地下车库通风方式数值模拟及节能效果分析

【摘要】：随着我国国民经济的快速发展,人们生活水平的不断提高,汽车已经成为了主流的交通工具。在土地资源日趋紧张的大中城市,停车的问题日益凸显,由于地下车库不占用地上空间,所以地下车库备受人们青睐。由于地下车库与地上车库相比有其特殊结构特点使得汽车产生的有害物难以排出,通风换气的能力差,所以人们对地下车库的空气品质尤为担心。为了保证地下车库内良好的空气品质并尽量的节约能源,需要确定合理的通风形式以及通风系统的控制形式。本文针对严寒气候区沈阳市某地下车库的结构特征,提出一种自然通风与机械通风地下车库二元混合通风系统。本文研究的主要思路是:(1)运用数值模拟软件FLUENT分别对冬季和夏季工况下的地下车库自然通风系统进行数值模拟,得出速度场、温度场以及CO浓度场的分布情况,然后进行详细的分析与对比。(2)在自然通风不能满足的过渡季节,采用机械送风系统进行数值模拟及分析,并在此基础上提出两种不同的改进方案(方案一是调整送、排风口位置;方案二是采用机械排风+自然补风的方式),针对不同方案展开详细的数值模拟分析和比较,从而得出机械排风+自然补风通风方案气流组织较优,节能效果明显。(3)基于上述研究,对该地下车库通风系统的能耗构成进行分析计算,研究结果表明通风设备耗电量是主要的能源支出,即合理的通风量计算方法以及合适的控制方式对于减少通风设备能耗起着关键性作用,研究分析不同通风方案的经济性及能耗特征,为严寒气候区地下车库的通风系统的方案设计及控制策略优化提供有效参考。 【关键词】：地下车库 通风方式 数值模拟 控制策略 能耗
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU962
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 论文研究的背景及意义10-11
• 1.2 地下车库通风系统的研究现状11-14
• 1.2.1 地下车库的通风量11-12
• 1.2.2 地下车库的的通风方式与气流组织12-13
• 1.2.3 地下车库通风系统的控制方式13-14
• 1.3 CFD在通风系统中应用现状14-16
• 1.4 课题的主要研究内容16-17
• 第2章 数值模拟理论及方法17-26
• 2.1 FLUENT软件概述17-18
• 2.2 湍流流动及数学模型18-22
• 2.2.1 湍流现象18-19
• 2.2.2 模拟方法19-20
• 2.2.3 流体流动的控制方程20-21
• 2.2.4 湍流的控制方程21-22
• 2.3 控制方程的离散化22-23
• 2.3.1 网格划分22-23
• 2.3.2 离散化方法23
• 2.4 代数方程组的求解23-24
• 2.5 本章小结24-26
• 第3章 地下车库通风量的确定26-36
• 3.1 室内空气质量规范与标准26-28
• 3.1.1 国内有关规定与标准26-27
• 3.1.2 国外有关规定与标准27-28
• 3.2 汽车尾气污染物的影响因素28-31
• 3.3 通风量的确定方法31-35
• 3.3.1 常用通风换气量的经验公式31-34
• 3.3.2 地下车库通风量的计算34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章 地下车库自然通风系统的数值模拟36-47
• 4.1 自然通风的基本原理36-37
• 4.2 工程概况37-38
• 4.3 物理模型以及网格划分38-40
• 4.3.1 建立物理模型38
• 4.3.2 地下车库的网格划分38-40
• 4.4 边界条件处理和基本设置40-41
• 4.4.1 边界条件40
• 4.4.2 基本设置40-41
• 4.5 冬季工况数值模拟结果41-44
• 4.6 夏季工况数值模拟结果44-46
• 4.7 本章小结46-47
• 第5章 地下车库机械通风系统的数值模拟47-54
• 5.1 机械通风系统模型的建立及网格划分47-48
• 5.2 通风系统的模拟结果及分析48-50
• 5.3 改进方案及模拟分析50-53
• 5.4 本章小结53-54
• 第6章 地下车库通风系统能耗分析54-62
• 6.1 地下车库通风系统能耗构成54-55
• 6.2 通风方案的节能效益与经济性分析55-58
• 6.2.1 地下车库通风系统的设计方案55-56
• 6.2.2 二种通风形式的能耗与经济性计算56-58
• 6.3 通风系统控制方案的节能改造58-61
• 6.3.1 控制策略58-59
• 6.3.2 变频控制原理59-60
• 6.3.3 工程实例60-61
• 6.4 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果67-68
• 致谢68-69
• 作者简介69

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