空調(diào)送風(fēng)方式對(duì)室內(nèi)甲醛濃度分布規(guī)律的影響

劉麗芳，劉澤勤，李 杰，張 艷

（天津商業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，冷凍冷藏技術(shù)教育部工程研究中心，天津市制冷技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市制冷技術(shù)工程中心，天津 300134）

0 引言

建筑裝修裝飾和家具散發(fā)的揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）室內(nèi)空氣危害人們的身體健康和生活質(zhì)量，其中甲醛對(duì)人體的上呼吸道具有強(qiáng)烈的刺激性，可以完全沉積在嚙齒類(lèi)動(dòng)物的前鼻腔，對(duì)人體造成的傷害不可輕視。在187項(xiàng)有害空氣污染物濃度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，甲醛占癌癥總評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的50%以上［1］，國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）已經(jīng)將甲醛定義為第一類(lèi)致癌物［2］。如何降低、消除室內(nèi)甲醛含量，提高室內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量已經(jīng)成為當(dāng)今人工環(huán)境控制領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。送風(fēng)換氣作為一種經(jīng)濟(jì)合理、行之有效的空氣凈化方案，已成為甲醛凈化方式中約束最少，使用最廣的一種模式。

歸納分析現(xiàn)有的相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)以室內(nèi)甲醛濃度隨送風(fēng)方式、溫度等環(huán)境因素變化關(guān)注較多。PANAGOPOULOS 等［3-4］以某典型公寓為例，采用數(shù)值模擬計(jì)算方法，通過(guò)幾何建模，計(jì)算和對(duì)比幾種進(jìn)風(fēng)窗口位置的揮發(fā)性有機(jī)物和甲醛場(chǎng)及送風(fēng)參數(shù)等變量參數(shù)的變化規(guī)律，指出CFD方法可作為室內(nèi)空間合理設(shè)計(jì)的有效工具。景連東等［5］以某新裝修后住宅為研究對(duì)象，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定不同區(qū)域在門(mén)窗打開(kāi)送風(fēng)狀況下測(cè)點(diǎn)的甲醛濃度，獲得送風(fēng)可以將室內(nèi)的甲醛快速排除的有效室內(nèi)甲醛凈化方式。岳高偉等［6］建立了新裝修室內(nèi)甲醛通風(fēng)凈化的空氣動(dòng)力模型，研究結(jié)果表明，裝修結(jié)束送風(fēng)一段時(shí)間后甲醛濃度均減小，且較低位置（1.2 m）甲醛濃度減小更明顯。李荷萍等［7］研究了置換送風(fēng)房間下送風(fēng)位置和送風(fēng)溫度不同對(duì)顆粒物分布的影響，得出送風(fēng)溫度越低工作區(qū)域的顆粒物濃度越高。焦俊軍等［8］通過(guò)數(shù)值模擬分析，對(duì)比得出在污染物散發(fā)源位置低且散發(fā)強(qiáng)度大的房間內(nèi)，頂送下回方式要優(yōu)于置換送風(fēng)模式。劉娣等［9］利用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）方法模擬3種不同的住宅空調(diào)模式，對(duì)室內(nèi)空氣溫度及流速、甲醛及CO2的分布進(jìn)行比較，結(jié)果表明，空調(diào)位置及新風(fēng)量對(duì)空氣環(huán)境影響較大。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)術(shù)界對(duì)研究多種送風(fēng)方式對(duì)甲醛氣體濃度衰減規(guī)律影響的研究報(bào)道相對(duì)少見(jiàn)，而孔板送風(fēng)模式對(duì)室內(nèi)甲醛氣體濃度衰減影響的變化規(guī)律探究尚未涉及。

為了對(duì)比分析孔板送風(fēng)與傳統(tǒng)送風(fēng)方式對(duì)室內(nèi)甲醛氣體濃度衰減規(guī)律的影響特性，本課題采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）方法，對(duì)頂棚送風(fēng)、孔板送風(fēng)，地板送風(fēng)等3種室內(nèi)送風(fēng)方式對(duì)室內(nèi)甲醛濃度衰減的影響特征開(kāi)展了數(shù)值模擬研究；并通過(guò)改變送風(fēng)速度參數(shù)提高室內(nèi)甲醛衰減效率，探究?jī)?yōu)化室內(nèi)污染物衰減的送風(fēng)形式和送風(fēng)速度，解剖送風(fēng)方式對(duì)室內(nèi)甲醛氣體濃度衰減規(guī)律的影響。

1 模型建立

考慮到室內(nèi)環(huán)境具有的特點(diǎn)，本課題采用RNG的κ-ε渦黏性湍流模型和氣流組分輸運(yùn)模型作為湍流封閉模型；在數(shù)值模擬計(jì)算中，動(dòng)量、湍流、組分和能量方程采用一階迎風(fēng)差分格式，速度按照固體壁面無(wú)滑移邊界條件處理；采用SIMPLE 算法求解壓力-速度耦合方程組，松弛因子設(shè)為0.1；房間中的空氣具有連續(xù)流動(dòng)特性，采用歐拉守恒方程控制。數(shù)值模擬時(shí)對(duì)計(jì)算模型做如下假設(shè)：

（1）室內(nèi)流體是空氣、甲醛和水3種物質(zhì)的混合物，假定空氣為定常、不可壓縮理想氣體，混合物的密度采用不可壓縮理想氣體法則；

（2）考慮到室內(nèi)甲醛污染擴(kuò)散隨時(shí)間的變化而變化，故將室內(nèi)甲醛污染凈化模擬過(guò)程中的流場(chǎng)視為非穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)；

（3）進(jìn)入進(jìn)風(fēng)口的空氣中甲醛含量為零，進(jìn)口邊界條件采用速度入口；

（4）本文模擬的是以甲醛為代表的室內(nèi)揮發(fā)有機(jī)物的濃度場(chǎng)，假設(shè)室內(nèi)甲醛初始濃度為4.0×10-7kg/kg，無(wú)甲醛釋放源。

因考慮室內(nèi)空氣流動(dòng)的湍流性，故選用考慮了湍流漩渦特征的RNG的k-ε模型進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，考慮了湍流漩渦，該方程能更接近湍流模型，其控制方程可寫(xiě)為統(tǒng)一的輸運(yùn)方程形式，即：

湍動(dòng)能Ek，湍流耗散率ε，溫度T和濃度C，可依次得到x，y，z向動(dòng)量方程、湍流能量方程、湍流能量耗散方程、能量方程和濃度方程。

因本課題主要研究室內(nèi)的空氣與甲醛混合物，采用無(wú)反應(yīng)的組分運(yùn)輸模型模擬甲醛分布情況。

式中 C ——甲醛濃度；

Γ ——擴(kuò)散系數(shù)；

s（x,y,z）—— 擴(kuò)散強(qiáng)度，由于室內(nèi)無(wú)甲醛擴(kuò)散源，該值為0。

以天津某大學(xué)恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)臺(tái)［10］為研究平臺(tái)開(kāi)展送風(fēng)方式對(duì)庫(kù)內(nèi)甲醛濃度分布的影響的研究，室內(nèi)上側(cè)孔板可拆卸。實(shí)驗(yàn)臺(tái)長(zhǎng)寬高尺寸為2.5 m×2.5 m×2.5 m，以室內(nèi)地面的右外側(cè)點(diǎn)為原點(diǎn)，沿長(zhǎng)度方向?yàn)閤軸，寬度方向?yàn)閥軸，豎直向上為z軸，建立幾何模型及測(cè)點(diǎn)位置如圖1所示。

圖1 送風(fēng)方式的幾何模型Fig.1 Geometric model of the air supply mode

其中室內(nèi)風(fēng)口尺寸均固定，送風(fēng)方式可變，實(shí)驗(yàn)室外形尺寸及各風(fēng)口尺寸數(shù)據(jù)整理見(jiàn)表1。

表1 外形尺寸及各風(fēng)口尺寸Tab.1 Overall dimensions and dimensions of each air inlet

對(duì)于瞬態(tài)數(shù)值模擬計(jì)算中，需要確定計(jì)算所用網(wǎng)格的數(shù)量與計(jì)算獲得的結(jié)果之間無(wú)關(guān)聯(lián)性［11］。模擬中主要關(guān)注對(duì)象為室內(nèi)甲醛濃度，因此選取室內(nèi)空間中垂線(xiàn)上的甲醛濃度分布來(lái)進(jìn)行網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，當(dāng)時(shí)間進(jìn)行到20 s時(shí)，空間中垂線(xiàn)上甲醛含量已經(jīng)很小，因此取20 s時(shí)的甲醛濃度分布來(lái)進(jìn)行網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證。在空間中垂線(xiàn)上取均勻分布的4個(gè)點(diǎn)如圖2所示，與地面垂直距離分別為 0.5，1.0，1.5，2.0 m，得出甲醛濃度值。

圖2 試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置Fig.2 Layout of experimental measuring points

分別對(duì)表2中不同網(wǎng)格數(shù)的模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，當(dāng)網(wǎng)格數(shù)達(dá)到160萬(wàn)后，隨著網(wǎng)格數(shù)量的增加，第20 s時(shí)4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的甲醛濃度最大誤差值為0.14%，小于0.15%，可認(rèn)為孔板送風(fēng)模式下網(wǎng)格數(shù)為1 634 413符合條件。同理，得出頂棚送風(fēng)網(wǎng)格數(shù)為411 614，地板送風(fēng)網(wǎng)格數(shù)為411 762。

表2 3種模型下的4種計(jì)算網(wǎng)格數(shù)量Tab.2 Number of four computing grids under three models

2 試驗(yàn)驗(yàn)證

在恒溫恒濕試驗(yàn)室不同送風(fēng)方式對(duì)室內(nèi)甲醛分布影響的試驗(yàn)中，為了驗(yàn)證仿真結(jié)果，考慮到室內(nèi)風(fēng)速對(duì)甲醛濃度的影響很大［6］，進(jìn)行了恒溫恒濕試驗(yàn)臺(tái)速度場(chǎng)的測(cè)試試驗(yàn)，以上送下回為例，設(shè)置庫(kù)內(nèi)送風(fēng)溫度為25 ℃，送風(fēng)速度1.5 m/s。在庫(kù)內(nèi)距離地面1.2 m處布置9個(gè)風(fēng)速測(cè)點(diǎn)，記錄上送下回送風(fēng)方式下室內(nèi)速度場(chǎng)分布。

具體內(nèi)容：該實(shí)驗(yàn)臺(tái)為一中間隔空100 mm的雙層密閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)，試驗(yàn)過(guò)程中室外條件對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響甚微。在距地面1.2 m處分布了9個(gè)風(fēng)速檢測(cè)儀，本課題研究使用的testo 425熱線(xiàn)風(fēng)速儀采用熱線(xiàn)風(fēng)速探頭，靈敏精確，風(fēng)速儀的測(cè)量范圍為0～20 m/s，測(cè)量精度為±（0.03 m/s+5%測(cè)量值），適用于中低速風(fēng)，滿(mǎn)足本試驗(yàn)中最高風(fēng)速為2 m/s的檢測(cè)要求。甲醛濃度檢測(cè)采用英國(guó)PPM-HTV甲醛檢測(cè)儀，該儀器通過(guò)內(nèi)置泵，采集10 mL空氣樣品，能準(zhǔn)確地測(cè)量低濃度的甲醛，儀器操作方便，測(cè)量精度為2%（根據(jù)12臺(tái)甲醛分析儀的4～5次重復(fù)測(cè)量，而統(tǒng)計(jì)出來(lái)的結(jié)果），基本量程為0～1×10-5。試驗(yàn)運(yùn)行過(guò)程中，連續(xù)送風(fēng)10 min后開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)，每隔5 min記錄1次，連續(xù)記錄10次，求取各測(cè)點(diǎn)的平均值。通過(guò)對(duì)比9個(gè)測(cè)點(diǎn)的風(fēng)速數(shù)值與數(shù)值計(jì)算數(shù)值，來(lái)驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的吻合性。

9個(gè)測(cè)點(diǎn)試驗(yàn)測(cè)得速度與數(shù)值計(jì)算得出的數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)表3。結(jié)果表明，模擬值與試驗(yàn)值最大風(fēng)速差值僅為0.06 m/s，最大誤差率為-33.3%，從表中可以看到試驗(yàn)中的誤差率較大，主要是由于試驗(yàn)數(shù)值本身很小的原因，從數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的差值來(lái)看，兩者具有較好的吻合度。對(duì)試驗(yàn)數(shù)值與模擬計(jì)算數(shù)值之差的原因分析，應(yīng)該是恒溫恒濕試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)檢測(cè)儀的布置對(duì)室內(nèi)風(fēng)速的影響及風(fēng)速檢測(cè)儀本身導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差引起。從表中可以看到在測(cè)點(diǎn)5處試驗(yàn)數(shù)值與模擬數(shù)值最接近，在環(huán)境倉(cāng)內(nèi)注入約為40%的甲醛溶液，待試驗(yàn)室內(nèi)甲醛濃度達(dá)到0.5 mg/m3，并趨于穩(wěn)定時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)量該點(diǎn)在第20 s時(shí)的甲醛濃度值為1.5×10-7，換算成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1.2×10-7kg/kg，與該點(diǎn)的模擬值 1.5×10-7kg/kg相差 3.0×10-8kg/kg，差值很小，在誤差范圍之內(nèi)，進(jìn)一步驗(yàn)證了模擬的可靠性。

表3 H=1.2 m測(cè)點(diǎn)試驗(yàn)風(fēng)速與模擬風(fēng)速對(duì)比Tab.3 Comparison of experimental wind speed and simulated wind speed at H=1.2 m measuring point

通過(guò)對(duì)3種不同的送風(fēng)方式下的室內(nèi)甲醛濃度場(chǎng)分布規(guī)律進(jìn)行數(shù)值模擬研究，通過(guò)模擬計(jì)算之后，得到了3種堆碼方式下的甲醛濃度分布云圖，并對(duì)不同高度層的甲醛平均濃度值進(jìn)行對(duì)比分析。

3 空調(diào)送風(fēng)對(duì)甲醛濃度分布的影響

影響除醛效率因素很多，包括送回風(fēng)口位置、規(guī)格、形式數(shù)量、送風(fēng)口的風(fēng)速、風(fēng)量、室內(nèi)熱源、室內(nèi)幾何形狀等。研究時(shí)兼顧所有參數(shù)對(duì)除醛效率的影響，在目前的研究條件下難度很大，文獻(xiàn)檢索中也未見(jiàn)這種研究報(bào)道，本課題以不同的送風(fēng)方式為主開(kāi)展除醛效率研究，探究送風(fēng)方式、送風(fēng)速度等變量參數(shù)對(duì)室內(nèi)甲醛濃度的影響特性。

為了清晰定量顯示甲醛濃度分布，本研究截取z=0.5 m（距地面0.5 m高，恰好為人在床上呈臥姿的呼吸高度）、z=1.2 m（距地面1.2 m高，恰好為人坐姿時(shí)的呼吸高度）、z=1.7 m（距地面1.7 m高，為人站立時(shí)的呼吸高度）來(lái)解析甲醛濃度在3個(gè)高度的水平面分布規(guī)律，通過(guò)對(duì)比分析，推薦出最佳的送風(fēng)除醛方式。

3.1 模擬工況設(shè)置

為了便于了解各種條件變化對(duì)室內(nèi)甲醛濃度分布的影響，本課題設(shè)置了幾種不同的工況進(jìn)行模擬，主要考慮的內(nèi)容有：室內(nèi)不同送風(fēng)方式和不同送風(fēng)速度的設(shè)置情況。第1組試驗(yàn)設(shè)置了3種不同的送風(fēng)方式，分別為頂棚送風(fēng)、孔板送風(fēng)和地板送風(fēng)；第2組試驗(yàn)研究分析了孔板送風(fēng)模式下，不同的送風(fēng)速度對(duì)室內(nèi)污染物分布的影響。

3.2 送風(fēng)方式對(duì)甲醛濃度分布的影響

為觀察在不同送風(fēng)情況下建筑內(nèi)的甲醛分布情況，假設(shè)室內(nèi)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的累計(jì)污染物濃度達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的初始濃度，設(shè)定室內(nèi)甲醛初始含量為 0.5 mg/m3，GB/T 18883—2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》要求室內(nèi)甲醛濃度≤0.1 mg/m3，模擬計(jì)算采用的甲醛初始值是標(biāo)準(zhǔn)的5倍，換算為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.0×10-7kg/kg，并且認(rèn)為室內(nèi)沒(méi)有污染物釋放源。模型中室內(nèi)環(huán)境初始條件設(shè)置為溫度23 ℃（296 K），模擬的是天津地區(qū)秋季室內(nèi)不開(kāi)啟空調(diào)的環(huán)境溫度。以人站姿呼吸高度1.7 m為例，研究頂棚送風(fēng)時(shí)間對(duì)室內(nèi)甲醛分布的影響。

圖3示出了頂棚送風(fēng)在高度為1.7 m處的甲醛濃度受時(shí)間影響的分布情況，對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，由于頂棚送風(fēng)口再模擬房間的中央頂部，室內(nèi)甲醛濃度分布經(jīng)過(guò)送風(fēng)后很快便達(dá)到一個(gè)比較穩(wěn)定的狀態(tài)，幾乎在所有的時(shí)間段，甲醛濃度呈現(xiàn)出相似的分布規(guī)律，即從房間中部向四周濃度遞增。在時(shí)間為60 s時(shí)，室內(nèi)甲醛濃度分布梯度最明顯，濃度值從 3.2×10-7kg/kg變化到 2.8×10-8kg/kg，靠墻處的甲醛濃度值最大，即3.2×10-7kg/kg。隨著送風(fēng)時(shí)間的增加，由于室內(nèi)下部排風(fēng)系統(tǒng)的工作，室內(nèi)周邊的甲醛濃度值逐漸降低，在第120 s時(shí)，周邊濃度值已降低至4.6×10-8kg/kg，但室內(nèi)甲醛濃度分布依然呈現(xiàn)從室內(nèi)中部向周?chē)饾u擴(kuò)散的趨勢(shì)。通過(guò)圖3的數(shù)值模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著新鮮空氣從室內(nèi)頂部中央送風(fēng)口的不斷進(jìn)入，甲醛不斷地被模擬房間下部的排風(fēng)系統(tǒng)帶出室外，室內(nèi)甲醛濃度分布隨著時(shí)間的延續(xù)呈現(xiàn)相似的變化規(guī)律，但濃度值隨時(shí)間的延遲而下降。

圖3 頂棚送風(fēng)在高度為1.7 m處不同時(shí)間甲醛濃度分布Fig.3 Distribution of formaldehyde concentration at different times at a height of 1.7 m

由圖4～6可得，3種送風(fēng)方式經(jīng)過(guò)240 s后，甲醛濃度質(zhì)量分?jǐn)?shù)均下降到了（0.02～0.3）×10-7kg/kg，約為初始濃度的0.005～0.075倍，甲醛排除效率在90%以上；其中孔板送風(fēng)甲醛濃度明顯低于其他2種工況，其室內(nèi)甲醛濃度最低可達(dá)2.0×10-7kg/kg，在距離地面1.7 m觀測(cè)面的甲醛濃度最大值是0.5 m處的1.5倍，凈化效果最好；3種送風(fēng)方式不同時(shí)間之后距離地面1.2 m處的各種送風(fēng)方式下的甲醛平均濃度見(jiàn)表4。

表4 不同送風(fēng)方式下甲醛濃度平均值Tab.4 Average formaldehyde concentration after different air supply modes （×10-7 kg·kg-1）

圖4 頂棚送風(fēng)時(shí)不同高度甲醛分布圖（240 s）Fig.4 Formaldehyde distribution at different heights for ceiling air supply（240 s）

圖5 孔板送風(fēng)時(shí)不同高度甲醛分布圖（240 s）Fig.5 Distribution of formaldehyde at different heights for orifice air supply（240 s）

圖6 地板送風(fēng)時(shí)不同高度甲醛分布（240 s）Fig.6 Distribution of formaldehyde at different heights for floor air supply（240 s）

觀察表4數(shù)據(jù)得出，送風(fēng)一段時(shí)間后，各種工況下的室內(nèi)甲醛濃度平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)值均在持續(xù)減小，在第240 s時(shí)，孔板送風(fēng)的室內(nèi)甲醛濃度平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)值下降到了2.2×10-8kg/kg，甲醛排除效率可達(dá)95%；各種工況下的室內(nèi)甲醛濃度平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)值相差較大，以40 s為例，頂棚送風(fēng)的甲醛濃度平均值下降到了1.97×10-7kg/kg，而孔板送風(fēng)的甲醛濃度平均值分別為1.77×10-7kg/kg和1.76×10-7kg/kg，最大差值可達(dá) 2.1×10-8kg/kg；頂棚送風(fēng)在第40 s時(shí)甲醛濃度含量比頂棚送風(fēng)和孔板送風(fēng)高，而在第240 s的時(shí)候，頂棚送風(fēng)的甲醛含量低于地板送風(fēng)，是初始濃度的6.5%，效果比較明顯；在第240 s，孔板送風(fēng)的甲醛濃度為初始值的5.5%，凈化效果最好。

圖7示出了各種工況下各觀測(cè)面甲醛濃度隨時(shí)間的變化情況。觀察距離地面高度為0.5，1.2，1.7 m的觀測(cè)面甲醛平均濃度值，發(fā)現(xiàn)在初始段，甲醛含量降低的速率最快；在距離地面1.2 m處，送風(fēng)開(kāi)始50 s內(nèi)，甲醛含量消除最快，直接下降至1.5×10-7kg/kg；其中孔板送風(fēng)的甲醛去除效果最好，在距離地面1.7 m處，經(jīng)過(guò)50 s的送風(fēng)換氣，室內(nèi)甲醛含量就下降到了1.25×10-7kg/kg；經(jīng)過(guò)240 s后，3種工況的室內(nèi)甲醛含量幾乎相等，說(shuō)明只要送風(fēng)時(shí)間足夠長(zhǎng)，室內(nèi)甲醛含量與送風(fēng)方式無(wú)關(guān)。

圖7 改變送風(fēng)方式后建筑內(nèi)甲醛平均濃度變化Fig.7 Change of average formaldehyde concentration in the building after changing air supply mode

3.3 送風(fēng)速度對(duì)甲醛濃度分布的影響

針對(duì)孔板送風(fēng)方式，在室內(nèi)溫濕度不改變的情況下，對(duì)進(jìn)風(fēng)口速度分別設(shè)置為1.0，1.5，2.0 m/s，觀察此時(shí)的室內(nèi)甲醛分布情況，圖8示出了在第240 s時(shí)，不同送風(fēng)速度時(shí)室內(nèi)甲醛分布，以距離地面0.5，1.2，1.7 m的水平面作為觀測(cè)面。從圖中可看出，進(jìn)風(fēng)風(fēng)速為1.0 m/s，經(jīng)過(guò)240 s后，室內(nèi)的甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍在（0.60～5.38）×10-8kg/kg，v=2.0 m/s時(shí)，室內(nèi)甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)的范圍在（0.12～1.11）×10-8kg/kg， 比 1.0 m/s時(shí) 甲 醛 消除 量 高 約（0.4～4.0）×10-8kg/kg；與 v=2.0 m/s相比較，v=1.5 m/s時(shí)的甲醛消除量范圍可達(dá)（0.30～2.62）×10-8kg/kg，即隨著風(fēng)速的增加，甲醛的消除量也在增加。計(jì)算不同送風(fēng)速度下房間內(nèi)距離地面1.2 m處甲醛濃度質(zhì)量分?jǐn)?shù)的平均值見(jiàn)表5。

圖8 t=240 s孔板送風(fēng)工況下不同送風(fēng)速度時(shí)房間內(nèi)甲醛濃度分布Fig.8 Distribution of formaldehyde concentration in the room at the different air supply speed for orifice air supply mode（240 s）

表5 不同風(fēng)速下甲醛濃度平均值Tab.5 Average formaldehyde concentration at different wind speeds （×10-7 kg·kg-1）

觀察表5可得，隨著進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速的增加，室內(nèi)甲醛的去除量越高，室內(nèi)空氣越潔凈；各種工況下的室內(nèi)甲醛濃度隨著送風(fēng)時(shí)間增加平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)值均在持續(xù)減小，在v=2.0m/s時(shí)，甲醛去除效果最好，在第240 s時(shí)甲醛含量約是v=1.0 m/s的室內(nèi)甲醛含量的1/7。為了進(jìn)一步分析各觀測(cè)面甲醛含量情況，圖9示出了各種工況下3個(gè)觀測(cè)面甲醛濃度隨時(shí)間的變化。通過(guò)圖9和表5可以得出：隨著送風(fēng)速度的增加，v=2.0 m/s的時(shí)候房間內(nèi)的整體甲醛排除效果比v=1.0 m/s好；結(jié)合不同高度上甲醛濃度值的變化，說(shuō)明風(fēng)速越快凈化效果越好。綜合人體熱舒適性要求，合適的送風(fēng)速度可實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足人體熱舒適性的同時(shí)提高除醛速率。

圖9 不同送風(fēng)速度下室內(nèi)甲醛平均濃度Fig.9 Average indoor formaldehyde concentration values at different air supply speeds

4 結(jié)論

（1）3種送風(fēng)在經(jīng)過(guò)240 s的送風(fēng)后，室內(nèi)甲醛濃度平均值分別降低至 2.6×10-8，2.2×10-8，2.8×10-8kg/kg，得出孔板送風(fēng)方式能夠更快速地將室內(nèi)地甲醛濃度降下來(lái)。

（2）在距離地面0.5 m處，3種不同送風(fēng)方式下均顯示較低的甲醛含量；孔板送風(fēng)在距離地面1.7 m甲醛含量是距離地面0.5 m最高差值的1.5倍。

（3）以孔板送風(fēng)為例，在室內(nèi)無(wú)污染源的情況下，送風(fēng)240 s后，室內(nèi)甲醛含量由原來(lái)的4.0×10-7kg/kg降低至 2.2×10-8kg/kg，得出通過(guò)增加送風(fēng)時(shí)間可使室內(nèi)甲醛濃度降低，或可降至安全標(biāo)準(zhǔn)以下。

（4）以孔板送風(fēng)為例，經(jīng)過(guò)240 s后，風(fēng)速為2.0 m/s環(huán)境下的室內(nèi)甲醛平均濃度是風(fēng)速為1.0 m/s時(shí)的約1/7，即送風(fēng)速度越大，室內(nèi)甲醛凈化速率越快。