It is well known that heating, ventilation, and air conditioning (HVAC) systems are a double-edged sword for human living environment. While it helps improve the temperature and humidity of the living environment, HVAC systems also become one of primary pollution sources causing the deterioration of indoor air quality. Numerous approaches [1] have been adopted to improve indoor environment quality, such as personalized ventilation (PV) [2], displacement ventilation [3] and stratum ventilation (SV) [4].
The fabric air dispersion system (FADS), a new flexible ventilation terminal made of polymer, has many advantages over the conventional ventilation system, such as low air velocity, light weight, convenient installation, etc. [5]. Furthermore, condensation can be effectively avoided when an enclosed space with high humidity air is ventilated by FADS. In addition, most of the pollution sources deposited can be easily removed by routine washing. Therefore, FADS has received more attention by designers and architects around the world. Nowadays, FADS has been used around the world to build high quality indoor environment in many contexts such as the catering and food processing industry, the clean surgeon operation rooms, and the gym centers.
Numerous works have been concerned about the dispersion characteristic of airflow near the local regions of FADS and within rooms ventilated by FADS. Nielsen et al. [6] used the full field measurement method to study the airflow characteristics in a test room ventilated by a textile terminal (FADS), ceiling-mounted air diffusers, and wall-mounted air diffusers. Results showed that an air distribution system based on textile terminals was able to generate comfortable velocity and temperature conditions. The thermal load of the system is the same as that obtained by a mixing ventilation system with a wall-mounted diffuser or a displacement ventilation system with a low-velocity wall-mounted diffuser. Chen et al. [7] used the numerical method to find that draught rate around the ankle and neck within room ventilated by FADS in penetration mode was barely influenced by supply air flow rate and position. Nielsen et al. [8] used two simulated manikins to study the personal exposure between people in a contaminant room ventilated by FADS and found that the personalized ventilation based on FADS can protect the occupants by increasing the personal exposure index. Pinkalla [5] also pointed out that ventilation based on a textile duct system (FADS) could prevent the generation or introduction of pollutants into the occupied space. Fontanini et al. [9] used fully three dimensional computational (CFD) simulations to quantitatively study airflow pattern and thermal evaluation within a room ventilated by FADS and ceiling diffuser systems under the steady and transient state, respectively. It was found that FADS heated the room faster, more uniformly than the conventional system (ceiling diffuser systems) did. Indoor airflow pattern is greatly impacted by the location and strength of heat load. Chen et al. [10] numerically studied the influence of four layouts of FADS in penetration mode on indoor airflow pattern, and found that a FADS mounted on the ceiling with exhaust opening on topper sidewalls led to better indoor environment with uniform temperature and lower air velocity than other layouts. Chen et al. [11] validated the feasibility of modeling a FADS based on the porous media model by the comparison of simulation results with experimental measurements. In addition, Chen et al. [11] and [12] used the numerical and experimental methods to quantitatively study the radial and axial distribution of both air velocity and pressure inside and airflow distribution within a room generated by FADS in penetration mode. Also, flow visualization was conducted using dry ice as smoking material. Simulation results were in good agreement with the experimental results.
Numerical studies have shown that the prediction accuracy of air velocity and temperature distribution is highly influenced by the location and type of air diffusers [13], [14] and [15]. For instance, Sun and Smith [16] studied the air flow characteristics close to the square cone diffuser, and found that the offset and lips of the diffuser worked together to determine the discharge air angles. FADS also serves the functions of ducts and diffusers as it can transmit and distribute the airflow. Therefore, as a new diffuser, the performance of FADS such as fiber penetrability would affect airflow dispersion characteristics. The performance is, in turn influenced by many factors, e.g. the fiber porosity, fiber diameter and the textile technology, etc. For example, Lekakou and Bader [17] numerically studied the effect of parameters, including fiber volume fraction, fiber tow diameter and injection pressure, on the fluid through woven cloths. They pointed out that the apparent global permeability depended on the injection pressure, and, its variations also depended on the fabric architecture and fiber volume fraction in the regime of relatively low injection pressures. The research by Kwon et al. [18] showed that the decrease in the fiber diameter of the fabric decreased fiber porosity, but increased fiber density and mechanical strength. However, the effects of these factors on the characteristics of air velocity and pressure inside FADS are rarely studied. According to our previous work, the static pressure inside was the main power to overcome the total resistances due to porous fiber and to distribute airflow within a room. Since the static pressure inside is related with the supply air flow rate, the higher the supply air flow rate is, the bigger the static pressure inside and the total pressure are. Furthermore, the magnitudes of both the pressure inside FADS and the supply air flow rate are positively related the fan energy consumption and noise level. Hence, the fiber configuration of FADS influences the airflow characteristics as well as the fan energy consumption and noise level.
Therefore, the major objective of the present work is to further numerically study of the effects of configuration (fiber porosity, fiber diameter) and supply air flow rate on the characteristics of airflow generated by FADS, including superficial air velocity, physical air velocity as well as total and static pressure inside FADS along the length direction. Furthermore, the effect of fiber configuration on fan energy consumption and noise level is also discussed.
เป็นที่รู้จักว่า ความร้อน ระบายอากาศ และระบบปรับอากาศ (HVAC) เป็นดาบสองคมสำหรับสภาพแวดล้อมชีวิตมนุษย์ ในขณะนี้ช่วยปรับปรุงอุณหภูมิและความชื้นของสภาพแวดล้อมที่อยู่อาศัย ระบบปรับอากาศยังกลายเป็นแหล่งมลพิษหลักที่ก่อให้เกิดการเสื่อมสภาพของคุณภาพอากาศภายในอาคารอย่างใดอย่างหนึ่ง หลายวิธี [1] ได้รับการรับรองการปรับปรุงคุณภาพสิ่งแวดล้อมภายในอาคาร ระบายส่วนตัว (PV) [2], ระบายอากาศแทน [3] และระบาย stratum (ญา) [4]ผ้าอากาศแพร่กระจายระบบ (FADS), แบบใหม่ยืดหยุ่นระบายอากาศสถานีทำจากพอลิเมอร์ มีข้อดีมากมายผ่านระบบระบายอากาศทั่วไป ความเร็วของอากาศต่ำ น้ำหนักเบา ติดตั้งสะดวก ฯลฯ [5] นอกจากนี้ มีหยดน้ำเกาะสามารถมีประสิทธิภาพหลีกเลี่ยงเมื่อพื้นที่ล้อมรอบ มีความชื้นสูงอากาศจะสม่ำเสมอ โดย FADS แหล่งมลพิษที่ฝากส่วนใหญ่สามารถได้อย่างง่ายดายลบ โดยซักผ้าตามปกติ ดังนั้น FADS ได้รับความสนใจเพิ่มมากขึ้น โดยนักออกแบบและสถาปนิกทั่วโลก ปัจจุบัน FADS มีการใช้ทั่วโลกในการสร้างสภาพแวดล้อมภายในอาคารคุณภาพสูงในบริบทต่าง ๆ เช่นอาหารและอาหารแปรรูปอุตสาหกรรม ห้องดำเนินการแพทย์ความสะอาด และศูนย์ออกกำลังกายงานจำนวนมากมีการกังวลเกี่ยวกับกระจายตัวลักษณะของการไหลของอากาศใกล้ภูมิภาคท้องถิ่น และภาย ในห้องที่สม่ำเสมอ โดย FADS FADS นีลเอ็ด al. [6] ใช้วิธีประเมินเต็มฟิลด์เพื่อศึกษาลักษณะการไหลของอากาศในการทดสอบห้องสม่ำเสมอ โดยสิ่งทอที่เทอร์มินัล (FADS), diffusers เพดานอากาศ และ diffusers แอร์ติดผนัง ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่า ระบบการกระจายอากาศที่ใช้บนเทอร์มินัลสิ่งทอได้สร้างเงื่อนไขความเร็วและอุณหภูมิที่สบาย โหลดความร้อนของระบบจะเหมือนกับที่ได้รับ โดยระบบระบายอากาศผสมกับ diffuser ที่ติดผนังหรือระบบระบายอากาศปริมาณกระบอกสูบที่ มี diffuser ติดผนังความเร็วต่ำ เฉิน al. ร้อยเอ็ด [7] ใช้วิธีตัวเลขเพื่อหาอัตราที่สดรอบข้อเท้า และคอภายในห้องพักที่สม่ำเสมอ โดย FADS ในโหมดเจาะแทบไม่ได้รับ โดยการจัดหาอัตราการไหลของอากาศและตำแหน่ง นีลเอ็ด al. [8] ใช้ manikins สองจำลองเพื่อศึกษาความเสี่ยงส่วนบุคคลระหว่างคนในห้องสารปนเปื้อน โดย FADS สม่ำเสมอ และพบว่า ระบายส่วนที่ยึด FADS สามารถป้องกันในครอบครัว โดยการเพิ่มดัชนีความเสี่ยงส่วนบุคคล Pinkalla [5] นอกจากนี้ยังชี้ให้เห็นว่า ระบายตามระบบท่อสิ่งทอ (FADS) ไม่สามารถสร้างหรือนำของสารมลพิษในพื้นที่ครอบครอง Fontanini et al. [9] ใช้ครบสามมิติเชิงคำนวณ (CFD) จำลอง quantitatively ศึกษารูปแบบการไหลของอากาศและการประเมินผลความร้อนภายในห้องพักที่สม่ำเสมอ ด้วยระบบ diffuser เพดานภายใต้สถานะมั่นคง และแบบฉับพลัน และ FADS ตามลำดับ พบว่า FADS อุ่นห้องได้เร็วขึ้น มากขึ้นสม่ำเสมอเมื่อเทียบเคียงกว่าระบบทั่วไป (ระบบ diffuser เพดาน) ไม่ รูปแบบการไหลของอากาศในร่มอย่างมากได้รับการผลกระทบจากที่ตั้งและกำลังของโหลดความร้อน เฉิน al. ร้อยเอ็ด [10] เรียงตามตัวเลขศึกษาอิทธิพลของโครงร่างสี่ของ FADS ในโหมดเจาะในรูปแบบการไหลเวียนของอากาศภายในอาคาร และพบว่า FADS ที่ติดบนเพดาน ด้วยไอเสียที่เปิดบน sidewalls ส่วนที่นำไปสู่ที่ดีภายในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสม่ำเสมอและอากาศความเร็วที่ต่ำกว่ารูปแบบอื่น ๆ เฉิน al. ร้อยเอ็ด [11] ผ่านการตรวจสอบความเป็น FADS ตามแบบ porous media โดยการเปรียบเทียบผลการทดลองมีการทดลองวัดการสร้างโมเดล เฉิน al. ร้อยเอ็ด [11] และ [12] ใช้วิธีทดลอง และตัวเลข quantitatively ศึกษาการกระจายรัศมี และแกนอากาศความเร็ว และความดันภายในและกระจายการไหลเวียนของอากาศภายในห้องพักที่สร้างขึ้น โดย FADS ในโหมดเจาะ ยัง ขั้นตอนการแสดงภาพประกอบเพลงได้ดำเนินการใช้น้ำแข็งแห้งเป็นวัสดุปลอดบุหรี่ ผลการทดลองในข้อตกลงที่ดีกับผลการทดลองได้Numerical studies have shown that the prediction accuracy of air velocity and temperature distribution is highly influenced by the location and type of air diffusers [13], [14] and [15]. For instance, Sun and Smith [16] studied the air flow characteristics close to the square cone diffuser, and found that the offset and lips of the diffuser worked together to determine the discharge air angles. FADS also serves the functions of ducts and diffusers as it can transmit and distribute the airflow. Therefore, as a new diffuser, the performance of FADS such as fiber penetrability would affect airflow dispersion characteristics. The performance is, in turn influenced by many factors, e.g. the fiber porosity, fiber diameter and the textile technology, etc. For example, Lekakou and Bader [17] numerically studied the effect of parameters, including fiber volume fraction, fiber tow diameter and injection pressure, on the fluid through woven cloths. They pointed out that the apparent global permeability depended on the injection pressure, and, its variations also depended on the fabric architecture and fiber volume fraction in the regime of relatively low injection pressures. The research by Kwon et al. [18] showed that the decrease in the fiber diameter of the fabric decreased fiber porosity, but increased fiber density and mechanical strength. However, the effects of these factors on the characteristics of air velocity and pressure inside FADS are rarely studied. According to our previous work, the static pressure inside was the main power to overcome the total resistances due to porous fiber and to distribute airflow within a room. Since the static pressure inside is related with the supply air flow rate, the higher the supply air flow rate is, the bigger the static pressure inside and the total pressure are. Furthermore, the magnitudes of both the pressure inside FADS and the supply air flow rate are positively related the fan energy consumption and noise level. Hence, the fiber configuration of FADS influences the airflow characteristics as well as the fan energy consumption and noise level.ดังนั้น วัตถุประสงค์หลักของการทำงานปัจจุบันคือการ เพิ่มเติมเรียงตามตัวเลขศึกษาผลกระทบของการตั้งค่าคอนฟิก (porosity ไฟเบอร์ ใยเส้นผ่าศูนย์กลาง) และจัดหาอัตราการไหลของอากาศในลักษณะของการไหลของอากาศที่สร้างขึ้น โดย FADS อากาศผิวเผินความเร็ว ความเร็วอากาศทางกายภาพเช่นเป็นทั้งหมด และคงความดันภายใน FADS ตามทิศทางความยาว นอกจากนี้ ผลใยกำหนดค่าระดับเสียงและการใช้พลังงานของพัดลมยังกล่าวถึงการ
การแปล กรุณารอสักครู่..
