پيش بيني جريان هوا، توزيع دما و توزيع رطوبت در يك ساختمان با استفاده از روش ناحيه اي هوا

An Air Zonal Model for Predicting Air Flow, Temperature Distribution and Humidity Distribution in Buildings

طراحي سيستم هاي تهويه مطبوع براي بهينه سازي مصرف انرژي در ساختمان ها به روشهاي سريع و دقيقي نياز دارد كه بتوانند جزييات هوا در داخل ساختمان را پيش بيني كنند. در اين مقاله نشان مي دهيم كه روش ناحيه اي هوا مي تواند كيفيت هوا در محيط هاي داخلي را با سرعت و دقت مناسب بصورت منطقه اي محاسبه كند. مدل ناحيه اي هوا براساس بالانس جرم و انرژي در حجم هاي ماكروسكوپي توصيف مي شود. اين مدل از معادلات بالانس، معادله حالت، معادله افت فشار هيدرواستاتيك و معادله نيرو (كه از معادله بالانس اندازه حركت بدست مي آيد) در شبكه هاي درشت استفاده مي كند. در اين مقاله يك فضاي نمونه شامل دو اتاق كه توسط يك دريچه افقي با هم ارتباط دارند و بصورت طبيعي و اجباري تهويه مي شوند، با استفاده از روش ناحيه اي هوا شبيه سازي شده و نتايج بدست آمده با نتايج حاصل از روش عددي و تجربي با هم مقايسه شده است. نتايج نشان مي دهد كه براي هندسه هاي ساده اين روش توزيع دما و رطوبت در محيط هاي داخلي را با دقت قابل قبول در طراحي هاي مهندسي حتي براي مدت يك سال پيش بيني مي كند.

The design of air-conditioning systems for energy saver buildings relies on fast and accurate methods able to predict the details of the indoor environment. In this paper, it is shown that the air zonal method is able to quickly assess the indoor environment quality. The zonal method is based on energy and mass balance equations in macroscopic volumes. Zonal models use a coarse grid and balance equations, state equations, hydrostatic pressure drop equations and power law equations. The aim of this paper is to study the simulation of temperature and humidity distributions through a large horizontal opening in a room with mixed ventilation by means of air zonal method and the results are compared to Computational Fluid Dynamics (CFD) calculations and experimental data. It has been shown that for the simple rectangular geometries, the air zonal method gives reasonably an accurate air temperature and humidity results in engineering applications even for the whole year.