ارزيابي عملكرد سرمايشي سيستم‌هاي تهويه اختلاطي بالاسري و جا به جايي كفي داخل اتوبوس با مدل آسايش حرارتي 65 نقطه اي

Cooling performance evaluation of overhead mixing and floor displacement ventilation systems inside a bus by using 65-nodes thermal comfort model

هدف از اين تحقيق، مقايسه عملكرد دو سيستم تهويه جا به جايي كفي و اختلاطي بالاسري جهت ايجاد شرايط آسايش حرارتي براي مسافران يك اتوبوس است. براي اين منظور، شبيه‌سازي عددي جريان و انرژي در يك اتوبوس اسكانيا 4212 با 45 نفر سرنشين انجام شده است. در تهويه جابه‌جايي، دريچه‌هاي ورودي روي كف و در زير صندلي‌ها واقع شده است و در تهويه اختلاطي، دريچه‌هاي ورودي در بالاي سر مسافران جانمايي شده است. در هر دو سيستم، طبق استاندارد اشري براي وسايل نقليه عمومي، دبي هواي ورودي به اندازه 5 ليتر بر ثانيه به ازاي هر نفر تأمين شده است. همچنين، دماي هواي ورودي به نحوي تنظيم شده است تا شاخص ميانگين رأي افراد طبق استانداردهاي آسايش حرارتي در محدوده مجاز واقع شود. در تهويه جا به جايي به‌دليل وجود دريچه‌هاي ورودي در كف اتوبوس و اثرات شناوري، دماي هوا در ناحيه پاي افراد حدود 18C است كه در مقايسه با ساير بخش‌هاي بدن پايين‌تر است. همچنين، گراديان عمودي دمايي در تهويه اختلاطي بالاسري نسبت به تهويه جا به جايي كفي كمتر است؛ بطوري كه اختلاف دمايي قسمت پا در مقايسه با ناحيه سر تنها 2C است. در تهويه اختلاطي بالاسري، دماي هوا در ناحيه سر حدود 24C است در حالي‌كه در تهويه جا به جايي كفي دما محيط اطراف سر حدود 26°C است كه ديگر در ناحيه خنثي قرار نمي‌گيرد. نتايج مدل آسايش حرارتي 65 نقطه‌اي نشان ميدهد كه اختلاف دماي سطح پوست با دماي خنثي پوست هر بخش در تهويه جا به جايي كفي در مقايسه با نوع اختلاطي بالاسري بيشتر است.

The aim of this study is to compare the performance of floor displacement and overhead mixing ventilation systems in providing the thermal comfort conditions for bus passengers. For this reason, the flow and energy have been numerically simulated inside a Scania 4212 bus with its 45 passengers. In the case of displacement ventilation, the inlet diffusers have been located under the seats on the floor and for mixing ventilation mode, the inlet diffusers have been established in the overhead compartments above the passengers. In both cases, as mentioned in ASHRAE standard for public transportation, the inlet air rate of 5 lit/s has been provided for each passenger and the inlet air temperature has been controlled until the predicted mean vote index is within the allowable range of thermal comfort standards. In displacement ventilation because of the inlet diffusers being located on the floor and the buoyancy effects, the air temperature in foot region is about 18C, which is lower than other parts of body. Also, vertical temperature difference in overhead mixing ventilation occurred less than floor displacement ventilation and the temperature difference between foot and head region is only 2C. In overhead mixing ventilation, air temperature near the head is about 24C while in floor displacement ventilation the temperature is about 26C, that is not in neutral zone. The results of 65-nodes thermal comfort model indicate that the temperature difference between skin neutral temperatures of each segment in floor displacement mode is higher than overhead mixing ventilation.