Índices para la evaluación dinámica de la humedad interior y el ambiente térmico.

Ingeniería de Comunicaciones volumen 2, Número de artículo: 59 (2023) Citar este artículo

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Las fuentes de humedad liberan componentes húmedos al aire interior, lo que afecta la salud de los ocupantes, el consumo de energía del aire acondicionado y la vida útil del edificio. La evaporación y difusión del componente húmedo son procesos dinámicos y, sin embargo, los índices existentes tienen una capacidad limitada para describir con precisión las fuentes de humedad que influyen dinámicamente en el aire interior. Aquí proponemos dos índices CRIt(H), un índice de la tasa de cambio de contribución de la humedad, y CRIt(c) como la tasa de cambio de contribución del clima interior. Tomando un humidificador como fuente, utilizamos nuestros índices para comparar mediante experimentos el impacto de los parámetros de la fuente en una variedad de condiciones ambientales en el espacio y el tiempo. Nuestro enfoque refleja con precisión cómo la fuente de humedad afecta la humedad y la temperatura, con la identificación de etapas específicas de influencia dinámica. Este estudio será beneficioso para el establecimiento de modelos ambientales interiores transitorios, la regulación de sistemas de aire acondicionado y el control sostenible del ambiente interior.

Existen tipos de fuentes de humedad en interiores (Fig. 1a), como el personal1, el equipo2, los materiales envolventes y las plantas, que absorben el componente húmedo (gotas de agua y vapor de agua) o lo liberan al aire a diferentes velocidades, cambiando así el ambiente interior. La intensidad de absorción o liberación y la relación gas-líquido del componente húmedo son considerablemente diferentes entre las fuentes. Por ejemplo, la tasa de liberación de humedad del ser humano es de 30 ~ 300 g h-1 bajo diferentes intensidades de ejercicio, mientras que la de las plantas3 es solo de 0,84 ~ 20,00 g h-1. Además, las plantas más grandes producen más vapor de agua4. Cuando una fuente libera continuamente grandes cantidades de componentes húmedos, la humedad aumenta rápidamente, lo que puede producir rocío y moho en las paredes5,6, y provocar molestias respiratorias y alergias7,8,9. Cuando la humedad es demasiado baja (≤30%) debido a que las fuentes absorben componentes húmedos, la sequedad no solo afectará el confort térmico de los ocupantes10 sino que también provocará dolor respiratorio11,12, picazón en los ojos13,14,15 y electricidad estática. Además, una humedad del aire demasiado alta o baja puede favorecer la transmisión y supervivencia de algunos virus16,17,18,19. En consecuencia, indicadores razonables, que puedan representar con precisión la influencia de las fuentes de humedad en el ambiente interior, serán beneficiosos para regular el aire acondicionado con un menor consumo de energía y proporcionar un ambiente satisfactorio para el personal.

a Fuentes de humedad interiores. b Índices para la evaluación de la humedad interior y del ambiente térmico.

Los índices existentes para cuantificar la influencia de las fuentes de humedad sobre la humedad del aire (Fig. 1b) se pueden dividir en parámetros fundamentales (presión parcial de vapor de agua), parámetros directos absolutos (humedad absoluta, humedad específica (relación de humedad)), parámetros directos relativos. (humedad relativa (HR)) y parámetros indirectos (temperatura de punto de rocío, temperatura de bulbo húmedo)20. Para describir el efecto de diferentes objetos sobre el ambiente húmedo, los académicos han modificado estos índices para hacerlos adecuados para los problemas correspondientes. Yanagi et al.21 investigaron el impacto de la humedad en la contaminación microbiana empleando la relación acumulativa de la HR promedio. En el modelo de condensación de paredes interiores establecido por Ma et al.22, se utilizan índices de accesibilidad transitoria basados en la relación de humedad para predecir la distribución transitoria de los componentes húmedos. Teodosiu23 simuló la termosolución-convección y condensación de aire húmedo en la superficie, en la que se utilizó la fracción másica de vapor de agua. Lucero-Gómez et al.24 evaluaron el ambiente de humedad con altos requisitos de control calculando las excursiones climáticas de fluctuación de la humedad relativa y propusieron medidas de mantenimiento eficientes para el aire acondicionado. Además, los investigadores también propusieron índices completos para evaluar el ambiente interior añadiendo otros parámetros, como la temperatura del aire, el movimiento del aire y la temperatura radiante media. Gao et al.25 establecieron una fórmula simplificada de temperatura de globo húmedo interior (WBGT) y analizaron su relación con la HR, que puede usarse para evaluar el ambiente interior de edificios con ventilación natural. Bonora et al.26 establecieron dos indicadores de microclima interior basados en la temperatura del aire y la humedad relativa: el índice de Riesgo de Microclima del Patrimonio (HMR) y el índice de Riesgo Predicho de Daño (PRD), para determinar el nivel de riesgo del ambiente interior para el patrimonio cultural.

Sin embargo, la temperatura del aire y la humedad específica son parámetros objetivos. Para evaluar el impacto de las fuentes de calor interiores reales o virtuales en la distribución de la temperatura, Kato et al.27 propusieron el ratio de contribución del clima interior (\({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\ left({{{{{\rm{C}}}}}}\right)}\)) basado en la efectividad de Kato del escape de contaminación28 y la eficiencia de ventilación de Sandberg29. Este indicador puede cuantificar el proceso de difusión de fuentes de calor interiores y su efecto sobre la temperatura del aire. Para analizar en profundidad el mecanismo de impacto de las fuentes de humedad interiores sobre el ambiente húmedo, Huang et al.30, refiriéndose al establecimiento de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left( {{{{{\rm{C}}}}}}\right)}\), relación de contribución propuesta de la humedad interior \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\ left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\) según la humedad específica. Debido a la eficacia de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\) en el diseño detallado del ambiente de humedad29, Huang et al. lo utilizó para simular el campo de humedad y lo combinó con el algoritmo genético para establecer un sistema de diseño de optimización eficiente31. Además, Zhu et al.32 realizaron la predicción rápida de la humedad interior combinando \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H }}}}}}\right)}\) con un modelo de humedad lineal de baja dimensión y optimizó el equilibrio entre la percepción personal de la humedad y las cargas de humedad del aire acondicionado. Sin embargo, \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C}}}}}}\right)}\) y \( {{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\), los índices de descripción espacial de la Las fuentes que afectan el ambiente interior en un momento determinado tienen limitaciones a la hora de reflejar las características dinámicas de la evaporación y difusión transitorias de los componentes húmedos producidos por la fuente que influyen en la temperatura y la humedad interiores.

Aquí proponemos un índice: la tasa de cambio de contribución de la humedad (\({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}} })}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\)) mediante el tratamiento transitorio de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\ left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\), que representa la variación de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{ \left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\) en un punto del espacio por unidad de tiempo. Teniendo en cuenta que la evaporación y difusión del componente húmedo también conduce a su intercambio de calor con el aire interior, lo que luego afecta el campo de temperatura del aire, \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left ({{{{{\rm{C}}}}}}\right)}\) también se procesa transitoriamente en la Tasa de cambio de contribución del clima interior (\({{{{{{\rm{CRI}}} }}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\))33. Posteriormente, se determinó la viabilidad de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{ {\rm{t}}}}}}}\) y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}} }})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) al describir la fuente que influye dinámicamente en el aire interior se verifica analizando la variación de dos índices, que se calcularon a partir de los parámetros ambientales interiores. influenciado por un humidificador ultrasónico bajo diversos parámetros de fuente y condiciones ambientales. Los resultados muestran que la variación de la humedad del aire bajo la influencia de una fuente de humedad se puede dividir en una etapa de aumento y una etapa estable, mientras que la variación de la temperatura del aire bajo la influencia de ésta como fuente de calor se puede dividir en una etapa de disminución y una etapa de aumento. Basado en la variación de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{ {\rm{t}}}}}}}\) y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}} }})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\), encontramos que la influencia dinámica de la fuente en el ambiente interior es diferente para diversos parámetros de la fuente y condiciones ambientales.

La variación de la humedad específica, \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\ ) y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{\rm {t}}}}}}}\) en un punto (X, Y) = (500 mm, 1000 mm) durante la operación del humidificador se analizan en la Fig. 2. Y la incertidumbre de cada cantidad se presenta en la figura correspondiente . Cuando la fuente de humedad transporta el componente húmedo al aire a una intensidad fija, la humedad específica muestra una tendencia creciente, pero su tasa de aumento disminuye con el tiempo (Fig. 2a). La razón es que la diferencia de humedad entre la fuente y el aire interior disminuye debido a la difusión continua de la humedad. Cuando la humedad se acerca al valor de saturación correspondiente a la temperatura ambiente, comienza a fluctuar regularmente. Por lo tanto, el proceso de influencia de la fuente en la humedad del aire en un punto se puede dividir en una etapa de aumento y una etapa estable (ISH y SSH). El \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\) aumenta rápidamente a 4,2 en t = 2 min, lo que resulta de que el componente húmedo llega a este punto antes que otras ubicaciones espaciales. Posteriormente, con la difusión continua de los componentes húmedos durante t = 2 ~ 5 min, la humedad interior de otros puntos comienza a aumentar, y \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\ left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\) en el punto (X, Y) = (500 mm, 1000 mm) disminuye notablemente. Después de eso, su \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\) aumenta ligeramente en el rango de 1,0 ~ 1,2 ya que este punto está más cerca de la salida de la fuente que otros puntos. El aumento de la humedad específica del período de fluctuación C es aproximadamente 0,9 g kg-1 menor que el del período A, y el rango de fluctuación del período C se vuelve ligeramente más estrecho (Fig. 2b y c).

a La variación de \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{{ \rm{t}}}}}}}\) (azul claro), \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{ H}}}}}}\right)}\) (azul) y humedad específica (azul marino) en el punto (X,Y) = (500,1000) mm, cuya incertidumbre es uCRIt(H), uCRI(H) y ud (n = 151 muestras). b La variación de la humedad específica (azul marino) y \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}} \right)}\) (azul) durante el ciclo de fluctuación A(t = 6 ~ 8 min), B(t = 19 ~ 21 min), C(t = 25 ~ 28 min). c La variación de \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{{ \rm{t}}}}}}}\) (azul marino) durante el ciclo de fluctuación A(t = 6 ~ 8 min), B(t = 19 ~ 21 min), C(t = 25 ~ 28 min). d La distribución espacial de la humedad específica y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right) }\) en t = 1 min, 10 min, 20 min y 30 min, y \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H }}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) durante t = 1 ~ 2 min, 10 ~ 11 min, 20 ~ 21 min, 29 ~ 30 min en el plano XOY (X = 0 ~ 3000 mm e Y = 0 ~ 1000 mm).

El \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{{\rm{ t}}}}}}}\) comienza a fluctuar periódicamente basándose en 0 después de alcanzar un máximo en t = 2 min y t = 3 min, y su rango de fluctuación varía con el tiempo. Como se muestra en la Fig. 2c, para los períodos de fluctuación A (t = 6 ~ 8 min), B (t = 19 ~ 21 min) y C (t = 25 ~ 28 min), \({{{{{{\ rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) todos primero aumentan de un valor negativo a positivo y luego disminuyen nuevamente a un valor negativo durante cada período, pero sus rangos de fluctuación son bastante diferentes entre sí. Un positivo o negativo \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{{ \rm{t}}}}}}}\) indica un aumento o disminución en \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm {H}}}}}}\right)}\), y su valor absoluto indica la cantidad de cambio en \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({ {{{{\rm{H}}}}}}\right)}\) durante la unidad de tiempo. Además, el \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{\ rm{t}}}}}}}\) la curva de variación no solo puede reflejar los cambios de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm {H}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) en sí, pero el área, encerrada por él y \(t={t}_{i) }\), \(t={t}_{i+1}\), eje de tiempo, refleja la cantidad total de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{ \left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\) cambios durante el tiempo de estudio \(t={t}_{i}\) ~ \({t}_{ i+1}\). Por lo tanto, \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{\rm {t}}}}}}}\) se puede utilizar directamente para investigar la diferencia de características dinámicas entre diferentes períodos de la fuente de humedad que influyen en la distribución de la humedad interior.

Para comparar la influencia de la fuente en el ambiente de humedad interior en diferentes lugares, la distribución espacial de la humedad específica, \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{ \rm{H}}}}}}\right)}\) y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}} }}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) en el plano XOY (X = 0 ~ 3000 mm e Y = 0 ~ 1000 mm) se analizan en la Fig. 2do. Durante la etapa inicial (de t = 1 min a t = 10 min), hay una gran diferencia de humedad entre la fuente de humedad y el aire interior. La humedad específica de todos los puntos espaciales en el plano XOY aumenta en un promedio de 6,9 g kg−1, y el rango de variación de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left ({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\) se reduce de 0,1 ~ 2,6 a 0,8 ~ 1,2, cuya distribución espacial se vuelve relativamente uniforme en t = 10 min. La distribución espacial de \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{{ \rm{t}}}}}}}\) es desigual, con el valor máximo de 0.055 s−1 durante t = 1 ~ 2 min y 0.002 s−1 durante t = 10 ~ 11 min, lo que indica las características dinámicas La variación de la humedad interior es notable durante este período. Después de encender la fuente durante 20 minutos, la diferencia de humedad entre la fuente y el aire interior se vuelve pequeña. La humedad específica comienza a aumentar lentamente o se mantiene estable, y la \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}} )}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) la distribución tiende a ser más uniforme. Cabe destacar que la humedad específica y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)} \) de los puntos espaciales ubicados en la trayectoria del flujo de humedad son más altos que otros puntos debido a que obtienen los componentes húmedos de manera más directa. En t = 30 min, aparece una humedad específica más alta de 17,7 g kg-1 y 16,0 g kg-1 en (X, Y) = (0 mm, 500 mm) y (500 mm, 1000 mm) respectivamente. El fenómeno en (X, Y) = (0 mm, 500 mm) se debe principalmente a que las gotas con partículas de gran tamaño caen al suelo debido a la gravedad, se evaporan en vapor de agua y el vapor se eleva debido a la diferencia de densidad. Sin embargo, debido a la interferencia del flujo de aire de gran velocidad en la salida de la fuente ((X, Y) = (0 mm, 1000 mm)), el vapor de agua se acumula principalmente alrededor de la altura de Y = 500 mm. La razón en (X, Y) = (500 mm, 1000 mm) puede ser que las gotas pequeñas y medianas ingresan a la cámara con una velocidad horizontal inicial y luego se evaporan y difunden a lo largo del eje X, mientras que su velocidad disminuye gradualmente debido a fuerzas viscosas. Cuando las gotas alcanzan X = 500 mm, tienen una velocidad horizontal menor y un tiempo de residencia más largo, lo que genera más vapor de agua generado por su evaporación. Posteriormente, la fuerza dominante en su proceso de movimiento cambia de fuerza de inercia a fuerza gravitacional, y la mayoría de las gotas caen en forma de movimiento de proyectil horizontal.

Además, dado que \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}^{{{{{\rm{t}}}}}}}}\) es un concepto instantáneo que está relacionado a la variación en \({{{{{\rm{CRI}}}}}}\) y al tiempo que tarda en cambiar, pero no a \({{{{{\rm{CRI}}}} }}\) valor en un segundo, el \({{{{{\rm{CRI}}}}}}\) puede ser muy pequeño cuando el \({{{{{{\rm{CRI}}} }}}}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) es grande en el mismo punto. En la Fig. 2d, cuando el flujo de humedad producido por la fuente recién ingresa a la habitación, el \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm {H}}}}}}\right)}\) en (X, Y) = (500 mm, 1000 mm) es 0,9 en t = 1 min mientras que \({{{{{{\rm{CRI}} }}}}}_{({{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) es tan grande como 0,055 s−1 durante t = 1 ~ 2 min. Por otro lado, el \({{{{{\rm{CRI}}}}}}\) puede ser grande cuando \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}^{ {{{{{\rm{t}}}}}}}\) es pequeño, como el \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{ {{{\rm{H}}}}}}\right)}\) en t = 1 min y \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{ {{\rm{H}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) durante t = 1 ~ 2 min de (X, Y) = (2000 mm , 500 milímetros).

Debido al intercambio de calor sensible y latente entre la fuente de humedad y el aire interior, la fuente de humedad también afecta la temperatura del aire al tiempo que aumenta la humedad del aire. Se elige el mismo punto (X, Y) = (500 mm, 1000 mm) para analizar el proceso de variación de la temperatura del aire, \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({ {{{{\rm{C}}}}}})}\) y \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C }}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) en la figura 3.

a La variación de \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{{ \rm{t}}}}}}}\) (naranja rojizo), \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{ C}}}}}}\right)}\) (rojo) y temperatura del aire (rojo intenso) en el punto (X,Y) = (500,1000) mm, cuya incertidumbre es uCRIt(C), uCRI(C) y uT (n = 151 muestras). b La variación de la temperatura del aire (rojo intenso) y \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C}}}}}} \right)}\) (rojo) durante el ciclo de fluctuación D(t = 13 ~ 16 min), E(t = 19 ~ 21 min), F(t = 26 ~ 30 min). c La variación de \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{{ \rm{t}}}}}}}\) (rojo intenso) durante el ciclo de fluctuación D(t = 13 ~ 16 min), E(t = 19 ~ 21 min), F(t = 26 ~ 30 min). d La distribución espacial de la temperatura del aire y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C}}}}}}\right) }\) en t = 1 min, 10 min, 20 min y 30 min, y \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C }}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) durante t = 1 ~ 2 min, 10 ~ 11 min, 20 ~ 21 min y 29 ~ 30 min en el plano XOY (X = 0 ~ 3000 mm e Y = 0 ~ 1000 mm).

Bajo esta condición operativa, la temperatura de la gota es mayor que la temperatura del aire, por lo que el proceso de transferencia de calor entre la gota y el aire consiste en la transferencia de calor latente de la evaporación de la gota, durante la cual la gota absorbe el calor de sí misma y del aire, y la transferencia de calor sensible de la gota al aire. Cuando la fuente alimenta continuamente los componentes húmedos al aire interior, la transferencia de calor latente para la evaporación de las gotas es dominante en la etapa inicial debido a la gran diferencia de humedad entre la fuente y el aire, lo que lleva a una rápida caída en la temperatura del aire (Fig. .3a). A medida que aumenta la humedad del aire, la tasa de transferencia de masa disminuye y el proceso de evaporación comienza a disminuir. Cuando la cantidad de calor latente intercambiada es igual a la sensible, la temperatura del aire alcanza el valor más bajo de 13,0 °C. Posteriormente, la transferencia de calor sensible de la humedad al aire se convierte en el proceso dominante y la temperatura del aire aumenta en un patrón "en forma de escalera"34. De esta manera, el proceso de influencia dinámica de la fuente sobre la temperatura del aire se puede dividir en una etapa de disminución y una etapa de aumento (DST e IST). Dado que la temperatura del aire es inferior al valor inicial de 21,5 °C, el humidificador puede considerarse como una fuente de calor negativa para el ambiente térmico interior. La etapa de cambio significativo de \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C}}}}}}\right)}\) ocurre durante t = 0 ~ 7 min, que aumenta rápidamente de 1,0 a 3,0 en los primeros 3 min y luego disminuye rápidamente en 1,6 en los siguientes 4 min. Posteriormente, disminuye gradualmente y finalmente llega a 0,3 en t = 30 min.

\({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{{\rm{t }}}}}}}\) primero aumenta y luego disminuye durante el horario de verano, seguido de fluctuaciones periódicas dentro del IST. Como se muestra en la Fig. 3b y la Fig. 3c, durante el período de fluctuación D, el \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C} }}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) en t = 14 min y 15 min es negativo y el valor absoluto de este último es mayor, lo que indica que el \({{{{{\rm{CRI}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C}}}}}}\right)}\) continúa disminuyendo dentro de t = 13 ~ 15 min y su disminución en unidad de tiempo aumenta gradualmente. Cuando t = 16 min, el \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{\rm{C}}}}}})}^{{{ {{{\rm{t}}}}}}}\) es un valor positivo y pequeño, lo que sugiere que \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left( {{{{{\rm{C}}}}}}\right)}\) aumenta ligeramente durante t = 15 ~ 16 min. La proporción de tiempo de \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{{ \rm{t}}}}}}}\) <0 en los períodos de fluctuación E y F es menor que el del período D, pero el valor absoluto de \({{{{{{\rm{CRI}}}} }}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) en t = 20 min y 27 min son mayores que en t = 15 min. Los fenómenos anteriores muestran que durante la IST, la proporción de tiempo decreciente \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C}}} }}}\right)}\) para el próximo período de fluctuación será menor y la cantidad disminuida de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{ {\rm{C}}}}}}\right)}\) por unidad de tiempo será mayor que el actual. Además, el tiempo de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C}}}}}}\right)}\ ) el aumento será más largo y la cantidad de aumento de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C}}}}}}\ right)}\) por unidad de tiempo se hará más pequeño en el siguiente período de fluctuación.

Similar a lo anterior, un positivo o negativo \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{\rm{C}}}}}})}^{{ {{{{\rm{t}}}}}}}\) indica un aumento o disminución en \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{ {{\rm{C}}}}}}\right)}\), y su valor absoluto indica la cantidad de cambio en \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{ \left({{{{{\rm{C}}}}}}\right)}\) durante la unidad de tiempo. Además, el \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{\ rm{t}}}}}}}\) la curva de variación no solo puede reflejar los cambios de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm {C}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) en sí, pero el área, encerrada por él y \(t={t}_{i) }\), \(t={t}_{i+1}\), eje de tiempo, refleja la cantidad total de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{ \left({{{{{\rm{C}}}}}}\right)}\) cambios durante el tiempo de estudio \(t={t}_{i}\) ~ \({t}_{ i+1}\). Por lo tanto, \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{\rm {t}}}}}}}\) se puede utilizar directamente para investigar la diferencia de características dinámicas entre diferentes períodos de la fuente de calor que influyen en la distribución de la temperatura del aire.

Para comparar la influencia de la fuente en el ambiente térmico interior en diferentes ubicaciones, la distribución espacial de la temperatura del aire, \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{ \rm{C}}}}}}\right)}\) y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}} }}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) en el plano XOY (X = 0 ~ 3000 mm e Y = 0 ~ 1000 mm) se analizan en la Fig. 3d. Cuando t = 1 min, la distribución espacial de la temperatura del aire y \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}} _ {\left({{{{{\rm{C}}}} }}\right)}\) es moderadamente uniforme, mientras que el máximo \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}} }})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) es tan alto como 0,014 s−1 durante t = 1 ~ 2 min en (X,Y) = (500 mm, 1000 milímetros). Durante los 10 minutos posteriores al encendido de la fuente, la tasa de evaporación de las gotas es grande debido a la gran diferencia de humedad entre la fuente y el aire interior, y las gotas absorben una gran cantidad de calor del aire interior simultáneamente. La temperatura del aire de todas las posiciones en el plano XOY se reduce en 3,2 °C y el rango de variación espacial de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{ {\rm{C}}}}}}\right)}\) se reduce de 0,4 ~ 1,8 a 0,4 ~ 1,3. Durante t = 20 min~30 min, los puntos ubicados en la trayectoria del flujo de humedad obtienen los componentes húmedos antes, completando el DST y entrando al IST más rápido que otros puntos, tienen una temperatura del aire más alta, menor \({{{{ {{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C}}}}}}\right)}\).

La relación entre la temperatura del aire y la humedad en (X, Y) = (500 mm, 1000 mm), afectada por la fuente, se muestra con más detalle en la Fig. 4. En la Fig. 4a, la temperatura del aire disminuye y luego aumenta con tiempo a medida que la humedad específica aumenta continuamente. Cuando la humedad apenas ingresa al ISH, la temperatura disminuye rápidamente, lo que indica que la tasa de evaporación del componente húmedo es mucho mayor. Aproximadamente 8 minutos después de que la variación de la temperatura del aire ingresa al IST, la humedad específica comienza a crecer de manera constante. En el proceso de aumento simultáneo de la temperatura y la humedad del aire, las tendencias de la variabilidad periódica de ambas y la duración de la etapa variable y la etapa constante en cada ciclo son esencialmente las mismas. La razón principal es que cuando el componente húmedo producido por la fuente alcanza una posición durante ISH e IST, se evapora y luego se difunde bajo la diferencia de presión parcial del vapor de agua y, al mismo tiempo, el componente húmedo transfiere calor sensible al aire bajo la diferencia de temperatura. lo que resulta en el aumento simultáneo de la temperatura y la humedad del aire. A medida que disminuyen las diferencias de temperatura y humedad, los procesos de intercambio de calor y difusión de vapor de agua casi cesan. Como resultado, la temperatura y la humedad se mantienen constantes. Pero cuando el nuevo componente húmedo ingresa a la habitación, las diferencias de temperatura y humedad aumentan gradualmente y la temperatura y humedad del aire entran en la siguiente etapa variable.

a Humedad específica del aire (curva azul marino con puntos) y temperatura (rojo intenso con puntos), cuya incertidumbre es ud y uT. b Relación de contribución de la humedad interior (\({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)} \)) (curva azul marino con cuadrados) y Ratio de contribución del clima interior (\({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C }}}}}}\right)}\)) (rojo intenso con cuadrados), cuya incertidumbre es uCRI(H) y uCRI(C). c Tasa de cambio en la contribución de la humedad (\({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{\rm{H}}}}}})}^{{{ {{{\rm{t}}}}}}}\)) (curva azul marino con triángulos) y Tasa de cambio de contribución del clima interior (\({{{{{{\rm{CRI}}}}}} }_{({{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\)) (rojo intenso con triángulos), cuyo la incertidumbre es uCRIt(H) y uCRIt(C).

\({{{{{{\rm{CRI}}}}}}} _ {\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\) y \({{ {{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{\rm{C}}}}}}\right)}\) ambos cambian bruscamente dentro de t = 0 ~ 6 min, pero el valor máximo de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)} \) es 1,3 mayor y aparece 1 min antes (Fig. 4b). Posteriormente, \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\) aumenta periódicamente en un rango estrecho por encima de 1,0, mientras que \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C}}}}}}\right)} \) muestra una disminución cíclica.

La consistencia dimensional \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{\ rm{t}}}}}}}\) y \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}} )}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) se obtienen considerando la escala de tiempo después de convertir la temperatura del aire y la humedad específica en \({{{{{{\rm{CRI) adimensional }}}}}}}_{({{{{\rm{C}}}}}})}\) y \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_ {({{{{{\rm{H}}}}}})}\). Por lo tanto, \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{\rm {t}}}}}}}\) y \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}}) }^{{{{{\rm{t}}}}}}\) se puede utilizar para comparar la diferencia de los efectos dinámicos de la misma fuente en la temperatura y la humedad ambiental, lo que aprovechará el control combinado preciso. de la temperatura y la humedad del aire. Como se muestra en la Fig. 4c, \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{\rm{H}}}}}})}^{{{ {{{\rm{t}}}}}}}\) y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}} }}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) primero aumenta rápidamente hasta el valor máximo durante t = 1 ~ 2 min y t = 1 ~ 3 min respectivamente, y luego ambos disminuyen antes de t = 3 min y t = 4 min. Posteriormente, su variación muestra tendencias de fluctuación periódicas similares. Los fenómenos anteriores verifican aún más la similitud de las tendencias generales de las fuentes que afectan los campos de humedad y temperatura del aire.

Además, el rango de variación de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)} \) es mucho más ancho que el de \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C}}}}}}\right) }\) dentro de los primeros 5 minutos, y el de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}}) }^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) también es más ancho que el de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({ {{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{\rm{t}}}}}}}\), sugiriendo el período de influencia inicial de la fuente en el experimento sobre el El ambiente húmedo tiene las características más dinámicas. Para las fluctuaciones periódicas posteriores, el rango de fluctuación de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^ {{{{{{\rm{t}}}}}}}\) es más estrecho que \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\ rm{C}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\), lo que indica que la fuente influye más notablemente en el campo de temperatura del aire.

Cuando los parámetros de la fuente, como la intensidad de la fuente y la temperatura del agua de la fuente, cambian, los parámetros físicos del componente húmedo cambiarán en consecuencia, lo que afectará el intercambio de calor y humedad entre la fuente y el aire ambiente. Para verificar la viabilidad de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{ {\rm{t}}}}}}}\) y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}} }})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) al describir la diferencia de temperatura y humedad del aire en el mismo punto espacial (X, Y) = (500 mm, 1000 mm ) influenciado por la fuente con diferentes parámetros de la fuente, se seleccionan para el análisis varias condiciones de intensidad de la fuente de humedad y temperatura del agua de la siguiente manera.

La Figura 5a muestra los flujos de humedad producidos por las fuentes con intensidades de 0.097 g s-1, 0.573 g s-1 y 0.773 g s-1. Como se muestra en la Fig. 5b, todas las fuentes de humedad de diferentes intensidades contribuyen a un aumento de la humedad del aire con el tiempo, pero sus tendencias de variación exactas de la humedad específica, \({{{{{{\rm{CRI}}}}}} }_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\) y \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{( {{{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) difieren entre sí. Cuando la intensidad de la fuente es 0,097 g s−1, la humedad específica no aumenta claramente hasta t = 16 min. La humedad de la fuente de intensidad 0.573 g s-1 y 0.773 g s-1 pasa por la etapa de aumento seguida por la etapa estable, mientras que la última tiene la etapa de aumento más larga con una mayor tasa de crecimiento, lo que indica que una fuente de mayor intensidad tiene un efecto más notable. sobre la mejora del ambiente de humedad interior. Cuando la intensidad de la fuente es relativamente grande, la humedad se difunde rápidamente por todo el espacio, lo que da como resultado una pequeña diferencia entre el aumento de humedad en este punto y el aumento promedio de humedad en todo el espacio. Por lo tanto, la variación de \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\) bajo una intensidad de fuente de 0,773 g s−1 es básicamente estable en 1,0 después de t = 5 min.

El \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{{\rm{ t}}}}}}}\) de cada condición de intensidad de fuente fluctúa principalmente alrededor de 0 después del cambio dramático. Bajo la intensidad de la fuente 0,773 g s−1, \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^{ {{{{{\rm{t}}}}}}}\) alcanza 0,055 s−1 en t = 2 min y -0,042 s−1 en t = 3 min. Posteriormente, la diferencia de humedad entre el aire y la fuente disminuye, la tasa de evaporación se reduce y \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H }}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) comienza a fluctuar. Cuando la intensidad es 0,573 g s−1, \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^{ {{{{{\rm{t}}}}}}}\) fluctúa ampliamente en el rango de -0,010 ~ 0,002 s−1 durante el t = 2 ~ 9 min y luego fluctúa según \({{{{ {{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}} }\) = 0. El \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{\rm{H}}}}}})}^{{{ {{{\rm{t}}}}}}}\) de 0,097 g s−1 también fluctúa alrededor de 0 después de alcanzar un máximo de 0,024 s−1, pero tiene un rango de fluctuación más amplio que el de 0,573 g s−1 y 0,773 g s− 1.

En la Fig. 5c, la temperatura del aire disminuye continuamente para una intensidad de fuente de 0.097 g s-1, mientras que comienza a aumentar después de disminuir a un mínimo en las otras condiciones. En consecuencia, el \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C}}}}}}\right)}\) de 0,097 g s−1 aumenta en general pero de 0,573 g s−1 y 0,773 g s−1 disminuye después de aumentar al valor máximo 3,3 y 3,0, respectivamente. A medida que aumenta la intensidad de la fuente, la temperatura del aire disminuye con un horario de verano más corto. La temperatura del aire con una intensidad de fuente de 0,773 g s-1 disminuye 8,5 °C en solo 4 min. La razón puede ser que una fuente de mayor intensidad produce más componente húmedo por segundo, y se mejora el intercambio de calor latente y sensible entre ella y el aire circundante.

El \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{{\rm{ t}}}}}}}\) la variación es diferente entre las distintas condiciones de intensidad de la fuente. Fluctúa ligeramente alrededor de 0 a 0,097 g s-1. Cuando la intensidad de la fuente es 0,573 g s−1, el \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})} ^{{{{{{\rm{t}}}}}}}\) aumenta de 0,011 s−1 a 0,018 s−1 y disminuye continuamente dentro de t = 2 ~ 6 min, luego fluctúa periódicamente en el rango de - 0,005 ~ 0,002 s-1. Bajo la condición de intensidad de 0,773 g s−1, \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^ {{{{{{\rm{t}}}}}}}\) varía notablemente durante los primeros 8 minutos y fluctúa periódicamente con un rango menor que las condiciones de 0,097 g s−1 y 0,573 g s−1. Por lo tanto, a medida que aumenta la intensidad de la fuente, el efecto dinámico de la fuente sobre el ambiente térmico interior se vuelve más notable durante el DST pero menos prominente durante el IST.

La Figura 6a muestra las imágenes térmicas infrarrojas de los flujos de humedad producidos por las fuentes con temperaturas de agua de 23,9 °C y 44,1 °C. La variación de la humedad y la temperatura específicas del aire, \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right )}\) y \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C}}}}}}\right)}\) , \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{\rm{ t}}}}}}}\) y \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})} ^{{{{{{\rm{t}}}}}}}\) bajo diferentes condiciones de temperatura del agua de origen se muestran en la Fig. 6b y la Fig. 6c. La humedad específica aumenta continuamente para ambas condiciones de temperatura del agua de origen. En condiciones de temperatura del agua de 44,1 °C y 23,9 °C, la humedad específica aumenta en 8,2 g kg-1 y 8,4 g kg-1 en 20 minutos, respectivamente. Al mismo tiempo, el \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\) de 23,9 Los °C disminuyen y luego aumentan mientras que el de 44,1 °C fluctúa entre 0,7 y 1,1 antes de que se apague la fuente. A medida que la temperatura del agua disminuye de 44,1 °C a 23,9 °C, el rango de fluctuación de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H} }}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) durante t = 8 ~ 30 min se reduce de −0,002 ~ 0,002 s−1 a -0,001 ~ 0,002 s− 1. Esto significa que una fuente con una temperatura del agua más alta tiene un impacto más dinámico en el campo de humedad interior.

Como se muestra en la Fig. 6c, la temperatura del aire primero disminuye y luego aumenta con el tiempo para ambas condiciones de temperatura del agua. Sin embargo, cuando la temperatura del agua de la fuente es 44.1 °C, la etapa de disminución de la temperatura del aire no comienza hasta t = 11 min, pero su duración es 3 min menor que la de la temperatura del agua de la fuente 23.9 °C. La razón principal es que la cantidad de calor sensible transferido desde el componente húmedo de alta temperatura al aire es comparable al calor latente transferido desde el aire debido a la evaporación de la humedad, lo que da como resultado que la temperatura del aire permanezca constante durante los primeros 11 minutos. La tasa de intercambio de calor latente en este punto se vuelve mayor que la sensible a medida que la tasa de evaporación del componente húmedo aumenta continuamente y la temperatura del aire cae. A medida que disminuye la diferencia de humedad entre la fuente y el aire, el intercambio de calor sensible más fuerte de la condición de temperatura alta del agua rápidamente asume el papel dominante del latente, y la duración del horario de verano en la condición de 44,1°C es más corta. Además, el notable período de cambio de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{\rm{C}}}}}})}^{{{ {{{\rm{t}}}}}}}\) aparece en t = 0 ~ 5 min cuando la temperatura del agua es de 23,9 °C, y la de la condición de temperatura del agua de 44,1 °C aparece en los últimos 11 min, lo que sugiere que la etapa de impacto significativo de la fuente con mayor temperatura del agua sobre la distribución de la temperatura del aire aparece más tarde.

En general, cuando la intensidad de la fuente es constante, un aumento apropiado en la temperatura del agua de la fuente puede mejorar la humedad interior, al tiempo que reduce su efecto en el campo de la temperatura del aire interior como fuente de calor negativa.

Además, en cuanto a fuentes de diferentes parámetros que influyen en el mismo ambiente interior, si el \({{{{{\rm{CRI}}}}}}\) influenciado por cada fuente aumenta o disminuye en el mismo valor, la diferencia La influencia de la velocidad y eficiencia de cada fuente estudiada sobre el campo de humedad interior o el campo de temperatura se puede determinar con mayor precisión, según el rango de variación y tendencia de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}} ^{{{{{{\rm{t}}}}}}}\). Esto favorece la selección posterior de parámetros de fuente de calor y humedad en una variedad de situaciones de control dinámico del ambiente interior.

El ambiente interior con diferentes temperaturas y humedad del aire modificará las diferencias de temperatura y humedad entre la fuente y el aire ambiente, lo que afectará el efecto de la fuente sobre la temperatura interior y la distribución de la humedad. Además, las velocidades de transferencia de calor, evaporación y difusión también son diferentes para distintas presiones atmosféricas. A continuación, se analiza el impacto del humidificador como fuente de humedad y calor en el ambiente interior con diferentes temperaturas ambientales, humedad y presión atmosférica utilizando los índices actualmente propuestos \({{{{{{\rm{CRI}}} }}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) y \({{{ {{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}} }}\).

Cuando la temperatura del aire ambiente y la humedad específica son (21,5 °C, 10,0 g kg-1), (25,0 °C, 16,5 g kg-1) y (27,0 °C, 18,0 g kg-1), los índices varían en el El mismo punto espacial (X, Y) = (500 mm, 1000 mm) se muestra en la Fig. 7a y la Fig. 7b. La humedad específica para estas condiciones aumenta en 8,4 g kg-1, 8,2 g kg-1 y 10,0 g kg-1 a su vez antes de que se apague la fuente. Cuando la temperatura y la humedad ambiente son 21,5 °C y 10,0 g kg−1 respectivamente, el máximo \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{ H}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) es tan alto como 0,031 s−1. La razón probable es que la diferencia de humedad entre la fuente y el aire interior es mucho mayor debido a la menor humedad ambiental inicial (10,0 g kg-1), y la evaporación de las gotas se acelera.

La variación de la humedad y la temperatura del aire, relación de contribución de la humedad interior (\({{{{{\rm{CRI}}}}}}} _ {\left({{{{{\rm{H}}} }}}\right)}\)) y relación de contribución del clima interior (\({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C }}}}}}\right)}\)), tasa de cambio de contribución de humedad (\({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{ H}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\)) y tasa de cambio de contribución del clima interior (\({{{{{{\rm{CRI }}}}}}}_{({{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\)) bajo varios condiciones ambientales. a La variación de la humedad específica (curvas con cuadrados), \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}} }\right)}\) (curvas con puntos) y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}} )}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) (curvas con triángulos) en el punto (X,Y) = (500,1000) mm influenciados por las fuentes bajo diversas temperaturas del aire ambiente y humedades (21,5 °C/10,0 g kg-1), (25,0 °C/16,5 g kg-1) y (27,0 °C/18,0 g kg-1), cuya incertidumbre es ud, uCRI(H) y uCRIt( H) (n = 123 muestras, 135 muestras y 108 muestras). b La variación de la temperatura del aire (curvas con cuadrados), \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C}}}}} }\right)}\) (curvas con puntos) y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}} )}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) (curvas con triángulos) en el punto (X,Y) = (500, 1000) mm influenciados por las fuentes bajo diversas temperaturas del aire ambiente y humedades (21,5 °C/10,0 g kg−1), (25,0 °C/16,5 g kg−1) y (27,0 °C/18,0 g kg−1), cuya incertidumbre es uT, uCRI(C) y uCRIt( C) (n = 123 muestras, 135 muestras y 108 muestras). c La variación de la humedad específica (curvas con cuadrados), \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}} }\right)}\) (curvas con puntos) y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}} )}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) (curvas con triángulos) en el punto (X,Y) = (500, 1000) mm influenciado por las fuentes bajo presiones atmosféricas 65,20 kPa (morado) y 97,91 kPa (verde), cuya incertidumbre es ud, uCRI(H) y uCRIt(H) (n = 135 muestras y 130 muestras). d La variación de la temperatura del aire (curvas con cuadrados), \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C}}}}} }\right)}\) (curvas con puntos) y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}} )}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) (curvas con triángulos) en el punto (X,Y) = (500,1000) mm influenciado por las fuentes bajo presiones atmosféricas 65,20 kPa (morado) y 97,91 kPa (verde), cuya incertidumbre es uT, uCRI(C) y uCRIt(C) (n = 135 muestras y 130 muestras).

En la Fig. 7b, la temperatura del aire de cada condición disminuye rápidamente y luego aumenta gradualmente, y la transición de DST a IST, donde aparece la temperatura más baja, está en el rango de t = 8 ~ 11 min. Cuando la temperatura del aire ambiente es de 21,5 °C, 25,0 °C y 27,0 °C, \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{ C}}}}}}\right)}\) aumenta en 0,6, 0,3 y 0,4 durante el horario de verano. La temperatura de 21,5 °C y 27,0 °C disminuye respectivamente en 0,6 y 0,4 durante la IST, pero la de 25,0 °C se mantiene estable en torno a 1,3. El \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{{\rm{ t}}}}}}}\) disminuye o aumenta notablemente en t = 0 ~ 5 min, luego muestra una tendencia fluctuante. El máximo \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{{\rm {t}}}}}}}\) de la condición de temperatura ambiente 21,5 °C, 25,0 °C y 27,0 °C es 0,007 s-1, 0,005 s-1 y 0,006 s-1, respectivamente. La razón puede ser que, durante la prueba experimental, la temperatura del agua de la fuente fluctuó y la diferencia de temperatura entre la fuente y el aire interior fue de 6,6 °C, -0,3 °C y 0,1 °C en consecuencia. A medida que aumenta esta diferencia de temperatura, la intensidad del intercambio de calor entre la fuente y el aire se vuelve más pronunciada.

En resumen, cuando la temperatura del agua de origen es superior a la temperatura ambiente, bajar la temperatura ambiente puede aumentar la diferencia de temperatura entre ellas y acelerar el intercambio de calor entre el componente húmedo y el aire. Además, la diferencia de humedad entre el aire ambiente y la fuente sigue siendo el factor de impacto crucial para la fuente que influye en la humedad ambiental interior.

Como se muestra en la Fig. 7c, las tendencias de la variación de la humedad del aire a 65,20 kPa y 97,91 kPa son claramente diferentes entre sí. A una presión atmosférica de 65,20 kPa, la humedad específica aumenta ligeramente en 1,7 g kg-1 en 30 min. A 97,91 kPa, la humedad específica eventualmente aumenta en 3,4 g kg−1 y \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}} }}}}\right)}\) aumenta a 1,2, con un coeficiente de difusión de vapor de agua pequeño. Sin embargo, cuando la fuente se enciende durante 30 min, \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}} }\right)}\) de 65,20 kPa es tan bajo como 0,5. La razón puede ser que cuando el componente húmedo alcanza un punto espacial, debido a la diferencia de humedad se evapora en vapor de agua y la humedad del aire aumenta brevemente. Posteriormente, debido al gran coeficiente de difusión del vapor de agua \({D}_{i,m}\) a baja presión, según las ecuaciones de intercambio de calor y masa entre las gotas y el aire (Ecs. 1-3)35,36 ,37, la mayor parte del vapor de agua permanece en este lugar sólo durante un corto tiempo y se difunde rápidamente en el espacio peribacteroide, de modo que la humedad específica en este punto se reduce. Como resultado, la fuente tiene menos efecto en la mejora del ambiente de humedad interior a baja presión. Los notables rangos de variación de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{ {\rm{t}}}}}}}\) a 97,91 kPa y 65,20 kPa aparecen dentro de los primeros 5 minutos, y ambas condiciones de presión atmosférica fluctúa periódicamente con la línea base \({{{{{{\rm{ IRC}}}}}}}_{({{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) = 0 después.

donde \({m}_{{{{{\rm{p}}}}}}}\) es la masa de la gota (kg), \({k}_{{{{{{\rm{ c}}}}}}}\) es el coeficiente de transferencia de masa (ms−1), \({A}_{{{{{{\rm{p}}}}}}}\) es el área de la superficie de gota (m2), \(\rho\) es la densidad del aire (kg m-3), \({B}_{{{{{{\rm{m}}}}}}}\) es la Número de masa de Spalding, \({D}_{{{{{{\rm{i}}}}}},{{{{{\rm{m}}}}}}}\) es el coeficiente de difusión de vapor de agua en el aire a presión \(p\) y temperatura \(T\) (m2 s−1), \(Sh\) es el número de Sherwood, \({d}_{{{{{{\rm {p}}}}}}}\) es el tamaño de la gota (m), \({D}_{0}\) es el coeficiente de difusión del vapor de agua en el aire cuando \({p}_{0} \) = 101,30 kPa y \({T}_{0}\) = 273,0 K, que se toma como 0,22 × 10-4 m2 s−1, \({c}_{{{{{{\rm{ p}}}}}}}\) es la capacidad calorífica específica de la gota a presión constante (J kg−1 K−1), \({T}_{{{{{{\rm{p}}}} }}}\) es la temperatura de la gota (K), \(h\) es el coeficiente de transferencia de calor por convección (W m-2 K−1), \({T}_{\infty }\) es la temperatura ambiente temperatura del aire (K), \({h}_{{{{{{\rm{fg}}}}}}}\) es la cantidad de intercambio de calor latente (J kg−1), \({\varepsilon }_{{{{{\rm{p}}}}}}}\) es la emisividad de las gotas, \(\sigma\) es la constante de Stefan-Boltzmann, 5,67 × 10-8 (W m-2 K- 4), \({\theta }_{{{{{{\rm{R}}}}}}}\) es la temperatura de radiación (K).

En la Fig. 7d, la fuente utilizada en condiciones de presión atmosférica de 65,20 kPa y 97,91 kPa tiene una intensidad de fuente pequeña y una temperatura del agua de fuente elevada, por lo que la temperatura del aire permanece constante o luego disminuye después de eso. Bajo la condición de 65,20 kPa, \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{ {{{\rm{t}}}}}}}\) apenas cambian durante la mayor parte del tiempo cuando la fuente está operativa.

La variación de la humedad del aire bajo la influencia de una fuente de humedad se puede dividir en una etapa de aumento y una etapa estable, mientras que la variación de la temperatura del aire bajo la influencia de ésta como fuente de calor se puede dividir en una etapa de disminución y una etapa de aumento. Las características dinámicas de la fuente que influyen en la humedad interior y el ambiente térmico en cada etapa se pueden representar de forma más intuitiva y precisa mediante los índices propuestos \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{( {{{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\) y \({{{{{{\rm{CRI }}}}}}}_{({{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\), que es propicio para un control transitorio más detallado del ambiente interior.

Basado en la variación de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{{ {\rm{t}}}}}}}\) y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}} }})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\), encontramos que la influencia dinámica de la fuente en el ambiente interior es bastante diferente para varios parámetros de la fuente y parámetros ambientales. Cuando la temperatura de la fuente de agua es mayor que la temperatura ambiente, aumentar la intensidad de la fuente y la temperatura de la fuente de agua puede aumentar adecuadamente la humedad del aire y al mismo tiempo reducir el efecto de la fuente de humedad como fuente de calor negativa sobre la temperatura del aire. Cuando se fijan la intensidad y la temperatura del agua, la influencia de la fuente en el ambiente de secado criogénico se vuelve más notable. Además, la fuente utilizada en este estudio tiene menos efecto en la mejora de los niveles de humedad interior a baja presión.

Para facilitar el análisis del flujo de humedad que entrega el humidificador, afectando el campo de humedad interior, se puede considerar como dos partes, el flujo de aire con humedad igual a la humedad ambiental y la fuente de humedad ubicada en la salida del humidificador (Fig. 8a). Si el flujo de humedad tiene una humedad mayor que el aire ambiente, el componente húmedo se difunde continuamente y eleva el nivel de humedad del ambiente interior. Se considera una fuente positiva de humedad y un flujo isohúmedo. Por el contrario, cuando entra en la habitación un flujo con menos componentes que el aire ambiente, se puede considerar como una fuente de humedad negativa y un flujo isométrico.

Experimento de verificación de viabilidad del cambio en la tasa de contribución de la humedad (\({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^ {{{{{{\rm{t}}}}}}}\)) y tasa de cambio de contribución del clima interior (\({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{( {{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{\rm{t}}}}}}}\)) por un humidificador ultrasónico bajo diversos parámetros de fuente y condiciones ambientales. a Flujo de humedad como fuente de humedad y calor. Cuando se utiliza un humidificador para suministrar humedad a una habitación, el flujo de aire (humedad del aire dflow, temperatura del aire Tflow) generado por el dispositivo intercambia la humedad y el calor con el aire interior (humedad del aire interior, temperatura del aire Tindoor) simultáneamente, lo que puede ser considerado como una fuente de humedad para el campo de humedad y una fuente de calor para el campo de temperatura. b Disposición de los puntos de medida y de las instalaciones de medida. Los puntos de medición de la temperatura y la humedad del aire están dispuestos en el plano XOY (X = 0, 500, 1000, 2000, 3000 mm, Y = 0, 500, 1000, 1500 y 2000 mm), y los puntos de medición de la velocidad del aire están dispuestos en X = 0, 500, 1000, 2000 y 3000 mm a lo largo del eje de salida de la fuente. El intervalo de muestreo se establece en 1 min.

Por otro lado, al analizar la influencia del flujo de aire húmedo sobre el campo de temperatura, se puede considerar como una fuente de calor y el flujo con una temperatura es igual a la temperatura interior inicial30. El intercambio de calor entre la fuente de calor y el flujo isotérmico consiste en una transferencia de calor sensible y una transferencia de calor latente debido a la evaporación de las gotas. Si el flujo de aire es calentado por la fuente de calor y luego transfiere calor al aire interior en general, lo que resulta en un aumento de la temperatura del aire, puede considerarse como una fuente de calor positiva y un flujo isotérmico, y viceversa como un calor negativo. fuente y el flujo isométrico.

La disposición específica del experimento se muestra en la Fig. 8b. En primer lugar, el sistema de aire acondicionado funciona durante 180 minutos para garantizar que la temperatura y la humedad en el espacio experimental (4000 mm (largo) × 2000 mm (ancho) × 2500 mm (alto)) cumplan con los requisitos de las condiciones operativas y permanezcan estables. Posteriormente, la salida de la fuente de humedad se colocó a 1000 mm de altura (es decir, a la mitad de la altura del espacio experimental). La fuente de humedad se encendió después de apagar el aire acondicionado, permitiendo que el aire húmedo fluyera hacia la cámara de prueba a cierta velocidad, y se cerró después de 30 minutos de funcionamiento constante. Para evitar que el experimento actual influya en el siguiente, se utilizaron aire acondicionado y un deshumidificador para llevar la temperatura y la humedad ambiente a los requisitos de las siguientes condiciones experimentales. Los parámetros de prueba incluyen la temperatura del aire, la humedad relativa, la velocidad del aire, la presión atmosférica y la temperatura y masa de agua en el tanque de agua de la fuente de humedad. La temperatura del aire se utiliza para calcular \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{\rm{C}}}}}}\right)} \) y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{{{\ rm{t}}}}}}}\). La humedad específica, calculada a partir de la temperatura del aire, la humedad relativa y la presión atmosférica, se utiliza para calcular \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\ rm{H}}}}}}\right)}\) y \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}} }}})}^{{{{{\rm{t}}}}}}}\). Y la masa de agua en el tanque antes y después del experimento se utiliza para calcular la capacidad de humidificación (es decir, la intensidad de la fuente).

La temperatura del aire y la humedad relativa en cada punto de medición se registraron utilizando el DS1923-iButton. Los rangos de medición de este instrumento son −10,0 ~ 50,0 °C y 10 ~ 100 %RH, y la precisión de la medición es ±0,5 °C y ±5 %RH, respectivamente. La velocidad del aire se midió con un anemómetro WFWZF-1 con un rango de medición y una precisión de 0,05 ~ 3,00 m s-1 y ±0,05 m s-1. La temperatura del agua en el tanque se midió mediante un termopar HT-1420K con un rango de medición de -50,0 ~ 1600,0 °C y una precisión de ±0,75%t. La presión atmosférica ambiente se midió con el barómetro SSN-71 con un rango de medición de 30,00 a 110,00 kPa y una precisión de 0,01 kPa. El rango de medición y la precisión de todos los instrumentos experimentales están en línea con los requisitos relacionados del "Estándar de evaluación para el ambiente térmico interior en edificios civiles" (GB/T 50785-2012)38.

Cuando la convección forzada es la forma dominante de flujo de aire que afecta el ambiente interior, la distribución de los campos de humedad y temperatura interior, influenciada por su función como fuente de humedad y calor, tiene una característica lineal28. Para el campo de la humedad, dado que la humedad específica es un escalar pasivo, los efectos de la difusión del vapor y la evaporación de las gotas se pueden analizar por separado cuando se fijan la posición y la intensidad de la fuente de humedad. La variación de la humedad bajo la influencia de la fuente es una superposición lineal de los efectos de humidificación de los dos procesos.

donde \(\rho\) es la densidad del aire interior (kg m-3), \(V\) es el volumen de la habitación acondicionada (m3), \(\bar{X}\) es el promedio específico interior humedad de la habitación (g kg−1), \(t\) es el tiempo (s), \({\rho }_{{{{{\rm{f}}}}}}}\) es la densidad del aire del flujo de humedad (kg m-3); \({V}_{{{{{\rm{f}}}}}}}\) es el caudal de aire del flujo de aire húmedo (m3 s−1), \({X}_{{{ {{{\rm{vapor}}}}}}}\) y \({X}_{{{{{{\rm{gotita}}}}}}}\) es la variación de la humedad específica influenciada por la difusión del vapor de agua y la evaporación de las gotas, respectivamente (g kg-1).

De manera similar, la temperatura del aire es una cantidad escalar. Cuando la intensidad y la ubicación de una fuente de calor permanecen sin cambios o cambian poco, el efecto de la fuente sobre la distribución de la temperatura puede verse como una superposición del intercambio de calor sensible entre el vapor de agua o las gotas y el aire interior, y el intercambio de calor latente entre las gotas. y aire.

donde \(\theta\) es la temperatura del aire (°C), \({{{{{\bf{u}}}}}}}_{{{{{{\bf{i}}}} }}}\) es la velocidad del aire (ms−1), incluyendo \({{{{{\bf{u}}}}}}}_{{{{{{\bf{x}}}} }}}\), \({{{{{\bf{u}}}}}}}_{{{{{\bf{y}}}}}}}\) y \({{ {{{{\bf{u}}}}}}}_{{{{{\bf{z}}}}}}}\), \({x}_{i}\) es el componente de las coordenadas espaciales, incluidas \({x}_{x}\), \({x}_{y}\) y \({x}_{z}\), \({\nu }_{ t}\) es la viscosidad del aire turbulento (kg m-1 s−1), \({\Pr }_{t}\) es el número de Prandtl turbulento, \({c}_{p}\) es el Calor específico del aire interior (J kg−1 K-1), \({q}_{{{{{{\rm{sensible}}}}}}}\) y \({q}_{{{ {{{\rm{latent}}}}}}}\) es la tasa de transferencia de calor sensible y latente entre el flujo de aire húmedo y el aire interior, respectivamente (W).

\({{{{{{\rm{CRI}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\) se refiere a la relación de el aumento (o caída) de la humedad en un punto desde una fuente de humedad individual hasta el aumento (o caída) de la humedad en condiciones de mezcla perfectas para la misma fuente de humedad30 (Fig. 9a). Indica la distribución espacial de la humedad influenciada por la fuente de humedad. Cuando la humedad del aire en el punto es mayor que la humedad inicial, \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}} }}}\right)}\) es mayor que 1,0 y viceversa.

donde \(\delta X(x)\) es el aumento (o caída) de la humedad en un punto \(x\) debido a la fuente de humedad (g kg−1). \({X}_{{{{{\rm{p}}}}}}}\) es el aumento (o caída) de la humedad en condiciones de mezcla perfectas debido a la fuente de humedad (g kg−1). Dado que no se pueden lograr condiciones de mezcla perfectas debido a limitaciones experimentales, la diferencia entre la humedad específica promedio en todos los puntos medidos y la humedad específica inicial en un punto \(x\) se toma como \({X}_{{{{ {{\rm{p}}}}}}}\) en este estudio. \({q}_{n}\) es la intensidad de la fuente de humedad (gs−1).

a Del ratio de contribución de la humedad interior (\({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right) }\)) a tasa de cambio de contribución de humedad \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{H}}}}}})}^ {{{{{{\rm{t}}}}}}}\) considerando la variación dinámica por unidad de tiempo. La humedad en un punto espacial \(x\) es \(X(x)\) en \(t=0\). Después de que la fuente de humedad con intensidad de fuente \({q}_{n}\) entregue el flujo de humedad (densidad del aire \({\rho }_{{{{{{\rm{f}}}}}}}\ ), caudal de aire \({V}_{{{{{{\rm{f}}}}}}}\)) al ambiente interior, la humedad en el punto \(x\) varía en \(\ delta X(x,{t}_{i})\) en \(t={t}_{i}\) y \(\delta X(x,{t}_{i+1})\) en \(t={t}_{i+1}\) en la situación real, que varía en \({X}_{{{{{{\rm{p}}}}}}}({t} _{i})\) en \(t={t}_{i}\) y \({X}_{{{{{{\rm{p}}}}}}}({t}_ {i+1})\) en \(t={t}_{i+1}\) en una situación ideal (es decir, condiciones de mezcla perfectas). La relación de \(\delta X(x,{t}_{i})\) a \({X}_{{{{{{\rm{p}}}}}}}({t}_ {i})\) es la relación de contribución de la humedad interior en el punto \(x\) y el tiempo \({t}_{i}\) (\({{{{{{\rm{CRI}}}} }}}_{\left({{{{\rm{H}}}}}}\right)}(x,{t}_{i})\)), y la relación de \(\delta X(x,{t}_{i+1})\) a \({X}_{{{{{{\rm{p}}}}}}}({t}_{i+1} )\) es la relación de contribución de la humedad interior en el punto \(x\) y el tiempo \({t}_{i+1}\) (\({{{{{\rm{CRI}}}}} }}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}(x,{t}_{i+1})\)). Entonces, la tasa de cambio de contribución de la humedad en el punto \(x\) durante el tiempo \(\triangle t={t}_{i+1}-{t}_{i}\) (\({{{{ {{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{\rm{H}}}}}}\right)}^{{{{{\rm{t}} }}}}}(x,{t}_{i},{t}_{i+1})\)) se puede obtener. b De la relación de contribución del clima interior (\({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{C}}}}}}\right) }\)) a Tasa de cambio de contribución del clima interior \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})} ^{{{{{{\rm{t}}}}}}}\) considerando la variación dinámica por unidad de tiempo. La temperatura en un punto espacial \(x\) es \(\theta (x)\) en \(t=0\). Después de que la fuente de calor con flujo de calor \({\Theta }_{n}\) entrega el flujo (densidad del aire \({\rho }_{{{{{{\rm{f}}}}}}}\ ), caudal de aire \({V}_{{{{{{\rm{f}}}}}}\)) al ambiente interior, la temperatura en el punto \(x\) varía en \(\ delta \theta (x,{t}_{i})\) en \(t={t}_{i}\) y \(\delta \theta (x,{t}_{i+1}) \) en \(t={t}_{i+1}\) en la situación real, que varía en \({\theta }_{{{{{\rm{p}}}}}}}( {t}_{i})\) en \(t={t}_{i}\) y \({\theta }_{{{{{{\rm{p}}}}}}}( {t}_{i+1})\) en \(t={t}_{i+1}\) en situación ideal (es decir, condición de mezcla perfecta). La relación de \(\delta \theta (x,{t}_{i})\) a \({\theta }_{{{{{{\rm{p}}}}}}}({t }_{i})\) es la relación de contribución del clima interior en el punto \(x\) y el tiempo \({t}_{i}\) (\({{{{{{\rm{CRI}} }}}}}_{\left({{{{\rm{C}}}}}}\right)}(x,{t}_{i})\)), y la relación de \( \delta \theta (x,{t}_{i+1})\) a \({\theta }_{{{{{\rm{p}}}}}}}({t}_{ i+1})\) es la relación de contribución del clima interior en el punto \(x\) y el tiempo \({t}_{i+1}\) (\({{{{{{\rm{CRI} }}}}}}_{\left({{{{\rm{C}}}}}}\right)}(x,{t}_{i+1})\)). Entonces, la tasa de cambio de contribución del clima interior en el punto \(x\) durante el tiempo \(\triangle t={t}_{i+1}-{t}_{i}\) (\({{{ {{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{\rm{C}}}}}}\right)}^{{{{{\rm{t} }}}}}}(x,{t}_{i},{t}_{i+1})\)) se puede obtener.

Tomando la derivación del tiempo de \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\) (Fig. 9a), \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{\rm{H}}}}}})}^{{{{ Se puede obtener {{\rm{t}}}}}}}\), que se refiere a la tasa de cambio de la contribución de la fuente de humedad a la humedad del aire en el punto \(x\) durante el tiempo \(\triangle t= {t}_{i+1}-{t}_{i}\). Refleja la característica dinámica de la variación de la humedad bajo la influencia de la fuente de humedad, en unidades de s-1.

donde \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{{\rm{H}}}}}}\right)}\left(x,{ t}_{i}\right)\) es la relación de contribución de la humedad interior de la fuente de humedad en el punto \(x\), el tiempo \({t}_{i}\) y \({{{{ {{\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{\rm{H}}}}}}\right)}\left(x,{t}_{i+1 }\right)\) es el del mismo punto \(x\) en el tiempo \({t}_{i+1}\).

\({{{{{{\rm{C}}}}}}{{{{\rm{RI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}} }})}\) se refiere a la relación entre el aumento (o caída) de temperatura en un punto debido a una fuente de calor individual y el aumento (o caída) de temperatura de la fuente de calor distribuida uniformemente con la misma cantidad de calor28 (Fig. 9b ). Indica el rango de difusión del calor generado por la fuente de calor y su efecto en la distribución de la temperatura interior.

donde \(\delta \theta (x)\) es el aumento (o caída) de temperatura en un punto \(x\) debido a la fuente de calor (°C). \({\theta }_{{{{{\rm{p}}}}}}}\) es el aumento (o caída) de temperatura en condiciones de mezcla perfectas debido a la fuente de calor (°C). Debido a las limitaciones de las condiciones experimentales, la diferencia entre la temperatura promedio del aire de todos los puntos de medición y la temperatura inicial en el punto \(x\) se toma como \({\theta }_{{{{{{\rm{p }}}}}}}\) en este estudio. \({\Theta }_{n}\) es el flujo de calor generado por la fuente de calor (J s−1).

En la figura 9b, de manera similar, \({{{{{\rm{CRI}}}}}}}_{({{{{{\rm{C}}}}}})}^{{{ {{{\rm{t}}}}}}}\) se puede obtener derivando el tiempo de \({{{{{{\rm{C}}}}}}{{{{{\rm {RI}}}}}}}_{({{{{\rm{C}}}}}})}\), que se refiere a la tasa de cambio de la contribución de la fuente de calor a la temperatura del aire en el punto \ (x\) de \({t}_{i}\) a \({t}_{i+1}\). Representa la variación de la distribución de temperatura por unidad de tiempo bajo la influencia de la fuente de calor, en unidades de s-1.

donde \({{{{{{\rm{CRI}}}}}}} _ {\left({{{{{\rm{C}}}}}}\right)}\left(x,{ t}_{i}\right)\) es la relación de contribución del clima interior de la fuente de calor en el punto \(x\), el tiempo \({t}_{i}\) y \({{{{{ {\rm{CRI}}}}}}}_{\left({{{{\rm{C}}}}}}\right)}\left(x,{t}_{i+1} \right)\) es el del mismo punto \(x\) en el tiempo \({t}_{i+1}\).

Los datos que respaldan los hallazgos de este estudio están disponibles a través de los autores previa solicitud razonable. Los datos subyacentes de las figuras del manuscrito principal se incluyen como un archivo Excel en los datos fuente.

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Revelamos haber recibido el siguiente apoyo financiero para la investigación, autoría y publicación de este artículo: la investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (Nos. 52178088, 52078408); el Programa Estatal Clave de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (Nº U20A20311); el Fondo Científico para Jóvenes Académicos Distinguidos de la Provincia de Shaanxi (2022JC-22).

Escuela de Ciencias e Ingeniería de Servicios de Construcción, Universidad de Arquitectura y Tecnología de Xi'an, Xi'an, China

Jiale Hu, Yingying Wang, Dengjia Wang, Yanfeng Liu y Xin Sun

Laboratorio Estatal Clave de Construcción Ecológica, Universidad de Arquitectura y Tecnología de Xi'an, Xi'an, China

Yingying Wang, Dengjia Wang y Yanfeng Liu

Escuela de Ingeniería Civil y Medio Ambiente Construido, Universidad John Moores de Liverpool, Liverpool, L3 3AF, Reino Unido

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Departamento de Ingeniería Civil, Universidad Técnica de Dinamarca, Brovej 118Kgs., Lyngby, DK2800, Dinamarca

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Todos los autores contribuyeron por igual al artículo. YW y DW diseñaron la investigación. JH y XS realizaron los experimentos y llevaron a cabo el análisis de datos. JH preparó el primer borrador del manuscrito, que fue revisado por YL, JF y HD. Todos los autores revisaron y contribuyeron a un borrador final y aprobaron la versión final para su publicación.

Correspondencia a Yingying Wang.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Communications Engineering agradece a los revisores anónimos por su contribución a la revisión por pares de este trabajo. Editores principales: Miranda Vinay y Rosamund Daw.

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Hu, J., Wang, Y., Wang, D. et al. Índices para la evaluación dinámica de la humedad interior y del ambiente térmico. Commun Eng 2, 59 (2023). https://doi.org/10.1038/s44172-023-00109-9

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Recibido: 05 de diciembre de 2022

Aceptado: 10 de agosto de 2023

Publicado: 19 de agosto de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s44172-023-00109-9

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