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热风供暖房间室外冷风水平作用范围的实测研究*

更新时间:2009-03-28

0 引言

对于航站楼、候车室和商业建筑门厅等公共空间,由于人员进出引起外门频繁开启,导致大量室外冷风或热风侵入空调房间内部[1-2],进而大大削弱空调系统的供热或供冷效果。特别是在房间供暖时,侵入室内并下沉到房间底部的冷空气不但造成地面附近气温偏低,还将强化送风热气流所受到的浮力作用,使送风热气流更难到达人员活动区,进而导致供暖能量利用率下降[3]。目前广泛使用的混合通风(mixing ventilation,MV)是以高能耗为代价来满足人体热舒适要求的[3-5],并且无法有效解决冷风侵入所造成的室内热力分层现象严重的问题[6-7]

碰撞射流通风(impinging jet ventilation,IJV)被认为是一种兼有混合通风和置换通风优点的新型送风方式[5,8-9],由于其送风气流以较高的送风动量从房间下部直接送入,故具有较高的供暖能量利用率[5]。对不同冷风侵入情况下IJV和MV的供暖特性进行研究的结果表明,由于IJV的送风热气流自下而上与室内空气混合,克服了MV难以将热空气自上而下输送至人员活动区的缺点[10-11]

由于冷空气的下沉特性,室外冷风侵入对供暖房间内近地面空气温度的影响将大于其他区域。同时,人体足部对冷不舒适较敏感,故研究有冷风侵入供暖房间内近地面处的空气温度分布特征尤为重要。本文对间歇开门情况下IJV和MV供暖房间内近地面的空气温度进行实测,通过对比分析不同送风状态下室外冷风侵入对近地面空气温度分布的影响,探索有效抵御室外冷风不良影响的途径和措施。

1 实验条件与实验方法

1.1 实验室布置情况

实验在一个人工气候室内进行。图1a为人工气候室的平面布置图,该人工气候室位于一个尺寸为8.0 m(长)×6.5 m(宽)×4.2 m(高)的大实验室内,其内部尺寸为3.0 m(长)×3.6 m(宽)×2.6 m(高),围护结构(包括屋顶、地面及侧墙)均采用传热系数约为0.9 W/(m2·℃)的彩钢板(内衬7 cm厚岩棉板)。人工气候室原有一扇平开门,为了避免开门动作对冷风侵入的干扰,实验开始前,将平开门改装成了密封性良好的推拉门,其高度和宽度分别为1.5 m和0.9 m。

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1) IJV供暖时,送风热气流对近地面空气温度的控制能力明显强于MV供暖,并且前者中近地面的空气温度远高于后者。

图8b给出的结果表现出与图8a相同的规律,即增大lm对IJV供暖房间近地面空气温度的改善作用大于MV,当lm由0.6 m增大至1.95 m时,IJV中近地面空气温度平均升高5 ℃左右,而MV仅升高不到2 ℃。

  

图1 人工气候室位置及风口布置情况

1.2 测点布置与测量仪器

在人工气候室内地板上方共布置了4根可移动的测杆,每根测杆上有7个高度不同的测点,以记录房间内部不同位置处气流速度和温度的瞬态变化。图2给出了测杆的平面位置和测点的高度分布。同时,在距离地面2 cm高度处沿房间中部开间方向(x方向)和沿房间进深方向(y方向)共布置了17个热电偶,以测量近地面的空气温度分布,水平测点的位置如图2a所示。

  

图2 测点布置

测杆上各个测点的温度采用EE80-2CT6/T04型温度变送器进行测量,其测量范围为0~50 ℃,精确度为±0.3 ℃;HD403TS型风速仪用于测量气流速度,测量范围为0.05~5.00 m/s,精确度为±0.06 m/s;Type-K型热电偶用于测量近地面空气温度,其测量精度为±0.3 ℃,分辨率为0.1 ℃,测量范围为-20~80 ℃。为了防止围护结构的壁面辐射干扰测量结果,每个热电偶用镂空的铝箔纸包裹。

1.3 实测工况与实测过程

人员进出供暖房间引起冷风间歇侵入室内,开门频率和开门时长都可能对室内热环境构成影响。为此,本文针对不同的开门频率和开门时长进行实验。

由图9可以看到:虽然IJV和MV供暖房间内的上下温差Δtg均随lm的增大而逐渐减小,但前者的减小幅度远大于后者;当lm增大至1.95 m时,IJV供暖房间的上下温差减小至2 ℃,而MV对应的上下温差仍高达10 ℃,这表明采用IJV供暖可以通过适当的送风参数基本消除室外冷风侵入造成的室内热力分层现象,但采用MV供暖时,基本没有这种可能性。

图5表明,2种热风供暖送风方式对应的近地面空气温度均表现出距门位置越远、温度越高的特征,但IJV供暖时,不仅近地面温度远高于MV,其温度的上升幅度也明显大于MV,距门位置最远测点与最近测点的温度差在前者中为4 ℃,在后者中仅为2 ℃。这再次表明,IJV供暖时送风热气流对近地面温度的控制能力强于MV。

为研究开门频率(对应于冷风侵入频率)对近地面温度分布的影响,分别对每640 s内冷风总侵入量相同但开门次数不同的4个开门频率(即每次开门时长/关门时长分别为5 s/75 s,10 s/150 s,20 s/300 s和40 s/600 s)进行研究。实验中,通过调整送风速度vs和送风温度ts,使工作区(1.8 m以下空间)的平均温度维持在(20.5±0.3)℃。最终,IJV的vsts分别为2.5 m/s和38.2 ℃,MV的vsts分别为3.0 m/s和40.5 ℃。

生产是企业生产的基础,设备是为生产服务的。电气从二个方面为生产提供服务:一个是提供电力,一个是参与操作控制。而电气点检员必须熟悉生产工艺。生产工艺确定以后,运转方案就是决定性因素,电气控制及电气拖动的设置紧紧围绕运转方案展开,使电气设备能够按照运转方案的规定正常运转。运转方案是机械设备动作、操作要领及电气控制三方相组合的图纸资料。

式(1)~(3)中 M为送风的动量通量,m4/s2B为送风的浮力通量,m4/s3Q为单位长度送风口的体积通量,m3/s;S为送风口的面积,m2g为自由落体加速度,m/s2;Δts为送风温差,℃;tr为参考温度,取20 ℃。

另外,为探索通过合理设置送风参数来减小室外冷风侵入所带来的不利影响的途径,本文针对每300 s开门40 s的情况,在保证工作区平均温度基本相同((20.5±0.3)℃)的前提下,对不同送风参数所对应的近地面空气温度进行了实测。表2给出了具体的实验参数,表中tin为室内平均温度,lm为浮力射流长度。

基于调度数据网的广域数据总线体系架构和关键技术//尚学伟,赵林,范泽龙,叶飞,范广民,郭凌旭//(11):109

 

表1 不同开门时长所对应的送风参数

  

开门时长/sIJVMVvs/(m/s)ts/℃vs/(m/s)ts/℃202.0137.82.1037.5401.9837.21.9537.8802.0537.52.0237.31601.9737.31.9837.8

 

表2 开门时长为40 s时所设置的不同送风参数

  

IJVMVvs/(m/s)ts/℃tin/℃lm/mvs/(m/s)ts/℃tin/℃lm/m1.1541.120.90.591.4538.622.50.631.5535.921.20.921.9534.622.21.022.1331.920.81.502.4532.622.31.512.5129.821.11.923.0133.121.91.97

实验开始时,首先调节风机频率以满足预定送风速度的要求,随后调节空气处理机组中加热设备的运行功率以达到所需送风温度。开始供暖后,以相同的周期持续开门与关门,直到室内温度波动趋于平稳,并继续维持该工况1.5~2.5 h,以保证室内温度波动达到完全平稳状态。每个工况大约需要4~5 h。用于分析的实验数据取自供暖稳定后的实测值。

2 实验结果与分析

2.1 开门频率对供暖房间内部温度分布的影响

图3给出了在工作区温度基本相同时,不同开门频率所对应的IJV和MV供暖房间内4根测杆上测点1,4和7的实测温度t的变化曲线。

 
  

图3 不同开门频率下实测温度变化曲线

由图3可以看到,IJV和MV供暖房间内较低处的温度均随门的开关发生明显波动,尤其是近地面(测点7)的空气温度波动最剧烈,开门时,该区域内温度明显下降,门一旦关闭,气温则逐步回升至原来的状态,而顶棚附近(测点1)的空气温度基本不受冷风侵入的影响,始终保持在较高水平,这表明室外冷风对房间下部空间温度的影响最明显。

美国高等教育全球领先,尤其在创新人才培养方面。现阶段,美国政府主要针对教育技术给予支持。2015年12月,美国教育部正式发布了名为《为未来而准备的学习——重塑技术在教育中的作用》的国家教育技术计划(NETP 2016)[16]。NETP 2016不仅对之前的版本进行了更新和改进,更是重塑技术创新在教育领域的重要性,主要从学习、教学、领导、评价以及基础设施5个领域进行战略部署。与之相比,我国缺乏对创新人才的培养意识。此外,我国民众的科技创新意识普及度不高,科技创新人才十分短缺。

对比图3a,b可知,尽管IJV和MV供暖房间在室外冷风的影响下,均有明显的温度梯度,但是前者的热力分层现象明显弱于后者。另外,无论是IJV还是MV,开门频率仅对室内气温的波动振幅有影响,对温度的时均值几乎没有影响。为此,随后仅对实测温度的时均值进行对比分析。

图4给出了不同开门频率下,IJV和MV热风供暖房间在工作区平均温度基本相同((20.5±0.3)℃)的条件下,紧贴地面测点温度的时均值沿房间开间方向(x方向)的变化情况。

  

图4 不同开门频率下近地面空气温度时均值沿x方向的分布

由图4可以看到,IJV供暖时近地面气温远高于MV供暖的情况,并且由于送风口位置不同,越远离门口,前者越高,而后者变化不大,仅在送风口下方温度略有下降。造成这种区别的原因是:尽管在2种热风供暖送风方式中,室外冷风侵入后均是先下沉到地面,然后沿着地板向四周扩散,但在IJV供暖时,送风热气流撞击地面后沿着地板水平扩散,冷、热空气在近地面混合,进而有效地提高了近地面空气温度;而MV为上送风,送风热气流无法与具有下沉特质的冷空气直接混合,并且室外冷风下沉到地面形成冷空气层,使得送风热气流受到的浮力作用更强,更难到达房间下部。

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图5为不同开门频率下,IJV和MV热风供暖方式在工作区温度基本相同的条件下,紧贴地面测点温度的时均值沿房间进深方向(y方向)的变化情况。

  

图5 不同开门频率下近地面空气温度时均值沿y方向的分布

为了保证开门过程中单位时间内的冷风侵入量基本相同,每次开门时保持门的开度一致,并且为了避免所有工况中由于室内外温差和室内温度梯度分布不同而造成的热压波动对冷风侵入量的影响,实验中使用1台电扇始终(不论门开着或关着)对着人工气候室的门吹风,以便使冷风侵入室内的动力主要源于风压的作用。通过调整风扇距门口的距离和吹风角,使门口0.5 m高度以下的风速均为1.0~1.1 m/s,门口上部为室内热空气的流出通道。所有工况中通过开启的门而进入室内的冷风换气次数均约为12 h-1。此外,该实验室的配套设备有自动控制系统、空气处理机组和数据采集系统等,实验中通过控制空气处理机组的运行和送风量,保持大实验室内的温度稳定((10.0±0.3)℃),并没有明显的气流运动

1.3 形态观察 保湿培养1周后,在GL-99BI连续变倍体视镜下观察菌落在自然基质上的着生方式及外部形态,并用大头针在目标菌株附近做好标记。用接种针将腐木上的菌株挑出,做成水封片后在OLYMPUS BX51生物显微镜下观察并拍取能反映菌体形态、孢子梗形态、产孢结构、分生孢子等形态的照片并作相应记录。

图4,5的结果表明,在相同的冷风侵入量下,室内温度的时均值与开门频率的相关性很小,因此随后仅对固定的开门频率进行研究。

2.2 开门时长对供暖房间近地面温度的影响

在针对表1所列工况进行实测的基础上,图6给出了送风参数相近时(vs=(2.00±0.05)m/s, ts=(37.5±0.3)℃),不同开门持续时间下,IJV和MV供暖房间内紧贴地面测点温度的时均值沿房间开间方向(x方向)的分布曲线。

  

图6 不同开门时长下近地面空气温度时均值沿x方向的分布

由图6可以看到:IJV供暖时,在几乎相同的送风参数下,当开门时长由20 s增大至160 s时,近地面温度突然升高的位置由x=2.4 m变为x=2.7 m,并且近地面空气温度大幅下降;而MV中近地面空气温度受开门时长的影响没有IJV的大,随着开门时长的增大,近地面空气温度仅略微下降,并且不同开门时长情况下都基本保持与室外气温接近的水平。

西方抓住伊朗核问题对伊实施制裁,特朗普政府重启制裁的力度更大,这使中国石油企业无法按时履约,甚至被迫退出伊朗油气田开发项目。伊朗国家油气开发项目采用回购合同模式,有确定的投资回收期,如果不能在确定期限内完成投资回收,则对项目投资效益会产生较大负面影响。伊朗政府一般并不认可制裁对石油合同执行产生的限制及影响,风险将由投资方来承担。制裁环境容易带来违约风险,并由此产生纠纷,这些都会给在伊朗投资的石油企业带来很大损失。

图7给出了送风参数相近时(vs=(2.00±0.05)m/s, ts=(37.5±0.3)℃),不同开门时长下,IJV和MV供暖房间内紧贴地面测点温度的时均值沿房间进深方向(y方向)的分布曲线。

  

图7 不同开门时长下近地面空气温度时均值沿y方向的分布

由图7可以看出,与图6表现出的规律一致,IJV供暖时近地面空气温度受开门时长的影响大于MV,当开门时长由20 s增加至160 s时,IJV中近地面空气温度平均下降3 ℃左右,而MV仅下降不到1 ℃。

2.1 早产儿中脑瘫组及对照组之间等位基因频率及基因型频率的比较 两组ATG5基因rs6568431多态性位点的等位基因型频率以及基因型频率差异有统计学意义(P<0.05);其他多态性位点差异有统计学意义(P>0.05)。见表1。

综上,可以认为室外冷风对IJV供暖房间近地面空气温度的水平影响范围随冷风侵入量的减小而减小,而在MV中任一开门时长下的冷风均作用于整个地面。

2.3 送风参数对室外冷风不利影响的改善作用

为了减小冷风侵入对供暖房间内部空气温度分布的不利影响,通常可增大送风速度或减小送风温差,即增大送风气流所受到的惯性力相对于浮力的比例,进而加强送风热气流与冷空气的混合。在本文中,浮力射流长度lm被用来定量描述送风气流所受到的惯性力和浮力的相对大小[12],其定义式为

 

(1)

 

(2)

 

(3)

为研究开门时长(对应于冷风侵入量)对供暖房间近地面温度分布的影响,实测时每300 s开1次门,每次的开门时长和送风参数列于表1中。

941 Prevention and treatment of stroke in China: the status and future

根据表2所列工况的实验结果,图8给出了IJV和MV供暖房间内,紧贴地面测点温度的时均值沿房间开间方向(x方向)和进深方向(y方向)的分布曲线。

 
  

图8 不同送风参数下近地面空气温度时均值的分布曲线

由图8a可以看出:对于IJV,随着浮力射流长度lm的增大,不仅近地面空气温度大幅升高,且温度突然升高的位置逐渐向靠近门的方向偏移,这表明增大送风气流的惯性比例,可使冷风对近地面空气的影响范围缩小;而对于MV,增大送风惯性对近地面空气温度的改善没有IJV的明显,随着lm的增大,近地面空气温度仅略微上升,并且仍基本与室外气温接近。

对于碰撞射流通风,送风热气流从一个固定在墙面中间位置处的圆形送风管道竖直向下送出,送风口直径为0.2 m,距离地面的高度为0.6 m,如图1b所示。对于混合通风,人工气候室原在侧墙上方设有一个尺寸为0.2 m×0.3 m的双层百叶送风口,实验中,为了使混合通风和碰撞射流通风的送风口面积保持一致,将部分百叶风口遮蔽,送风口的实际尺寸为0.1 m×0.3 m,如图1c所示,送风热气流以15°倾角向下射出。2种热风供暖送风方式的回风口均布置在人工气候室屋顶中间位置处,尺寸为0.2 m×0.3 m。

  

图9 IJV和MV供暖房间内上下温差Δtg与lm的关系

在工作区平均温度基本相同的情况下,图9给出了IJV和MV供暖房间上下温差Δtg(取为测点1和测点7的温差)随着浮力射流长度lm的变化曲线。

此外,干预前后,儿童选择吃西式快餐的比例发生了改变,选择“一周之内不吃快餐”的比例从干预前64.3%提高到93.2%,差异具有显著性(P=0.000)。见表5。

3 结论

某起 110KV高压断路器发生拒动,经过检查可以发现,在机械与后台的指示灯都处于合闸的状态下,分闸的线圈可以通过二次引线处流胶。而线圈过热时,进行分闸动铁心的动作就会发生卡滞,将分闸线圈进行拆解检查,发现主分闸线圈的电阻是0,而动铁心完全卡死,无法动作。这时的线圈漆包线也由于过热而被烧坏。此时使用备用的分线圈电阻是112 Ω,处于正常状态,而动铁心的动作保持正常。

2) IJV和MV供暖房间中近地面的温度分布均不受冷风侵入频率的影响,前者冷风的影响范围随冷风侵入量的减小而减小,而后者中任意冷风侵入量下的冷空气均覆盖整个地面。

(1)计算每种“泵径、冲程、冲次、下泵深度”的“产液量、井下效率、抽杆系数、沉没压力、最大最小载荷”等指标。

3) 对于IJV供暖,可以通过设置适当的送风参数减小冷风对近地面空气温度的影响程度和范围,并存在基本消除室内热力分层的可能性。而对于MV供暖,基本不可能达到这些目的。

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叶筱,亢燕铭,华凤皎,钟珂
《暖通空调》 2018年第05期
《暖通空调》2018年第05期文献

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