毛細(xì)管網(wǎng)輻射供冷舒適性的實(shí)驗(yàn)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(shì)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對(duì)不同形式輻射供冷的系統(tǒng)性能、設(shè)計(jì)控制方法、室內(nèi)熱環(huán)境特性、人員舒適性等開展了大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究。其中毛細(xì)管網(wǎng)作為一種新型的輻射供冷末端，具有廣泛的應(yīng)用前景。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)供冷末端熱舒適研究有很多，但對(duì)毛細(xì)管網(wǎng)輻射供冷下人體熱舒適的研究較少?；诖耍P者認(rèn)為有必要對(duì)夏季毛細(xì)管網(wǎng)輻射供冷的熱舒適進(jìn)行研究，探明不同輻射末端的毛細(xì)管網(wǎng)對(duì)人體熱舒適的影響，以及

2、不同室內(nèi)溫度工況下的室內(nèi)熱環(huán)境與舒適性，為長(zhǎng)江流域地區(qū)輻射供冷研究提供一定研究基礎(chǔ)。
　　首先通過人體熱舒適實(shí)驗(yàn)論證了毛細(xì)管輻射供冷具有較好的舒適度。基于重慶大學(xué)毛細(xì)管輻射供冷/供暖實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，筆者首先在夏季開展人體熱舒適實(shí)驗(yàn)，分析側(cè)墻和頂板兩種末端毛細(xì)管網(wǎng)輻射供冷方式下室內(nèi)熱環(huán)境和熱舒適性，研究輻射供冷環(huán)境下PMV-PPD指標(biāo)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)環(huán)境熱舒適的適用性。20名在校大學(xué)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(xì)管

3、側(cè)墻和毛細(xì)管頂板）（環(huán)境溫度控制在中性環(huán)境下26℃）試驗(yàn)工況。實(shí)驗(yàn)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(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)環(huán)境達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，兩種毛細(xì)管輻射供冷末端的室內(nèi)相對(duì)濕度、風(fēng)速、垂直溫差、輻射非對(duì)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(shí)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(cè)墻輻射高；穩(wěn)態(tài)環(huán)境下側(cè)墻和頂板兩種輻射末端其室內(nèi)熱環(huán)境都比較均勻，預(yù)測(cè)PMV值與受試者實(shí)際熱感覺投票TSV相差小于0.5，表明PMV指標(biāo)可以用來(lái)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)輻射供冷環(huán)境熱舒適性。
　　其次，在人體熱舒適實(shí)驗(yàn)論證了在輻射供冷環(huán)境下其室內(nèi)熱環(huán)境具有較好的均勻性且PMV-PPD評(píng)價(jià)指標(biāo)具有較好預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步開展了不同輻射供冷末端下室內(nèi)熱環(huán)境特性研究。以系統(tǒng)供

5、水溫度18℃為例，本文測(cè)試了在無(wú)人員干擾條件下毛細(xì)管網(wǎng)輻射供冷室內(nèi)熱環(huán)境，并對(duì)比分析了側(cè)墻和頂板毛細(xì)管輻射供冷時(shí)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度、輻射溫度、室內(nèi)溫度場(chǎng)、風(fēng)速場(chǎng)等。在此基礎(chǔ)上建立毛細(xì)管網(wǎng)輻射供冷環(huán)境下CFD模型，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)CFD模型的準(zhǔn)確性和可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)論表明，CFD模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)測(cè)試的空間溫度場(chǎng)、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(yù)測(cè)室內(nèi)熱環(huán)境特性。
　　最后，基于系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證

6、了所建立模型的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步將模型進(jìn)行了預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)和擴(kuò)展應(yīng)用，對(duì)不同工況下毛細(xì)管網(wǎng)輻射供冷的熱舒適進(jìn)行了對(duì)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(nèi)空氣溫度場(chǎng)（29℃、26℃、24℃工況）。結(jié)果表明，隨著室內(nèi)溫度的降低，PMV降低的變化率變大。空氣溫度26℃時(shí)PMV預(yù)測(cè)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(yù)測(cè)值遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)ISO7730推薦值，表明該條件下其熱環(huán)境不滿足舒適要求。本