[发明专利]一种大空间气流组织缩尺模型试验平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种缩尺模型试验平台，尤其涉及一种大空间气流组织缩尺模型试验平台，属于暖通空调技术领域。

背景技术

气流组织是否合理对于空调房间的舒适性有着直接的影响，合理的气流组织能够避免房间内部局部过冷过热，减少吹风感，同时还能减少运行能耗。对于层高超过5m，体积超过10000m³的大空间建筑来说，由于其内部空间大，气流组织对室内热环境的影响更为明显，气流组织设计不合理，则会造成大空间室内明显的冷热不均，且运行能耗大大增加，因此，大空间气流组织优化设计至关重要，最佳的气流组织形式不仅可提高室内的热环境，而且可大大减少建筑的运行费用。

大空间建筑形式多样，不同形式的大空间建筑有其最佳的气流组织形式，但是，由于可采用的技术手段有限，优化设计大空间气流组织一直是设计人员面临的技术难题。目前，大空间气流组织优化设计最常用的方式就是CFD模拟，通过计算机模拟比较来确定最佳的气流组织形式，但是，计算机模拟结果受诸多因素的影响，比如物理模型搭建、边界条件设置等，常会导致模拟结果与实际效果不符，致使气流组织不尽完善；也有依靠设计人员的设计经验，经过简单计算设计气流组织，这样的设计效果更可能偏离实际效果，从而无法实现气流组织的最佳设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种试验结果准确、可优化大空间气流组织设计、适应于不同类型和工况试验的大空间气流组织缩尺模型试验平台，可以为设计人员提供一个大空间气流组织研究和验证的试验平台，从而实现气流组织的最佳设计。

本发明的上述目的可以通过以下措施来实现，一种大空间气流组织缩尺模型试验平台，其特征在于：包括大空间缩尺模型、空气处理系统、热环境系统、空调冷源系统、数据采集与控制系统，所述空调冷源系统分别与所述空气处理系统、热环境系统连接用于向二者提供冷冻水，所述空气处理系统与大空间缩尺模型连接用于向大空间缩尺模型室内提供气流组织，所述热环境系统用于提供大空间缩尺模型室外的热环境，所述数据采集与控制系统安装在空气处理系统、热环境系统上用于采集大空间缩尺模型室内、室外环境的空气参数并进行控制。

本发明空气处理系统和热环境系统可实现对大空间缩尺模型室外环境参数的调节，以及大空间缩尺模型送风参数的调节，从而满足不同大空间建筑缩尺模型的试验要求，因此，本发明可以提供一个大空间气流组织研究和验证的试验平台，相对于CFD模拟技术，更加真实可信，更有利于优化设计大空间气流组织。另外，本发明通过调节可完成各种大空间建筑和工况的大空间建筑缩尺模型的试验，应用范围广泛，使用灵活。

本发明大空间缩尺模型按照弗劳德准则进行模型设计，根据相似性原理建立，包括几何相似、运动相似、动力相似和热源相似等，而大空间缩尺模型的尺寸则根据具体对象建筑的尺寸按一定比例缩小得到。几何相似是指大空间缩尺模型和大空间实物的流场几何形状相似，结构尺寸成一定比例缩小，确保室内空调送回风口、气流组织形式以及其它主要设备的尺寸和布局遵循几何相似；运动相似是指大空间缩尺模型与大空间实物中对应的运动参数如送风速度、回风速度方向一致大小成一定比例；动力相似是指大空间缩尺模型与大空间实物中对应点上受相同性质力的作用、力的方向相同，且各对应的同名力成一定比例，主要考虑重力和惯性力；热源相似是指大空间缩尺模型内的热源功率与大空间实物内对应的热源功率成一定比例，且热源形状满足几何相似。

作为本发明的一种实施方式，所述热环境系统主要由第一空气处理机组和送风箱、回风箱组成，所述第一空气处理机组与送风箱、回风箱通过风管连接，所述送风箱的其中一侧面是开孔的孔板，为送风孔板，通过该送风孔板正向大空间缩尺模型室外送风，所述回风箱的其中一侧面也是开孔的孔板，为回风孔板，大空间缩尺模型室外的空气通过该回风孔板回风。

本发明所述的第一空气处理机组主要由变频离心风机、表冷器和电加热器朝向送风方向依次排列组成，所述变频离心风机调节第一空气处理机组的送风量，所述电加热器和表冷器共同调节第一空气处理机组的送风温湿度，从而满足热环境系统的环境参数。