基于CFD技术的酒店客房气流组织模拟及优化分析

高喜玲 张晓冬

摘 要：本文以酒店客房为例，选取典型房间，利用CFD技术进行速度场及温度场的模拟，对比分析装修设计改造前后的空调效果变化，提出不能因迁就装修美观而加大风机盘管规格，应合理选择，避免设备在低负荷下运行，造成能源浪费。

关键词：CFD技术；速度场；温度场；空调效果

中图分类号：TU831.2 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）19-0102-03

Simulation and Optimization Analysis of Hotel Room Air

Flow Based on CFD Technology

GAO Xiling1 ZHANG Xiaodong2

（1.Jiangsu Vocational Institute of Architectural Technology，Xuzhou Jiangsu 221116；

2.Wuhan Zhenghua Architectural Design Co.， Ltd.，Wuhan Hubei 430000）

Abstract： Taking hotel rooms as an example， this paper selected typical rooms to simulate the speed field and temperature field using CFD technology， compared and analyzed the changes of air conditioning effect before and after the decoration design and transformation， and put forward that the fan coil tube specification could not be increased because of the beautiful decoration. Reasonable choice should be made to avoid the operation of equipment under low load， resulting in energy waste.

Keywords： CFD technology；speed field；temperature field； air-conditioning effect

CFD是一种比较先进的数值模拟技术，这种技术在分析过程中主要采用流体力学理论[1]。在对系统中的流体状态进行分析的过程中，该技术主要借助计算机强大的计算功能来分析一些特定的数学方程，这些方程主要由流体运动过程中的相关特性参数组成。

CFD在暖通行业中的作用主要有几下几方面：第一，对空调系统服务的所有房间，CFD都能实现对这些密闭空间内气流的优化[2]；第二，这种方法可以较好地用于建筑外环境参数分析；第三，CFD能实现对空调房间空气质量及热环境两方面的仿真；第四，CFD的使用还有助于实现相应空调设备性能的优化分析。

本文主要以某酒店客房为例，利用CFD技术对该客房装修改造前后空调系统的气流组织情况进行模拟及对比分析。

1 项目概况

该项目位于江苏省徐州市，是一栋九层的商务酒店，一层为餐厅及酒店大堂，二层为多功能厅，三层至九层为客房部分，酒店大堂下方为地下室，作为设备用房使用。空调系统设计方案见表1。

2 典型客房装修阶段对原空调设计方案的修改

酒店客房为套间，空调系统采用新风加风机盘管形式，典型房间选取九层最西面的房间。后期专业酒店装修设计将客房在同样的空调负荷前提下，将原设计中风机盘管风量由600m3/h增大改为1 000m3/h。此处通过气流组织模拟，分析有无必要增大风机盘管，也可以对比增大后使用效果进行分析。

客房空调末端的修改只是末端设备修改，不涉及建筑布局修改，具体参数详见表2。增大风机盘管后，对应调节风口和建筑布局图详见图1，客房的实景照片见图2。

3 装修设计修改前后的气流组织模拟

3.1 客房改造前的气流组织模拟

模拟时，首先建立房间模型[3]，如图3所示，从图4客房改造前流场矢量图（出风口截面），图5客房改造前速度云图[4]和图6、图7客房改造前温度云图可以看出，距离地面1m到2m都在回风区，风速为0.45m/s，温度云图较均匀，工作区域温度为25℃，均达到设计值。

3.2 客房改造后的气流组织模拟

客房改造后的流场矢量图、速度云图和温度云图见图8至图11。从图9可以看出，改造后，距离地面1m到2m都在回风区，风速为0.75m/s。从图10至图11可以看出，工作区域温度为23℃。与改造前相比，风速提高，温度下降，舒适感下降，浪费能源。

4 客房改造前后气流组织对比分析

客房采用风机盘管加新风系统，为了配合酒店客房的装潢与室内设计，采用侧送上回的送风方式。风机盘管吊装在进门过道上方的吊顶内，回風口装在吊顶上，新风管直接接入室内。为了新风更好地与送风混合，新风送风口与风机盘管的送风口水平并列布置，使用同一个送风格栅。客房长度A=5m，宽度B=3.8m，净高H=3.0m。经计算，房间高度符合侧送风条件。风机盘管送风和新风的总送风量Ls=1 048m3/h=0.291m3/s。依据《实用供热空调设计手册》（第二版）中关于舒适性空调侧送风的计算方法进行计算：根据旅店客房侧送百叶风口最大送风速度的要求（2.5～3.8m/s），初步选择一个尺寸为500mm×200mm的双层可调百叶风口，风口风速为2.8m/s。在送冷风时，可以水平送出；送热风时，可以通过调节叶片角度，使其向下送至客房，按式（1）计算射流到达空调区时的最大速度：

[vx=mvskBkcFsx] （1）

经计算，vx=0.20m/s，夏季平均风速为0.24m/s，冬季平均风速为0.16m/s，满足室内设计要求。

回风口布置在客房进门吊顶位置，回风量为852m3/h，选择尺寸为500mm×200mm的单层百叶回风口，吸风风速为2.37m/s。当回风口位于房间上部时，要求最大吸风风速≤4.0m/s，满足要求。房间内温度场和速度场分布都很合理，人体的舒适度也很高[5]。

温度场和装修修改后，风盘风量加大，风口尺寸也相应增大，风口的风速为1.9m/s，回风口风速为1.31m/s，风口风速均小于设计手册要求的风速，模拟的温度场有明显的不均匀性，速度场也能出房间最远端基本上没有变化，只是在床部位有适宜的温度和风速，再加上空间比较封闭，负荷最大值对应为人员最少的时刻，所以暂时没有顾客投诉。

5 结语

从计算和模拟的两个结果对比中可以看出，一味地迁就装修美观，扩大风口，增大制冷量，冷量因为风速太小送不到房间最远端，这样不仅不会节约造价，还会产生能源浪费，同时也降低了空调的效果[6]。因此，我们也应充分考虑旅馆客房在使用时的特点，合理选择风盘规格，增加自控系统，实现合理使用。

参考文献：

[1]胡宗，杨文杰，朱柏山.某会展中心报告厅空调气流组织的CFD模拟分析[J].重庆建筑，2012（11）：58-60.

[2]陈付莲，沈毅.CFD在空调室内气流组织设计中的应用[J].制冷与空调（四川），2004（4）：26-28.

[3]辛志宇.基于CFD模拟方法的不规则建筑空调系统负荷校核及室内气流组织优化设计[J].节能，2018（5）：28-31.

[4]宣湟，丁剑红，曹毅然.大空间建筑气流组织模拟及优化分析[J].住宅科技，2017（2）：39-42.

[5]于腾，胡晓微，胡涛涛.宾馆中庭分层空调形式的CFD模拟[J].低温与超导，2016（3）：80-83.

[6]金莎，沈惬，孙大明，等.基于CFD方法的孔板送风气流组织优化研究[J].低温工程，2015（1）：23-28.