调负荷，室内负荷由室
内末端装置（风机盘管等）来承担。末端装置的
1.5×1.6m2的台板，以此模拟相邻放置的两张
使用使得处于回流区的人员呼吸着新风与回风混
合的空气，回风的空气品质难以得到保证。考虑
1.5×0.8m2办公桌面，桌面高度0.9米，风口距
到办公室的空调负荷比较小，办公室内局部的空
离地面2.8米，风口与桌面的间距为1.9米，空调
调负荷更小，适当加大新风量，以空调新风的送
排风是侧面排风，如图1所示。数值模拟显示射
风气流既覆盖个人呼吸区，此送风气流仅担负个
流的核心速度在距风口12米处消失，即自由射流
体区域内的空调负荷，以节约能量。
起始段长度为1.2米，主体段长度为0.7米，桌面
此方式空调送风首先涉及的是人体的吹风
处的气流速度为0.2-0.3m/s,如图2所示。模拟结
感，必须控制局部送风风口的气流速度，同时提
果的可视化图面见图3。该气流速度能够满足舒适
高夏季局部空调的送风温度(20-22°C)。空调的
性要求。该送风系统中空气处理单元（表冷器）
的风量是介于新风机和空调箱之间，相应的参数
气流组织是上送侧排，新风风管置于吊顶上方，
和能耗需要设计和计算。
用伸缩型圆形软管与风道底部相连，在此垂直的
伸缩型圆形风管下端安装带有调节阀的圆形风
口，阀的开度可进行个人调节。圆形风口距离地
面的高度为2.8-3.2米，让全新风空调送风直接
送到人体呼吸区。对于单张放置的办公桌，喷口
送风口置于办公桌中心的上方，每个办公人员的
送风量为70m3/h,圆形凤口的直径可取为20厘
图1个体空调送风示意图
图2送风流场数值棋拟
米，风口的气流速度约为0.7m/3;对于面对面放
置的办公桌，风口置于两张办公桌交界处的上方，
该圆形凤口的直径可取为27厘米，每个风口的风
量约为140m3/h。
是内气流是影响人体热舒适的重要因素，研
究分析室内气流组织的传统方法是利用射流原理
进行分析和预测，或利用相似性原理进行实物模
型试验。受实验条件或实验经费等的限制，同时
由于计算机及计算技术的发展，计算流体动力学
图3个体送风流场数值模拟的可视化图形
摘要（系统识别）：
维普资讯htp:ww.cqvip.com
2005年第2期
制冷与空调
办公室局部全新风空调方式
可行性分析与数值模拟
何超英1陈威王志峰2苏立琴2
(1苏州大学215006,2苏州三星电子有限公司215021)
【摘要】办公室内局部区域的全新风空调送风可以根本改善呼吸区域的空气品质，本文从送风系统、气流组
织、能量消耗三方面阐述全新风个体送风的可行性，对个体送风末端装置的送风流场进行计算机数
值模拟和预测，为经历了抗击“非典”之后的办公室空调系统提供参考数据和调整方案。
【关键词】室内空气品质：全新风局部空调；呼吸区域
Feasible Analysis and Numerical Simulation on Spot Air-conditioning with All Fresh Air in Office
'He Chaoying Chen Wei 2Wang Zhifeng 2Su Liqin
(Department of Thermal and Dynamic Engineering Suzhou University 215006,Suzhou Samsung Electronics Co.,Ltd.
215021)
[Abstract]The all fresh air conditioning in some area of office can simply improve the air quality of breathing area.This
paper expatiates on the feasibility of personal complete fresh air conditioning from air supply system,air current organization and
energy consumption.The fluid field of air terminal device is simulated and anticipated.These analyses will offer the reference
data and scheme for the office air-conditioning system after resisting SARS.
[Key words]indoor air quality;spot air conditioning with all fresh air;breathing area
1、关注室内空气品质
空调步入一个新的发展阶段，新阶段的标志之一
二十世纪七十年代的全球性能源危机，使制
就是由舒适性空调向健康空调的变革。室内空气
冷空调系统这一能源消耗大户面临严峻考验，节
品质已成为现代建筑科学的前沿研究课题，它涉
能降耗成为空调系统设计的关键环节。当时空调
及医学卫生、建筑环境工程、建筑设计等多方面，
系统的节能措施之一就是减少入室新风量，但这
该研究的目的是创造一种卫生、健康、舒适的室
一措施使室内空气品质受到影响，为了降低空调
内环境。
能耗，人们一方面提高建筑物的气密性和热绝缘
性，同时降低室内最小新风量标准，导致室内有
2、提高空调系统的新风效率
害污染物由于得不到新风稀释而浓度提高，以致
在很多的空调房间中，所提供的室外空气为
长期在室内工作的人们，出现头晕、恶心、胸闷、
30 m'/(h・p)左右，其中只有约0.1L/(s・p)即
乏力、皮肤干燥、嗜睡、烦躁等症状，统称为“病
约1%的新风被人体吸入Ⅲ，而其余的99%并没有得
态建筑综合症”。由于室内空气品质下降，造成工
到利用，新风的利用率较低。在通常的工程实践中，
作效率低下。
清洁空气与污染物的充分混合似乎是理想的，通过
现代人生活和工作形态发生了变化，据统计，
置换通风系统，使通风效率稍有提高。处于办公室
在办公室工作的人们有80%的时间处于室内，30%
的工作人员在呼吸着曾在其他人肺中、又被室内产
以上的时间处于办公室，而室内某些污染物浓度
生的生物排放物和其它污染物所污染的室内空气。
又超过室外，人们开始认识到高品质的空气是室
个体化全新风空调送风就是要为每一位室内人员
内人员健康的保障，因此对室内空气品质的关心
提供未受室内污染源污染的室外清洁空气。新鲜空
和警觉日益增强。二十世纪八十年代以来，制冷
气可以直接送到人的呼吸区以使人体吸入的空气
·何超英，男，1958年7月出生，副教授，苏州大学热能与动力工程系，主要从事热能空调理论及应用研究。
维普资讯htp:ww.cqvip.com
制冷与空调
2005年第2期
尽可能不受周围环境的污染，以保证较高的空气品
(CFD)技术已成为室内气流组织分析预测的有
质：同时通过调节空调送风末端装置的风量，调节
效工具。为了预测办公桌面附近的气流速度场，
此局部区域的冷却或加热量，能够达到每一个工作
这里运用英国著名学者SPALDING等人开发的
人员感觉满意的热环境条件。由此可设想到，在负
PHOENICS计算流体软件进行计算机数值模拟，该
荷较小的办公室空调中采用全新风局部空调方式，
软件具有较好的可视化功能，它包括几何物体可
进一步提高室内空气品质。
视化、区域划分的可视化和计算结果的可视化，
该软件通过虚拟现实工具来实现上述数值模拟内
3、个体化全新风局部空调送风系统
容的可视化。模拟的对象是个体送风的气流流场，
个体化新风系统将满足人体卫生要求的新风
在一个长、宽、高分别为6×4×4m3的室内顶部
(例如30m3/p·h)经过处理后直接送到个人的
设有一个直径为30厘米的圆形喷口风口，风口的
呼吸区域，新风送风状态被处理到室内空调计算
送风速度为0.7m/s,在风口的下方设置一个
温度，新风不负担室内空调负荷，室内负荷由室
内末端装置（风机盘管等）来承担。末端装置的
1.5×1.6m2的台板，以此模拟相邻放置的两张
使用使得处于回流区的人员呼吸着新风与回风混
合的空气，回风的空气品质难以得到保证。考虑
1.5×0.8m2办公桌面，桌面高度0.9米，风口距
到办公室的空调负荷比较小，办公室内局部的空
离地面2.8米，风口与桌面的间距为1.9米，空调
调负荷更小，适当加大新风量，以空调新风的送
排风是侧面排风，如图1所示。数值模拟显示射
风气流既覆盖个人呼吸区，此送风气流仅担负个
流的核心速度在距风口12米处消失，即自由射流
体区域内的空调负荷，以节约能量。
起始段长度为1.2米，主体段长度为0.7米，桌面
此方式空调送风首先涉及的是人体的吹风
处的气流速度为0.2-0.3m/s,如图2所示。模拟结
感，必须控制局部送风风口的气流速度，同时提
果的可视化图面见图3。该气流速度能够满足舒适
高夏季局部空调的送风温度(20-22°C)。空调的
性要求。该送风系统中空气处理单元（表冷器）
的风量是介于新风机和空调箱之间，相应的参数
气流组织是上送侧排，新风风管置于吊顶上方，
和能耗需要设计和计算。
用伸缩型圆形软管与风道底部相连，在此垂直的
伸缩型圆形风管下端安装带有调节阀的圆形风
口，阀的开度可进行个人调节。圆形风口距离地
面的高度为2.8-3.2米，让全新风空调送风直接
送到人体呼吸区。对于单张放置的办公桌，喷口
送风口置于办公桌中心的上方，每个办公人员的
送风量为70m3/h,圆形凤口的直径可取为20厘
图1个体空调送风示意图
图2送风流场数值棋拟
米，风口的气流速度约为0.7m/3;对于面对面放
置的办公桌，风口置于两张办公桌交界处的上方，
该圆形凤口的直径可取为27厘米，每个风口的风
量约为140m3/h。
是内气流是影响人体热舒适的重要因素，研
究分析室内气流组织的传统方法是利用射流原理
进行分析和预测，或利用相似性原理进行实物模
型试验。受实验条件或实验经费等的限制，同时
由于计算机及计算技术的发展，计算流体动力学
图3个体送风流场数值模拟的可视化图形
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