بخشی از مقاله
چکیده
بررسی آسایش حرارتی در فضاهای داخلی ثأثیر قابل ملاحظهای بر میزان رضایتمندی افراد در این محیطها دارد. بر این اساس، در پژوهش حاضر به بررسی شرایط آسایش حرارتی در یک اتاق نمونه تحت دو حالت فنکویل بالازن و روبهرو زن پرداخته شده است. در هر دو حالت، سرعت و دمای هوای ورودی از فنکویل یکسان فرض شده و از مدل آسایش حرارتی گایج و نرمافزار اوپنفوم به ترتیب به منظور تحلیل آسایش حرارتی وحل عددی استفاده شده است. نتایج نشان میدهند که در فنکویل بالازن توزیع دما و سرعت در محدوده حضور افراد یکنواختتر نسبت به حالت روبهرو زن است که باعث بهبود شرایط آسایش حرارتی میشود.
از سوی دیگر دمای بیبعد برای فنکویل روبهرو زن پس از فاصله 0,2 متری که ضخامت فنکویل است، در محدوده بین 0,25 تا 0,15 واحد بیشتر از فنکویل بالازن میباشد ولی هوا در ارتفاع 1,8 متری از هر دو فنکویل دمای یکسانی دارند. همچنین نتایج مدل گایج نشان میدهد که در حالت بالازن شاخص آسایش در محدوه حضور افراد در بازه 0 تا 0,4 و در حالت روبهرو زن در بازه 0 تا 0,6 قرار دارند. بنابراین شاخص آسایش در حالت بالازن در محدوده حضور افراد یکنواختتر است و در محدوده مجاز قرار دارد؛ در صورتی که در حالت روبهرو زن، این شاخص غیریکنواختتربوده و خارج از محدوده آسایش قرار دارد.
کلمات کلیدی: آسایش حرارتی، تهویه مطبوع، فنکویل، مدل گایج
-1 مقدمه
امروزه افراد بیشتر وقت خود را در فضاهای داخلی میگذرانند. بنابراین تامین آسایش حرارتی افراد در فضاهای داخلی از اهمیت ویژهای برخوردار است. در دهههای اخیر، روشها و وسایل تهویه مختلفی به منظور بهبود شرایط آسایش حرارتی در ناحیه حضور افراد توسعه یافته است .[1] یکی از سیستمهای تهویه رایج فنکویل است که از نظر شکل ظاهری به انواع زمینی، سقفی و کانالی دستهبندی میشوند. فنکویلهای زمینی از نظر جهت هوای خروجی به انواع بالازن، روبهرو زن و مورب زن تقسیم میشوند. از جمله تحقیقات انجام شده در زمینه تامین آسایش حرارتی توسط فن کویل میتوان به تحقیقات زیر اشاره کرد.
تاجیلگر و همکاران [2] به بررسی ایجاد شرایط آسایش حرارتی توسط فنکویل با سه دبی هوای ورودی پرداختند. آنها با استفاده از نروفازی1 و تعریف کردن رطوبت نسبی و دما به عنوان ورودیها، سیستم کنترلی را ایجاد کردند که دبی مناسب هوای ورودی فنکویل برای ایجاد شرایط آسایش حرارتی را ایجاد میکند. قیاس [3] به مقایسه سیستم کنترل فازی با سیستم کنترل کلاسیک فنکویل پرداخت. نتایج این تحقیق نشان میدهد که سیستم کنترل فازی باعث بهبود عملکرد فنکویل نسبت به حالت کنترل کلاسیک میشود. پان و همکاران [4] به ارزیابی بازده فنکویل پارتیشنی2، به عنوان یک سیستم تهویه انفرادی3 ، با یک سیستم تهویه مرکزی از نقطه نظر شاخص آسایش حرارتی و مصرف انرژی پرداختند. نتایج آنها نشان می-دهند که برای بار سرمایشی، شاخص آسایش حرارتی در سیستم انفرادی فنکویل همیشه پایینتر از سیستم تهویه مرکزی است. چو و همکاران [5] به بررسی سیستم کنترل فازی برای یک فنکویل پرداختند. آنها توانستند با این سیستم کنترلی، قیدهای آسایش حرارتی، بهینهسازی مصرف انرژی و قابلیت اطمینان4 را تامین کنند.در تحقیقات انجام شده در این زمینه، بیشتر به بررسی مصرف انرژی و نحوه کنترل فنکویل پرداخته شده است. همچنین در این تحقیقات فقط یک نوع فنکویل در نظر گرفته شده و مقایسهای بین حالات و جانمایی دریچه ورودی هوا صورت نگرفته است. با توجه به هدف اصلی این سیستمها که ایجاد شرایط مطلوب آسایش حرارتی در محیط است، نیاز است تا با دیدگاهی مبتنی بر این هدف به ارزیابی تأثیر جهت هوای ورودی فنکویل به محیط در ناحیه حضور افراد پرداخته شود.
-2 فضای نمونه و شبکهبندی
مطابق شکل 1 فضای نمونه در تحقیق حاضر اتاقی با طول، عرض و ارتفاع 3، 3 و 2,7 متر میباشد. فنکویل روی یک دیوار در ارتفاع 0,2 متری از کف قرار دارد. فنکویل دارای طول، عرض و ارتفاع به ترتیب 1، 0,2 و 0,4 متر میباشند که دریچه خروجی هوا کل سطح زیر آن بوده و دریچه ورودی دارای طول و عرض 0,8 و 0,1 متر میباشد. دمای دیوارهها و هوای ورودی به ترتیب 25 و 30 درجه سلسیوس در نظر گرفته شده است.به علت تقارن فضای مورد نظر و کاهش زمان اجرای برنامه، ، فقط نیمی از فضا مورد بررسی عددی قرار گرفته است. در صفحه تقارن، شرط مرزی تقارن اعمال گردیده است. همچنین استقلال حل از شبکه محاسباتی بررسی شده است و نهایتا شبکهای با تعداد 293000 نقطه انتخاب شده است.
-3 معادلات حاکم
-1-3 معادلات حاکم بر جریان و انرژی
در این تحقیق، به منظور تحلیل جریان غیر قابل تراکم و حالت پایا، معادلات پیوستگی، بقای تکانه خطی و بقای انرژی با در نظر گرفتن اثرات شناوری حرارتی از طریق تقریب بوزینسک5 حل شده است .[6]
