《表7 Awbi推荐的地板表面复合对流换热系数计算方法(Awbi,1999)[9]》

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《冷风侵入对候车厅地板辐射采暖的影响研究》

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表6和表7中分别给出了目前使用较多的自然对流状态下的对流换热系数和考虑空调送风影响下的混合对流换热系数的计算公式。从中可知，自然对流换热系数是地板表面温度和室温的函数；而混合对流换热系数则既与地板表面和室温相关，又与空调送风口的尺寸和风速有关。依据表中公式，参考CFD数值模拟的相关温度结果，可以求得不同风速下按两种方法算出的地板表面对流换热系数。基于CFD模拟得到的地板表面对流换热量和地板表面与1 m处空气温度的温差，按牛顿冷却公式（4）可求得模拟的10种冷风侵入工况下，地板表面实际的对流换热系数。图8对比了按ASHRAE和Awbi推荐方法及CFD模拟得到的对流换热系数随入口处风速的变化情况。从中可以看出，冷风侵入影响下地板表面的对流换热与现行设计方法中假设的自然对流换热和空调送风引起的混合对流换热均有较大差别，无论是目前广泛使用的ASHRAE推荐的自然对流换热系数，还是Awbi通过实验拟合得到的混合对流换热系数计算方法，都不能准确计算无组织通风下地板表面的对流换热量。且当入口风速在0.1～0.4 m/s之间变化时，按现行计算方法（ASHRAE法）确定的对流换热系数将大幅低估地板表面的对流换热量；而当风速大于0.6 m/s，对流换热系数趋于稳定，约为3.4 W/（m2·K）。而与Awbi推荐方法对比发现，当入口风速小于等于0.4 m/s时，按空调送风引起的混合对流换热系数计算，可以较好地预测地板表面的对流换热系数，误差均在5%以内；但当入口处风速继续增大时，按自然对流换热系数计算更为准确，误差也在5%以内。基于该规律，可以在设计阶段，利用估算的对流换热系数，大致计算不同冷风影响下，地板表面的对流换热量和有效的辐射散热量，进而参考辐射换热的降幅确定需要辅助热源额外提供的热量，以避免现行设计方法的简化计算导致的供热不足。