Исследование эффективности вентиляции салона скоростного поезда на основе вытеснительной и смешанной вентиляции

Системы вентиляции помещений играют важную роль в контроле энергопотребления, теплового комфорта и воздушно-капельных загрязнителей. В работе исследуется, может ли сочетание вытеснительной и смешанной вентиляции преодолеть соответствующие недостатки этих систем и улучшить характеристики вентиляции салонов скоростных поездов. Исследование основано на вычислительной гидродинамике (CFD). Результаты показывают, что при поступлении большего объема свежего воздуха через верхние сопла поле течения в основном определяется механическим воздействием, и образуются два вихря. При поступлении большего объема свежего воздуха через нижние сопла поле течения в основном определяется тепловой силой плавучести: поток воздуха преимущественно распространяется вверх, при этом требуется меньше энергии на охлаждение, скорость ветра ниже, эффективность вентиляции выше, продольное распространение загрязнителей меньше, но увеличивается температурная разница. При соотношении верхнего и нижнего подаваемого воздуха 75%/25% можно улучшить тепловой комфорт, одновременно сбалансировав энергопотребление и качество воздуха. В случае вспышки заболеваний можно целесообразно увеличить расход нижней подачі воздуха. Для дальнейшего повышения эффективности вентиляции необходимо, с одной стороны, повысить температуру нижней подаваемой струи воздуха, а с другой — избегать короткозамыкания потоков воздуха из-за отсутствия синергии между тепловой плавучестью и механической силой. Результаты исследования могут служить ориентиром для защиты пассажиров и совершенствования вентиляционных решений для скоростных поездов.