بررسي تأثير سرعت و زاويه وزش هوا در سيستم‌هاي نوين سرمايش انفرادي بر شرايط آسايش حرارتي و مصرف انرژي

Effect of Velocity and Direction of Airflow on Thermal Comfort and Energy Consumption: Case of New Exclusive Cooling Systems

استفاده از سيستم‌هاي تهويه انفرادي به‌ويژه در ساختمان‌ها از موضوعات جديدي است كه امروزه به‌دليل كارايي مناسب آن‌ها در كاهش مصرف انرژي و ايجاد شرايط بهتر آسايش حرارتي، به آن پرداخته مي‌شود. در تحقيق حاضر، ميزان مصرف انرژي يك سيستم سرمايش انفرادي مستقر در يك اتاق، با در نظر گرفتن قيد آسايش حرارتي مورد ارزيابي قرار گرفته و با سيستم سرمايش غير انفرادي مقايسه شده است. ابعاد اين اتاق 7/2×3×4 متر مكعب و شامل يك دريچه‌ خروجي هوا و دو ورودي هواي تهويه انفرادي، ميز، صندلي و مدلي تقريبي از يك انسان مي‌باشد. براي انجام محاسبات و حل معادلات حاكم از حلگر عددي OpenFOAM استفاده شده است. نتايج حاكي از آن است كه در وضعيت استفاده از سيستم سرمايش انفرادي، دامنه تغييرات شاخص احساس حرارتي ميانگين افراد‌ (PMV) در محل حضور فرد بسيار بيشتر از وضعيت سرمايش غير انفرادي است. پارامتر نارضايتي حرارتي موضـعي ناشـي از كـوران نيـز بـراي سيسـتم سرمايش انفرادي در محدوده مجاز (كمتر از 20%) قرار گرفته است (به‌جز در سرعت m/s 2 به‌ازاي دماي ℃21/1). نتيجه مهم ديگر اين است كه ميزان مصرف انرژي سيستم‌ سرمايش انفرادي بسيار كمتر از سيستم سرمايش غير انفرادي مي‌باشد، به‌طوري‌كه صرفه‌جويي در انرژي در حدود 50 درصد حاصل گرديد. در وضعيت سرمايش انفرادي، شرايط مطلوب آسـايش حرارتـي و مصرف انرژي كمينه از بين حالت‌هاي مورد بررسي تنها در سرعت m/s 1 به‌ازاي دماي ℃ 20/5 به دست آمد

The application of personalized ventilation systems, particularly in the buildings, is one of the new topics that today presented to it, because of their proper performance in reducing energy consumption and creating better thermal comfort conditions. In the current study, the energy consumption of a personalized cooling system installed in a room, considering the constraint of thermal comfort, was evaluated and compared with a non-personalized cooling system. The dimensions of the room equal to 4×3×2.7 m3 and includes a return air outlet (for both personalized and non-personalized situations), a supply air inlet in a non-personalized situation, two air inlets for personalized ventilation, table, chair and an approximate model of a human. OpenFOAM numerical solver was used for the calculation and solving the governing equations. Results indicate that in the status of the use of the personalized cooling system, Predicted Mean Vote (PMV) changes in the presence of the person is much higher than the status of the use of the non-personalized cooling system. The local thermal discomfort parameter stemming from draught is within allowed range (less than %20) for a personalized cooling system, excluding of in velocity of 2 m/s and temperature of 21.1 °C. The other important result is that the energy consumption of the personalized cooling system reported much less than the non-personalized cooling system so that energy saving was achieved in about 50 percent. In personalized cooling mode, desired conditions of thermal comfort and minimum energy consumption obtained only at the velocity of 1 m/s and temperature of 20.5 °C among the cases investigated.