毛細管網(wǎng)輻射供冷舒適性的實驗與數(shù)值模擬研究.pdf

1、輻射供冷由于舒適性高，衛(wèi)生安全，節(jié)能潛力大，可利用低品位能源等諸多優(yōu)勢，國內外學者已經(jīng)對不同形式輻射供冷的系統(tǒng)性能、設計控制方法、室內熱環(huán)境特性、人員舒適性等開展了大量的理論和實驗研究。其中毛細管網(wǎng)作為一種新型的輻射供冷末端，具有廣泛的應用前景。目前國內外對供冷末端熱舒適研究有很多，但對毛細管網(wǎng)輻射供冷下人體熱舒適的研究較少?；诖耍P者認為有必要對夏季毛細管網(wǎng)輻射供冷的熱舒適進行研究，探明不同輻射末端的毛細管網(wǎng)對人體熱舒適的影響，以及

2、不同室內溫度工況下的室內熱環(huán)境與舒適性，為長江流域地區(qū)輻射供冷研究提供一定研究基礎。
　　首先通過人體熱舒適實驗論證了毛細管輻射供冷具有較好的舒適度?；谥貞c大學毛細管輻射供冷/供暖實驗平臺，筆者首先在夏季開展人體熱舒適實驗，分析側墻和頂板兩種末端毛細管網(wǎng)輻射供冷方式下室內熱環(huán)境和熱舒適性，研究輻射供冷環(huán)境下PMV-PPD指標預測評價環(huán)境熱舒適的適用性。20名在校大學生作為受試者（男女各10名），分別參加了兩種輻射供冷末端（毛細管

3、側墻和毛細管頂板）（環(huán)境溫度控制在中性環(huán)境下26℃）試驗工況。實驗持續(xù)120min，期間受試者處于靜坐狀態(tài)，服裝熱阻約為0.4clo，代謝水平1.1met。結果表明，實驗環(huán)境達到穩(wěn)態(tài)后，兩種毛細管輻射供冷末端的室內相對濕度、風速、垂直溫差、輻射非對稱性、熱感覺和熱舒適均滿足舒適要求，表明兩種供冷末端都能提供滿意的熱舒適；兩種輻射末端下的平均輻射溫度和空氣溫度相差不多；其中頂板輻射的垂直溫差更小，受試者在頂板輻射供冷條件下熱感覺更接近中性

4、，且熱舒適性更高，同時環(huán)境期望和總體可接受度投票在頂板輻射條件下也較側墻輻射高；穩(wěn)態(tài)環(huán)境下側墻和頂板兩種輻射末端其室內熱環(huán)境都比較均勻，預測PMV值與受試者實際熱感覺投票TSV相差小于0.5，表明PMV指標可以用來預測評價輻射供冷環(huán)境熱舒適性。
　　其次，在人體熱舒適實驗論證了在輻射供冷環(huán)境下其室內熱環(huán)境具有較好的均勻性且PMV-PPD評價指標具有較好預測準確性基礎上，本文進一步開展了不同輻射供冷末端下室內熱環(huán)境特性研究。以系統(tǒng)供

5、水溫度18℃為例，本文測試了在無人員干擾條件下毛細管網(wǎng)輻射供冷室內熱環(huán)境，并對比分析了側墻和頂板毛細管輻射供冷時的圍護結構溫度、輻射溫度、室內溫度場、風速場等。在此基礎上建立毛細管網(wǎng)輻射供冷環(huán)境下CFD模型，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，對CFD模型的準確性和可靠性進行驗證。結論表明，CFD模擬結果和實驗測試的空間溫度場、壁面溫度和熱舒適性上都呈現(xiàn)較好的一致性，表明建立的輻射供冷模型可以較好的預測室內熱環(huán)境特性。
　　最后，基于系統(tǒng)實驗測試驗證

6、了所建立模型的基礎上，本文進一步將模型進行了預測評價和擴展應用，對不同工況下毛細管網(wǎng)輻射供冷的熱舒適進行了對比分析。通過改變CFD模型輻射板初始壁面溫度，得到不同初始壁面溫度下的室內空氣溫度場（29℃、26℃、24℃工況）。結果表明，隨著室內溫度的降低，PMV降低的變化率變大?？諝鉁囟?6℃時PMV預測值最接近0，表明該熱環(huán)境的舒適性最高；而24℃工況下，PMV預測值遠低于標準ISO7730推薦值，表明該條件下其熱環(huán)境不滿足舒適要求。本