1引言

室內環境的營造對人類舒適、健康起著至關重要的作用，人們對室內環境的關注不再僅局限于舒適性，同時對室內空氣品質也提出了要求。各種空調設備和送風形式也隨之出現，MX織物空氣分布系統就是其中一種新型的送風系統。

MX織物空氣分布系統采用纖維做材料，利用纖維的滲透性來送風，同時又可以在分布系統上開啟不同的小孔或者條縫，來實現射流或者條縫送風以滿足不同的氣流組織的需要。氣流組織對室內的空氣環境、空氣品質有著重要的影響，直接關系著室內的溫度、區域流速及空調能耗，是空氣調節的一個重要環節。如果在暖通項目設計階段就對室內氣流組織進行有效預測，從而可以制定出最佳的空調方案。CFD(Computational Fluid Dynamic,計算流體動力學)是近年發展較快的一種計算機輔助設計技術。在室內空調設計中應用CFD技術，可以在設備安裝之前進行有效的氣流組織模擬仿真，預測各種工況下室內氣流的溫度場、速度場，從而達到優化設計方案。

本文以計算流體力學和傳熱學等為理論基礎，以一個特定密閉房間為基礎建立傳統送風系統和纖維空氣分布系統的條縫送風這兩種送風方式的物理模型，通過gambit建立室內空調房間內空氣流動的三維紊流數學模型，使用FLUENT軟件，分別對傳統送風系統和纖維空氣分布系統的氣流組織進行了模擬研究。

2模型結構與參數

2.1幾何結構

根據一特定密閉房間空間尺寸，使用gambit軟件建立其結構模型。模型房間的空間尺寸為X×Y×Z=6.8m×4.6m×3m。其中，X為房間長度方向，Y為房間寬度方向，Z為房間高度方向。圖2-1與圖2-2分別是傳統送風模型幾何結構圖、空氣分布系統條縫送風模型幾何結構圖。從圖2-1、圖2-2中可以看到傳統送風系統采用上送下回風的送風方式，模型有2個送風口，2個回風口；空氣分布系統采用條縫送風模式，也是采用上送風下回風的送風方式，送風口為Y方向空氣分布系統兩側3點鐘和9點鐘方向。

在圖2-1所示的傳統送風模型中，散流器出口尺寸為0.25m×0.25m，散流器貼于吊頂之下，厚度取0.2m，散流器在房間寬度方向位于X=2.3m處，在房間長度方向，北側散流器位于X=-2m處，南側散流器位于X=2m處；回風口回風面積為0.4m×0.2m，厚度取0.2m，離地面高度為0.3m。

在圖2-2所示的空氣分布系統送風模型中，空氣分布系統長度為4m，管徑為300mm，風管標高2.8m，條縫寬度為12mm；風管在房間寬度方向位于Y=2.3m處，風管北端位于X=-2m處，南端位于X=2m處；回風口回風面尺寸為0.4m×0.2m，厚度取0.2m，離地高度為0.3m。

圖2-3和圖2-4分別是使用gambit軟件分別對傳統送風模型、空氣分布系統條縫送風模型劃分的網格。

圖2-1傳統送風模型	圖2-2空氣分布系統條縫送風模型

2.2模型計算參數

設定夏季室內空氣溫度為25℃（298K），空調送風溫度為18℃（291K），室內空氣濕度為50%；傳統送風系統夏季送風出口風速：2m/s；空氣分布系統條縫送風出口風速：4m/s；

圖2-3傳統送風模型網格圖	圖2-4空氣分布系統送風模型網格圖

3模擬結果與分析

3.1模擬模型說明

（1）如前文所述，模型空間是在X、Y、Z的空間方位下所建立，X軸為房間長度方向，Y為房間寬度方向，Z為房間高度方向；

（2）本模擬中所談到的工作區，是指密閉空間高度為0.5m-1.8m的區域。

3.2模擬結果分析

圖3-1傳統送風溫度分布圖（Y=0）	圖3-2空氣分布器送風溫度分布（Y=0）

圖3-1和圖3-2是夏季工況下模型中Y=0截面的溫度場，該截面可以觀察夏季工作區平面的溫度分布情況。在圖3-1所示的傳統送風模型中，我們發現，屋頂的溫度較高，有30℃，而隨著高度的減少，溫度值也不斷降低。同時，在散流器風口的垂直下部，可以觀察到存在冷區，其溫度較其他區域要低，存在一個較大的溫度梯度；而我們觀察圖3-2所示的空氣分布系統條縫送風模型，其溫度場在高度方向上基本沒有發生變化。這就充分說明傳統送風系統溫度場高度方向分層明顯，垂直溫差較大，存在冷風下墜的現象，而空氣分布系統的條縫送風模型則無明顯垂直溫差，能有效地改善這種冷風下墜的現象。

圖3-3傳統送風速度分布圖（Y=0）	圖3-4空氣分布器送風速度分布圖(Y=0)

從圖3-3和圖3-4中，可以看出，傳統送風模型的速度場，在高度截面內，存在兩個明顯的高速區，速度高達1m/s，這是該送風系統大流量的氣流通過散流器集中噴射所造成的，這在室內就會使人明顯感覺到有吹風感，傳統送風系統，在室內工作區，會有吹風感存在，特別是在靠近出風射流區域的地方，吹風感很明顯；空氣分布系統條縫送風時，在條縫出風射流區，也會存在一定程度的吹風感，但是，在工作區，吹風感就會減少，根據這一點，我們可以考慮調整空氣分布系統安裝的高度以及條縫風口的開口方向來實現工作區無吹風感。根據相關研究表明，在地面的冷負荷高達300W/m²時，可以實現沒有明顯吹風感的送風。

圖3-5傳統送風模式流線	圖3-6空氣分布器送風模式流線

從圖3-5和3-5中可以看到，空氣分布系統送風時，出風射流速度大，衰減快，會產生誘導送風效果。這種效果可以在室內加快氣流間的混合速度，也會加大氣流的混合力度，使室內流場（包括溫度場和速度場）更加的均勻。均勻的送風效果可以避免某些區域由于送風量過大而有吹風感或送風量過小而空氣品質較差，而且會造成通風能耗的增加。

4結論

通過使用CFD方法將傳統送風模式與新型送風系統MX空氣分布系統送風模式進行對比，發現，MX空氣分布系統整體送風可以使室內空氣均勻，溫度梯度較小，較好地滿足舒適性要求。隨著人們對于熱舒適性要求越來越高，暖通市場迫切需要新型的暖通設備來提高環境的熱舒適性。而MX空氣分布系統作為一種新型的送風系統，不僅可以達到送風高度均一，而且可以除去空氣中的甲醛等有害性揮發氣體。相信，法瑞空氣分布器將逐漸進入廣大暖通工程師的視野，在各種領域得到廣泛應用。