模拟大空间建筑下送中回分层空调的盐水模型实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种模拟大空间建筑下送中回式分层空调的盐水模型实验装置，由模拟下送风的盐水供水系统、模拟热源的清水系统、模拟建筑中部回风的回水系统、模拟建筑顶部排风的排水系统等组成；模拟下送风的盐水供水系统包括柱状下送风口、电磁流量计、带PID控制变频器的盐水供水泵和盐水供水箱；模拟热源的清水系统包括清水箱、带PID控制变频器的清水泵、电磁流量计、热羽流分水器、点热羽流注入口。本发明专利技术可用于大空间建筑下送中回式分层空调气流组织运动机理，稳态流场下热环境和回风口区域卷吸流场信息的基础应用研究，并为实际大空间下送中回式分层空调，上部非空调区向下部空调区的对流转移特性的研究提供重要的研究基础和指导意义。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种模拟大空间建筑下送中回式分层空调的盐水模型实验装置，由模拟下送风的盐水供水系统、模拟热源的清水系统、模拟建筑中部回风的回水系统、模拟建筑顶部排风的排水系统等组成；模拟下送风的盐水供水系统包括柱状下送风口、电磁流量计、带PID控制变频器的盐水供水泵和盐水供水箱；模拟热源的清水系统包括清水箱、带PID控制变频器的清水泵、电磁流量计、热羽流分水器、点热羽流注入口。本专利技术可用于大空间建筑下送中回式分层空调气流组织运动机理，稳态流场下热环境和回风口区域卷吸流场信息的基础应用研究，并为实际大空间下送中回式分层空调，上部非空调区向下部空调区的对流转移特性的研究提供重要的研究基础和指导意义。【专利说明】模拟大空间建筑下送中回分层空调的盐水模型实验装置
本专利技术涉及一种模型实验装置，尤其涉及一种大空间下送中回式分层空调的盐水模型实验装置。
技术介绍
随着我国社会主义经济的发展，同时也出现了越来越多的大空间建筑，由于其建筑空间范围大，建筑高度高等特点，若按全室空调负荷计算，则会消耗较大的冷量，不利于节约能源。针对大空间建筑负荷的确定已做了大量的理论和实验工作，研究结果表明，与全室空调相比，分层空调在夏季可节省冷量约30%。从整个分层空调室内热环境形成机理出发，上部非空调区域向空调区域转移的热量主要由辐射转移热和对流转移热两部分组成，这一观点已获得业内人士的共识。为了创造更加舒适且节能的室内热环境，下送风分层空调方式越来越多地应用到大空间建筑中，这类空调方式特点为建筑下部送风并存在热源、中部回风和上部排风，而对于这类分层空调上部非空调区向下部空调区的对流转移热的研究还较少。由于大空间建筑空间范围大，气流组织复杂等特点，如果直接在实际全尺寸建筑中进行实测和理论研究，会给研究带来一定难度，而探索一种既真实直观，易于操作，又便于分析、预测其气流机理运动的研究方法变得极其重要。预测建筑内气流组织的主要方法有模型计算、CFD数值模拟、模型实验3种方法。其中，借助相似理论，利用模型实验对建筑内气流组织进行预测，是较为可靠且准确的方法。相对空气模型实验而言，盐水模型实验方法更加真实直观，易于操作，较为清洁，且可靠性较强，属于缩尺模拟实验。实验中可以直观地看到流体的运动状态，实现流动的可视化研究。盐水模型实验通过对实际建筑缩尺并根据相似理论推导和分析后，得到实型与模型建筑相关的相似准则数为雷诺数Re和阿基米德数Ar，确定各相关比例尺并最终确定模型实验台设计参数、设备选型和实验工况。盐水模型实验利用不同密度的盐水浓度差，分别模拟冷气流、热气流及热源等气流的运动及其相互作用，可以很好地预测并分析实际大空间建筑室内气流组织运动。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:提供一种模拟大空间建筑下送中回式分层空调的盐水模型实验装置，可用于大空间下送中回式分层空调室内气流组织、稳态条件下热环境及建筑上部非空调区对下部空调区的对流转移特性的基础应用研究，以解决目前大空间下送中回式分层空调的研究涉及较少，CFD数值模拟可信度低，空气模型实验难以实现可视化等弊端。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案:一种模拟大空间建筑下送中回式分层空调的盐水模型实验装置，由模拟下送风的盐水供水系统、模拟热源的清水系统、模拟建筑中部回风的回水系统、模拟建筑顶部排风的排水系统、盐水溶液回收与循环利用自动化系统和电气控制系统组成，其特点是: 所述模拟下送风的盐水供水系统包括模型柱状下送风口、第二电磁流量计、带PID控制变频器的盐水供水泵和盐水供水箱；盐水供水箱通过带PID控制变频器的盐水供水泵连接第二电磁流量计，第二电磁流量计与柱状下送风口相连； 所述模拟热源的热羽流清水系统包括清水箱、带PID控制变频器的清水泵、羽流分水器、点羽流注入口和第一电磁流量计；清水箱通过带PID控制变频器的清水泵连接第一电磁流量计，第一电磁流量计与羽流分水器连接，羽流分水器(3)与点羽流注入口相连； 所述模拟建筑中部回风的回水系统包括格栅型回风口模型、第三电磁流量计、带PID控制变频器的回水泵和回水箱；格栅型回风口通过带PID控制变频器的回水泵连接第三电磁流量计，第三电磁流量计与回水箱相连； 所述模拟建筑顶部排风的排水系统包括第五电磁流量计、带PID控制变频器的排水泵、主环境水箱；第五电磁流量计通过带PID控制变频器的排水泵(25)与主环境水箱连接; 所述盐水溶液回收与循环利用自动化系统包括盐水供水箱、回水箱、盐水调配箱、浓盐水箱、高位水箱、浓盐水泵、自循环泵、带PID控制变频器的盐水补给泵、第四电磁流量计、电导率仪、PID控制器、电动执行阀和智能在线密度计；所述浓盐水箱通过浓盐水泵与高位水箱相连，高位水箱通过电动执行阀与PID控制器相连，PID控制器与智能在线密度计相连，智能在线密度计置于盐水调配箱与回水箱之间的隔板最高处溢流管V和高位水箱延伸下来浓盐水管路交汇口，盐水调配箱分别与自循环泵、带PID控制变频器的盐水补给泵相连，带PID控制变频器的盐水补给泵与第四电磁流量计相连，第四电磁流量计与盐水供水箱相连；电导率仪分别置于盐水供水箱和盐水调配箱的溶液管道出口处。主环境水箱其中短边的一面侧壁设置柱状下送风口，柱状下送风口垂直上方设置格栅型回风口 ；主环境水箱短边的另一面侧壁上部设置排水口 ；主环境水箱底部等间距均匀设置个热羽流注入口 ；主环境水箱顶部设置盖板I，盖板I上共开有五个流场测试孔，五个流场测试孔分别位于盖板I的正中间及其四角。羽流分水器设有9个分别为模拟不同热源尺寸、强度及热源覆盖面积的热羽流注入口，其中，5个注入口的出流口径为20mm，4个注入口的出流口径为10mm，且各热羽流注入口的羽流流量均匀。主环境水箱、盐水供水箱、回水箱、盐水调配箱由一体式水箱中三块不同高度的有机玻璃隔板隔断而成。智能在线密度计将实时监测的浓、稀溶液混合后的密度值信号传输进PID控制器，PID控制器将密度这一数字量信号转化为模拟量信号反馈至电动执行阀，使电动执行阀自动调节阀门开度，控制浓盐水管路上浓盐水的流量，按比例混合使溶液密度值达到盐水供水箱内盐水溶液的密度值。主环境水箱、盐水供水箱、回水箱、盐水调配箱组成的一体式水箱上设置固定支架IV，固定支架IV上部为一台面，台面上放置PID控制器和电导率仪。电气控制系统包括电气控制柜，电气控制柜面板上设有直接控制各管路水泵启停和频率调节的启停按钮和变频器面板。本专利技术的有益效果在于:本专利技术提出的大空间下送中回式分层空调的盐水模型实验装置，准确科学、理论性强、操作自动化、适用多种工况、稳定性强、流场可视化，可用于室内稳态条件下气流组织、热环境及回风区域卷吸特性的基础应用研究，以克服目前对于大空间下送中回式这种分层空调研究涉及较少的现状。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的模拟大空间建筑下送中回式分层空调的盐水模型实验装置结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图详细说明本专利技术的优选实施例。本专利技术的思路是:①根据相似理论及模型实验技术原理，利用不同浓度的盐水分别模拟大空间环境空气、贴壁柱状式下送风冷气流、地面热源热羽流、中部回风气流和顶部排风气流，研究大空间下送中回分层空调的气流组织形式、稳态条件下大空间室内热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟大空间建筑下送中回式分层空调的盐水模型实验装置，由模拟下送风的盐水供水系统、模拟热源的清水系统、模拟建筑中部回风的回水系统、模拟建筑顶部排风的排水系统、盐水溶液回收与循环利用自动化系统和电气控制系统组成，其特征在于：所述模拟下送风的盐水供水系统包括柱状下送风口（7）、第二电磁流量计（8）、带PID控制变频器的盐水供水泵（9）和盐水供水箱（14）；盐水供水箱（14）通过带PID控制变频器的盐水供水泵（9）连接第二电磁流量计（8），第二电磁流量计（8）与柱状下送风口（7）相连；所述模拟热源的热羽流清水系统包括清水箱（1）、带PID控制变频器的清水泵（2）、羽流分水器（3）、点羽流注入口（4）和第一电磁流量计（5）；清水箱（1）通过带PID控制变频器的清水泵（2）连接第一电磁流量计（5），第一电磁流量计（5）与羽流分水器（3）连接，羽流分水器（3）与点羽流注入口（4）相连；所述模拟建筑中部回风的回水系统包括格栅型回风口模型（11）、第三电磁流量计（12）、带PID控制变频器的回水泵（13）和回水箱（15）；格栅型回风口（11）通过带PID控制变频器的回水泵（13）连接第三电磁流量计（12），第三电磁流量计（12）与回水箱（15）相连；所述模拟建筑顶部排风的排水系统包括第五电磁流量计（24）、带PID控制变频器的排水泵（25）、主环境水箱（6）；第五电磁流量计（24）通过带PID控制变频器的排水泵（25）与主环境水箱（6）连接；所述盐水溶液回收与循环利用自动化系统包括盐水供水箱（14）、回水箱（15）、盐水调配箱（16）、浓盐水箱（17）、高位水箱（19）、浓盐水泵（18）、自循环泵（20）、带PID控制变频器的盐水补给泵（21）、第四电磁流量计（22）、电导率仪（26）、PID控制器（27）、电动执行阀（28）和智能在线密度计（29）；所述浓盐水箱（17）通过浓盐水泵（18）与高位水箱（19）相连，高位水箱（19）通过电动执行阀（28）与PID控制器（27）相连，PID控制器（27）与智能在线密度计（29）相连，智能在线密度计（29）置于盐水调配箱（16）与回水箱（15）之间的隔板最高处溢流管Ⅴ和高位水箱（19）延伸下来浓盐水管路交汇口，盐水调配箱（16）分别与自循环泵（20）、带PID控制变频器的盐水补给泵（21）相连，带PID控制变频器的盐水补给泵（21）与第四电磁流量计（22）相连，第四电磁流量计（22）与盐水供水箱（14）相连；电导率仪（26）分别置于盐水供水箱（14）和盐水调配箱（16）的溶液管道出口处。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王昕，黄晨，秦俊，吴丹，叶李飞，白天宇，刘冰如，陈帅，路萍，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31