雙層相變蓄能地板輻射供冷暖空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)建及試驗(yàn)研究.pdf

1、熱濕獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)在建筑和工業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，節(jié)能意義重大。作為一種典型的熱濕獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)，輻射換熱空調(diào)系統(tǒng)相比傳統(tǒng)空調(diào)器具有節(jié)能、靜音、衛(wèi)生等優(yōu)勢。最常見的輻射換熱空調(diào)系統(tǒng)是地板輻射供暖系統(tǒng)，它僅能冬季供暖，夏季仍需采用其他制冷末端及輸送設(shè)備滿足供冷需求，從而增加了成本并占據(jù)了更多的建筑有效空間。為了提高地板輻射供暖系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，本文構(gòu)建了一種具有雙層相變蓄能層且能同時(shí)兼顧供冷和供暖的空調(diào)系統(tǒng)，并對系統(tǒng)的蓄能和放能性能、

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對性能的影響進(jìn)行了研究。主要研究結(jié)論如下:
　　首先，研究了地板輻射供暖系統(tǒng)的能耗情況，并分析了相變蓄能技術(shù)與地板輻射采暖系統(tǒng)的結(jié)合應(yīng)用以及系統(tǒng)存在的不足，構(gòu)建了一種雙層相變蓄能式地板輻射供冷/供暖末端系統(tǒng)。利用高效率的電驅(qū)動熱泵作為雙層相變蓄能式地板輻射供冷/供暖末端系統(tǒng)的冷熱源，構(gòu)建雙層相變蓄能地板輻射供冷暖空調(diào)系統(tǒng)。能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)“谷電”蓄能、“峰電”放能，實(shí)現(xiàn)“移峰填谷”緩解電網(wǎng)壓力，同時(shí)利用峰谷電價(jià)政策，節(jié)省運(yùn)行成

3、本。搭建了雙層相變蓄能式地板輻射供冷/供暖末端系統(tǒng)的試驗(yàn)平臺，為之后夏季工況和冬季工況下系統(tǒng)的試驗(yàn)研究建立了基礎(chǔ)。
　　其次，搭建了兩個(gè)模擬測試箱體:A箱體蓄冷層在上，B箱體蓄熱層在上。在三種供水溫度下對兩箱體進(jìn)行了蓄熱試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果表明:雙層相變蓄能輻射供冷暖空調(diào)系統(tǒng)的蓄熱和放熱過程可以滿足用戶冬季供暖的需求。供水溫度升高的意義在于縮短系統(tǒng)的蓄熱時(shí)間，從而減少系統(tǒng)蓄熱過程中向環(huán)境釋放熱量而引起的熱量損失。在供暖模式下，B箱體

4、的雙層相變蓄能輻射供冷暖空調(diào)系統(tǒng)相比A箱體的系統(tǒng)具有更好的蓄熱效率，并在蓄熱過程結(jié)束后使得箱體具有更高的溫度。在系統(tǒng)的放熱過程中，A箱體的空間溫度的穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于B箱體的空間溫度，且兩個(gè)箱體的蓄冷相變材料層的溫度均存在一個(gè)峰值。在系統(tǒng)放熱過程中，A箱體的地板層溫度隨著系統(tǒng)運(yùn)行而不斷升高，而B箱體的地板層溫度則隨著系統(tǒng)運(yùn)行而不斷降低，且B箱體的地板層溫度高于A箱體。
　　再次，本文在典型工況下對兩種不同結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)箱體進(jìn)行了供冷試驗(yàn)研究

5、，試驗(yàn)結(jié)果表明:雙層相變蓄能輻射供冷暖空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷和釋冷過程可以滿足用戶箱體夏季供冷的需求。系統(tǒng)工作過程中，離地板層越近則空氣溫度越低，且越靠近地板層，不同高度的空氣溫差也越大。兩個(gè)試驗(yàn)箱體中系統(tǒng)蓄冷相變材料層的蓄冷能力很相近。在系統(tǒng)蓄冷過程中，B箱體的系統(tǒng)中蓄熱相變材料層的存在所帶來的找平層溫降延遲很大。A箱體在系統(tǒng)蓄冷階段儲存的總冷量多于B箱體。從系統(tǒng)冷量和熱量的傳遞結(jié)果考慮，在綜合考慮兩種工作模式的前提下，B箱體的傳熱性能優(yōu)于A

6、箱體，并可緩解地板溫度過快下降帶來的熱舒適性差及結(jié)露問題。
　　最后，建立了雙層相變蓄能輻射供冷暖空調(diào)系統(tǒng)的傳熱數(shù)學(xué)模型，模擬結(jié)果表明:系統(tǒng)在兩種工作模式下均可滿足用戶的需求。在系統(tǒng)的蓄熱過程中，系統(tǒng)各層的溫度呈現(xiàn)了“兩側(cè)低，中間高”的態(tài)勢。當(dāng)供水溫度為42℃時(shí)，系統(tǒng)蓄熱相變材料層儲熱能力得到了完全利用。在系統(tǒng)的蓄冷過程中，系統(tǒng)各層的溫度呈現(xiàn)“兩側(cè)高，中間低”的態(tài)勢。當(dāng)供水溫度為16℃時(shí)，系統(tǒng)的冷源品位得到了比較好的利用。在供冷和