毛細(xì)管網(wǎng)輻射供冷與獨(dú)立新風(fēng)復(fù)合系統(tǒng)性能研究.pdf

1、毛細(xì)管網(wǎng)壁面輻射供冷與獨(dú)立新風(fēng)復(fù)合系統(tǒng)是一種有利于促進(jìn)能源合理利用，改善空調(diào)房間熱舒適性能的空調(diào)末端形式，具有舒適節(jié)能等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有推廣應(yīng)用的潛力。但該系統(tǒng)正處于研究階段，其供冷性能仍有待探索，且未形成廣為應(yīng)用的設(shè)計(jì)方法等。本文以重慶大學(xué)城環(huán)實(shí)驗(yàn)室的毛細(xì)管網(wǎng)壁面輻射供冷以及其與獨(dú)立新風(fēng)相結(jié)合的復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)為研究對象，總結(jié)了其研究現(xiàn)狀，指出其優(yōu)勢及待完善之處。通過理論分析、實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬的方法對系統(tǒng)在不同供水溫度、不同壁面抹灰材料以

2、及不同送風(fēng)方式工況下室內(nèi)包括供冷與非供冷壁面的溫度、壁面供冷量以及空氣露點(diǎn)溫度等進(jìn)行了測試，并對系統(tǒng)的各工況下室內(nèi)溫度場、熱舒適性以及結(jié)露情況等運(yùn)行性能的影響。在此基礎(chǔ)上提出控制策略，為實(shí)際應(yīng)用作指導(dǎo)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對毛細(xì)管網(wǎng)輻射供冷與獨(dú)立新風(fēng)復(fù)合系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，建立了系統(tǒng)的換熱理論計(jì)算模型，分析了輻射供冷系統(tǒng)的換熱過程和獨(dú)立新風(fēng)熱濕處理過程，同時(shí)介紹了結(jié)露的原理，從本質(zhì)上指出壁面出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象的原因。⑵對復(fù)合系統(tǒng)的實(shí)

3、驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了探究和分析，比較了不同供水溫度（16℃、18℃、20℃）、送風(fēng)方式（房間上部送風(fēng)及下部送風(fēng)）以及壁面材料（普通憎水材料及新型建筑飾面材料-硅藻泥）的工況下的圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度以及供冷量（總供冷量以及有效供冷量比重），并對各因素對室內(nèi)溫度場以及人員活動區(qū)的溫度的影響進(jìn)行分析，從而比較其供冷效果，確定不同工況對于供冷效果的影響以及規(guī)律。同時(shí)，對系統(tǒng)的熱舒適性進(jìn)行了分析，通過對比各工況的縱向溫度梯度、溫度及風(fēng)速不均勻系數(shù)、平均輻射溫

4、度分布、吹風(fēng)感以及PMV評價(jià)指標(biāo)，綜合分析多項(xiàng)指標(biāo)對熱舒適性進(jìn)行評價(jià)，確定熱舒適效果最佳的工況。此外，對系統(tǒng)的結(jié)露情況進(jìn)行分析，對比了各工況下供冷壁面的表面溫度及其附近空氣的露點(diǎn)溫度，研究各因素對結(jié)露的影響。⑶運(yùn)用FLUENT數(shù)值模擬軟件對實(shí)驗(yàn)工況進(jìn)行模擬，分析了設(shè)定工況下的室內(nèi)溫度場分布以及風(fēng)速場分布，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，證明了理論計(jì)算模型以及實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果良好的一致性，進(jìn)而通過模擬,在現(xiàn)有工況基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，研究毛細(xì)管網(wǎng)壁面輻射供

5、冷與獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)中輻射與新風(fēng)部分承擔(dān)不同室內(nèi)冷負(fù)荷比例下的性能，從而在綜合了模擬與實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析各工況的優(yōu)劣，進(jìn)一步提出控制策略，用于對實(shí)際應(yīng)用的指導(dǎo)。⑷實(shí)驗(yàn)測試及模擬研究表明，供水溫度對輻射面溫度和有效供冷量等有不同程度影響。在16-18℃時(shí)，供冷量由1.43-1.52kW上升到1.85-1.94kW，且有效供冷量占比也由77％-85%上升至87%-96%。憎水材料工況下，16℃供水溫度過低，有導(dǎo)致結(jié)露的風(fēng)險(xiǎn)；而硅藻泥雖不易結(jié)露，

6、但其有效供冷量較小，供冷能力相對較差，不利于系統(tǒng)的節(jié)能，故不適宜與毛細(xì)管網(wǎng)壁面輻射供冷系統(tǒng)結(jié)合使用。其次，在室內(nèi)濕負(fù)荷較小且新風(fēng)量較低的情況下，送風(fēng)方式對室內(nèi)溫度場有一定影響，但對壁面的有效供冷量影響不顯著。同時(shí)，通過各項(xiàng)熱舒適指標(biāo)的綜合評價(jià)分析，認(rèn)為20℃憎水材料工況為最優(yōu)工況，可滿足室內(nèi)熱舒適性要求且有利于系統(tǒng)的節(jié)能，且通過模擬毛細(xì)管網(wǎng)輻射供冷承擔(dān)室內(nèi)45%-65%不同比例冷負(fù)荷時(shí)的溫度場與速度場，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)及模擬驗(yàn)證工況的87%的