热湿环境工位辐射空调加桌面风扇热舒适实验研究

为了研究热湿环境中工位辐射空调加桌面风扇供冷方式下的人体热舒适情况,采用环境测量和主观问卷相结合的方式,在环境背景温度分别为26℃,28℃和30℃(相对湿度80%)的人工环境实验室内测试了24名受试者的整体热感觉、热舒适、热可接受度和热期望.结果表明,热湿环境中,工位辐射空调加桌面风扇供冷方式能显著改善处于热湿环境中的受试者的热舒适情况,但在26℃时,其效果并不明显.虽然背景环境参数超出了舒适范围,在工位辐射空调加桌面风扇供冷方式下,受试者的热感觉随着时间的增加逐渐趋于中性,且室内环境温度达到30℃(相对湿度80%)时,仍有超过80%受试者表示可接受其所处环境.因此,工位辐射空调加桌面风扇的供冷方式有效地扩展了夏季室内舒适温度范围.工位辐射空调加桌面风扇供冷方式的研究为非中性环境中维持人体热舒适和降低建筑能耗提供了新的途径.

突变热环境中桌面风扇作用下的热舒适研究

为了研究温度突变工况下使用风扇对人体热舒适的影响,在人工环境实验室内,营造了不同的温度突变环境(34.0-26.0-34.0、34.0-28.0-34.0、34.0-30.0-34.0℃)对20名青年受试者开展了人体热反应的实验研究。实验对比分析不同工况下受试者心理和生理反应的变化。实验结果表明:温度突降时,会出现“冷感超越”现象,且温差越大,超越现象越明显,热感觉稳定时间越长,发现使用风扇能显著改善热湿环境中受试者的热舒适;温度突变幅度越大,皮肤温度的变化越大,且温度突升时的稳定时间大于突降工况;同时得到受试者在温度突变环境中的热感觉预测模型。

基于CFD技术的桌面小风扇创新设计

为实现桌面小型风扇同时具备短期快速降温和长期舒缓制冷的功能,借助计算流体力学(CFD)数值模拟技术可实现产品性能预评估的优势,提出一种基于CFD技术的桌面小风扇创新设计解决方案。通过搭建风扇测试数值模型,分析现有产品的性能特点,寻找设计突破口;在分析产品工作的机理基础上,提出合理的设计解决方案。该解决方案以数值模拟技术为纽带,构建起现有产品与最终方案形成的逻辑关联体,提升了设计方案形成的科学合理性,可为类似的家电产品创新设计提供参考。

基于实验分析与数值模拟技术的产品概念设计方法

为直观、合理地驱动产品概念设计方案的形成与输出,借助于实验测试与数值模拟技术整合的优势互补特点,提出基于实验分析与数值模拟技术的产品概念设计方法。首先,对设计对象进行前期的市场调研与分析,确定合适的设计着力点;其次,利用实验测试与数值模拟技术分析现有产品的功能特性,寻找设计的突破点;然后,深入产品机理分析,以此为基础提出设计解决方案,并论证其可行性;最后,对功能与形式的关联性进行探讨,确定最终的产品造型,输出完整的产品设计概念。实验与数值分析方法在设计过程中的综合应用,构建起以论证为基础的产品设计流程,确保了方案形成与输出的科学合理性,有助于提升产品设计效率与质量,以桌面小风扇创新设计为例验证了方法的有效性。