U型毛細(xì)管網(wǎng)輻射板頂板輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)研究.pdf

1、毛細(xì)管網(wǎng)輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)作為一種低能耗、高舒適性的新型空調(diào)方式得到了越來(lái)越廣泛的研究和工程應(yīng)用，但是在實(shí)際推廣中也遇到了一些瓶頸，主要是結(jié)露問(wèn)題、供冷能力不足問(wèn)題和一次性投資問(wèn)題。當(dāng)輻射板表面溫度低于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，因而也制約了輻射板的供冷能力，并導(dǎo)致一次性投資增加。影響毛細(xì)管網(wǎng)輻射板供冷能力的因素主要有輻射板自身的結(jié)構(gòu)性因素、運(yùn)行因素、室內(nèi)環(huán)境溫度等，本文針對(duì)這三種因素對(duì)毛細(xì)管網(wǎng)輻射板供冷能力的影響展開(kāi)研究，建立了

2、U形石膏毛細(xì)管網(wǎng)輻射板的三維流-固耦合模型，采用數(shù)值模擬軟件Fluent模擬毛細(xì)管網(wǎng)輻射板表面溫度分布規(guī)律，通過(guò)改變席長(zhǎng)、管間距、石膏層厚度等參數(shù)，找出影響該種輻射板換熱性能的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)因素，通過(guò)大量模擬計(jì)算，探尋有利于提高石膏毛細(xì)管網(wǎng)輻射板供冷能力的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)或范圍;并在此基礎(chǔ)上，研究供水溫度、供水流速、室內(nèi)溫度等因素對(duì)石膏毛細(xì)管網(wǎng)輻射板供冷性能的影響。模擬研究表明:(1)結(jié)構(gòu)性因素中，U型毛細(xì)管網(wǎng)石膏輻射板的單位面積供冷量隨管間距

3、和石膏層厚度的增大而降低，受席長(zhǎng)影響很小，管間距由10mm增加到40mm，輻射板單位面積供冷量減少18.5W/m2;石膏層厚度由10mm增加到25mm，輻射板單位面積供冷量減少27.61 W/m2;席長(zhǎng)增加1000mm，輻射板單位面積供冷量只減少1.14 W/m2;側(cè)邊界條件對(duì)輻射板供冷量也有一定影響，側(cè)面絕熱比側(cè)面直接接觸空氣時(shí)輻射板下表面溫度低0.3℃。(2)運(yùn)行因素中，U型石膏毛細(xì)管網(wǎng)輻射板的單位面積供冷量隨供水溫度降低而增大，改

4、變供水流速對(duì)輻射板單位面積供冷量影響很小，供水12℃比供水20℃時(shí)輻射板單位面積供冷量增大64.89W/m2;供水流速0.1m/s比供水流速0.5m/s時(shí)，輻射板單位面積供冷量只降低了1.48W/m2。(3)毛細(xì)管網(wǎng)輻射板單位面積總供冷量隨室內(nèi)溫度的升高而增大，室內(nèi)溫度28℃比室內(nèi)溫度23℃時(shí)，輻射板單位面積供冷量增大42.28W/m2。
　　 本研究搭建了毛細(xì)管網(wǎng)頂板輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，將石膏毛細(xì)管網(wǎng)輻射板制作成模塊化結(jié)構(gòu)

5、，吊裝于實(shí)驗(yàn)小室頂部，采用輻射吊頂+置換通風(fēng)/貼附射流模式，通過(guò)LabVIEW程序自動(dòng)控制，以?xún)?yōu)先控制結(jié)露為原則，實(shí)驗(yàn)測(cè)試了U10石膏毛細(xì)管網(wǎng)輻射板在不同供水溫度、不同送風(fēng)方式下，輻射板表面溫度分布情況和室內(nèi)溫度分布;并比較了在相同測(cè)試條件下U型石膏毛細(xì)管網(wǎng)輻射板和U型金屬毛細(xì)管網(wǎng)輻射板在輻射板表面溫度分布和供冷效果方面的差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:金屬輻射板表面溫度分布的不均勻度比石膏輻射板小;金屬輻射板表面溫度最不利點(diǎn)位于輻射板供水口附近，

6、石膏輻射板表面溫度最不利點(diǎn)位于輻射板中心部位，應(yīng)以最不利點(diǎn)溫度為依據(jù)控制結(jié)露;輻射板制冷量受管密度影響較大，相同供水溫度下，U10石膏毛細(xì)管網(wǎng)輻射板的單位面積供冷量比U20毛細(xì)管網(wǎng)金屬輻射板高15 W/m2左右;降低供水溫度可以顯著提高輻射板供冷量，在沒(méi)有結(jié)露危險(xiǎn)時(shí)，可通過(guò)降低供水溫度使室內(nèi)溫度在短時(shí)間內(nèi)降低，四十分鐘左右即有明顯效果;在室溫控制方面，金屬毛細(xì)管網(wǎng)輻射板較石膏毛細(xì)管網(wǎng)輻射板反應(yīng)迅速，在相同條件下，安裝金屬輻射板的房間比安