辐射诱导空调系统运行和结露特性实验研究

为了研究辐射诱导与送风结合的复合空调系统的防结露性能和各工况下相应的控制策略,从理论上分析了室内末端辐射诱导器的开孔辐射板表面结露和对流的特性.通过实验得出了辐射诱导器在不同工况下出现结露时的结露速率和传质系数,并测试了不同工况下室内热环境达到稳定状态所需时间和响应性能.通过理论分析和实验结果发现,辐射诱导器的结露特性受一次风量和温度影响,且传热传质类比适用于结露工况,得出了结露速率与传质系数与一次风工况之间的关系.室内热环境达到稳定状态后,影响辐射板换热性能的主要是一次风温度.若出现结露,一次风量越大,则结露速率越高.系统的启动时间和响应能力大幅度优于传统辐射空调系统,且受一次风量影响较大.辐射诱导空调系统具有优于传统辐射空调系统的防结露性能,若出现结露可在维持一次风温度以保持换热量的同时对一次风量进行控制,启动阶段采用较大一次风量时室内热环境能更快稳定.     

贴附射流辐射冷顶板复合空调系统的性能研究

通过实验小室进行对比实验,研究采用贴附射流与辐射冷顶板空调系统复合后对室内热环境的影响,以及该复合系统防止辐射冷顶板结露的效果.结果表明,贴附射流与辐射冷顶板复合空调系统相对单纯的辐射冷顶板空调系统而言,复合空调系统的辐射冷顶板降温速度更快,降温幅度更大,在室内热环境方面,其壁面温度及室内空气温湿度更低.可以认为采用贴附射流与辐射冷顶板空调系统复合运行时,能有效降低辐射冷顶板附近空气的露点温度,防止辐射冷顶板结露,且此时辐射冷顶板空调系统的制冷性能更佳.     

含密封空气层冷辐射板的换热分析与实验测试

新的研究发现含密封空气层冷辐射板可有效消除辐射板表面温度不均匀性,具有较好的抗结露能力。针对含密封空气层的冷辐射吊顶板进行传热分析,并在此基础上建立数学传热模型,设计正交实验验证传热模型的准确性,分析比较实验结果与计算结果的拟合性精确度并讨论不同参数下辐射板性能。结果显示,表面平均温度相对误差最大为-8.15%,而供冷量相对误差最大为13.86%,传热模型较为可靠,且冷辐射板表面温度均匀度达到98.4%及97.1%,表面温度较为均匀,抗结露能力较好。     

一种金属辐射板供冷能力的计算及其性能分析

辐射空调系统要求辐射传热组件的表面温度必须控制在露点温度以上以防止结露,这限制了其供冷量,导致辐射冷量不足。为此,本研究提出一种具有单位面积热流大、供冷量充足、换热系统简化(省去混水中心)等特点的新型的带有接水盘的金属辐射板,以期实现大温差供冷/供热。文中通过分析该新型铝板辐射板的结构参数和传热特性,建立简化的传热数学模型来估算其供冷量,并用实验验证了该模型的可靠性。结果表明,辐射板供冷量的计算结果与实验结果之间的误差在3. 8%以内,辐射板表面温度的计算结果与实验结果之间的误差在3. 6%以内。通过实验和模型计算得出辐射板总供冷量在120～160 W/m~2,总供冷能力远大于其他类型的冷辐射顶板。辐射板上表面供冷量占总供冷量比例约为80%,表明了辐射板上表面在大温差供冷条件下可实现了强供冷能力。室内0. 1～1. 7 m的垂直温度梯度小于1. 3℃,室内具有良好的舒适性。所构建的数学模型适用于分析含有接水盘的辐射板结构,可为大温差辐射板的设计和应用提供了参考依据。     

住宅辐射制冷-独立新风空调系统 负荷比的多目标优化

为实现辐射制冷-独立新风空调系统负荷比的多目标优化,引入了BES-CFD耦合仿真方法,以长沙市某应用辐射制冷-独立新风空调系统的住宅房间为研究案例,同时研究了不同的送风温差和不同负荷比下的系统能耗及室内热环境,从节能、热舒适和运行安全性的角度,分析了最佳负荷比范围. 结果表明：考虑系统节能性时,不同送风温差的最佳负荷比范围分别为：46%~85%（4 ℃）、16%~85%（6 ℃）、3%~85%（8 ℃）,且送风温差较大时更节能. 从热舒适角度分析,最佳负荷比范围分别为：20%~72%（4 ℃）、16%~59%（6 ℃）、3%~50%（8 ℃）,较小的送风温差具有更大的负荷比调节区间. 各工况下顶板与地板壁面温度均高于近壁面空气露点温度,无结露风险. 综合考虑节能性、舒适性及安全性的最优负荷比宜取：46%~72%（4 ℃）、16%~59%（6 ℃）、3%~50%（8 ℃）.     

装配式辐射供冷顶板性能的数值模拟

为提高装配式辐射供冷顶板的性能,建立了一种采用空气层进行热量交换的装配式辐射供冷顶板的数学模型,应用CFD(computational fluid dynamics)技术,数值模拟了耦合冷冻水管辐射顶板空气层的流场和温度场,分析了不同空气层厚度和不同供水温度对辐射顶板热特性的影响.数值模拟结果表明:空气层内由于温度差引起自然对流,辐射板内通过辐射,对流和导热的传热方式,使辐射板表面温度分布更均匀.在保证辐射板表面最低温度高于室内露点温度的条件下,随着空气层厚度和供水温度的增加,辐射板的表面平均温度升高,供冷能力下降.空气层厚度和供水温度的增加或减小会降低辐射板表面温度分布的均匀性.     

空气载能辐射空调混合通风协同运行研究

基于空气载能辐射空调房间内的稳态关闭门窗、非稳态开门及非稳态开窗3种工况的试验测量,分别建立3种工况的CFD(Computational Fluid Dynamics)模型,研究稳态和非稳态工况下空气载能辐射空调的热舒适性和结露特性.基于对非稳态开门窗工况的热力学分析,提出由温度协同方程、含湿量协同方程、PMV(Predicted Mean Vote)协同方程和空调能耗协同方程表示的混合通风协同运行模型.经过试验验证的CFD模型模拟结果显示,空气载能辐射空调在稳态和非稳态工况下室内人体头部与脚踝平面的垂直温差小于0.6℃,人体活动区域内的空气速度约为0.1m/s,稳态和非稳态工况中辐射孔板下表面分别存在厚度约为12cm和6～8cm的具有良好防结露效果的低温近壁边界区.将空气载能辐射空调开门窗工况试验结果应用于混合通风协同运行模型,分析了空调送风量和门窗开度对PMV和空调能耗的协同影响,提出了混合通风协同评价系数,得到不同门窗开度对应的最优空调送风档位设置建议.     

地辐射采暖系统安装应注意几个技术问题

目前室内采暖所采用的低温地辐射采暖系统,由于有辐射强度和温度双重作用,使室内内壁温度的提高,养活了四周表面对人体的冷辐射,造成了真正符合人体散热要求的热状态,给人们创造了一个最佳的舒适性,提高了舒适感,满足了人的生理要求。这样就给地辐射采暖安装系统提出了一个较高的安装技术要求,保证在安装中按国家标     

地板供冷在西北地区实施的可行性

对国内地板辐射供冷研究和应用状况进行了简要总结回顾,对地板辐射供冷-置换通风复合系统的供冷量、防结露措施、新风与卫生条件、舒适性等作了总结介绍.     

基于模糊PID控制的VAV控制系统研究与实现

为了提高变风量空调系统的控制效果,分别设计了变风量空调系统的送风温度、室内温度(视为回风温度)以及新风模糊PID控制系统,通过调节冷冻水阀门的开度来控制送风温度,通过调节变频风机的转速来控制室内温度,通过调节新风阀门的开度来控制新风量,通过调节回风阀门的开度来控制回风量.应用所设计的模糊PID控制器对送风温度、空调房间的温度(即回风温度)以及二氧化碳体积分数进行了实时在线控制,控制结果表明模糊PID控制器设计合理,控制效果良好.     

气膜降温固壁辐射对流空调的模拟研究

以基于科恩达曲面诱导送风在固壁辐射板上形成低温气膜的空调末端装置为研究对象,利用数值模拟方法,分析了气膜的形成机理,气膜与固壁辐射板热交换效果,辐射与对流结合的传热方式对室内热环境的影响。模拟结果表明,经降温除湿处理以290 K送出的空气自出风口至固壁辐射板末端形成了一层良好贴附于辐射板的冷气膜。冷气膜使固壁辐射板降温冷却(平均温度为296.32 K),并通过辐射与室内热源进行热交换;气膜卷吸室内空气,同时吸收辐射板部分热量后温度上升,室内人员区域内平均温度维持在299 K左右,且形成了速度为0.2 m/s以内的空气环流。根据有关设计参数标准,该空调装置能够营造一个较为舒适的热环境。     

辐射耦合空调系统的局部热舒适实验研究及仿真分析

为研究辐射冷板与独立新风耦合系统下人体局部热舒适,以长沙某住宅小区某用户房间为研究对象,进行了实验研究;并对该热环境相关参数进行仿真分析。通过实测数据与仿真数据对比,从辐射温度不对称、室内气流分布、人体垂直温差和地面温度四个方面定量分析了辐射耦合空调系统的热舒适环境。同时,通过多表面模型与离散坐标模型模拟结果的对比,分析了两种辐射模型的适用性。结果表明:在采用辐射冷板+独立新风空调系统而且空间包含人体热源的情形下,DO辐射模型的仿真结果更接近实验测试结果;室内测试及仿真结果符合ASHRAE对局部热舒适的标准要求;利用CFD仿真方法可以对局部热舒适进行较准确的分析。     

Development of Temperature-Humidity Independent Control Air-Conditioning Unit for Residential Buildings

Cooling panels are increasingly used in domestic residential buildings.To provide medium temper-ature cold water for the cooling panel,and dehumidify the indoor air simultaneously,a new kind of temperature-humidity independent control air-conditioning unit was developed for single residential house by utilizing multi-variable technology.First,the supply air temperature was studied to determine the proper supply air flow rate for the humidity control.Then,the energy consumption of different temperature-humidity independent eontrol systems was studied.The analysis indicates that unity evaporating temperature can be used to handle the mois-ture load and sensible heat load in two evaporators.So the unit scheme was put forward.Two evaporators were used to produce medium temperature water and dry air separately,and electric expansion valves were used to control the refrigerant distribution between the two evaporators.Then, experimental work was carried out to in-vestigate the influence of compressor frequency,refrigerant distribution on the dehumidification capacity,energy efficiency and refrigeration capacity.In the end,the paper concludes that both compressor frequency and refrig-erant distribution can control the dehumidification capacity,but the former influences the EER more than the latter.while the latter influences the refrigeration capacity more than the former.We can find a proper running point at certain sensible and latent cooling load by adjusting both compressor frequency and electric expansion.valve.The energy consumption of this kind of unit was estimated and compared with present room air condition-ers,which shows that it can save about 41% cooling energy consumption.     

某办公建筑热舒适及能耗的正交法优化

以重庆某采用地板送风加辐射供冷空调系统办公房间为研究对象,考虑送风速度、送风温度、辐射顶板温度、辐射顶板安装高度等影响因素,以房间热舒适度和能量利用系数的综合评分为优化目标,运用正交法建立4因素3水平正交方案,通过数值计算和极差、方差分析得到各因素对综合评分影响次序,从而得到最优方案,并为此类型空调系统设计提供了参考.     

Solar-driven high temperature radiant cooling

Solar energy is widely used as one of the most important renewable energy. In addition to the growing applications of solar PV and solar water heater, solar cooling is also considered very valuable and the related researches are developing fast because of the synchronism between solar irradiance and building cooling load. Current studies mainly focus on the high temperature solar collector technique and heat-driven cooling technique, while little concern has been paid to the transport process of cooling power. In this paper, the high temperature radiant cooling is studied as an alternative way for transporting cooling power, and the performance of the combination of radiant ceiling and solar cooling is also studied. From simulation and theoretical analysis results, high temperature radiant cooling terminal shows better cooling power transportation ability against conventional air-conditioning terminal, and its thermal comfort is improved. Experiment results indicate that radiant cooling can enhance the chiller’s COP (Coefficient of Performance) by 17% and cooling power regeneration by 50%. According to analysis in this paper, high temperature radiant cooling is proved to be suitable for solar cooling system, and out work can serve as a reference for later system design and promotion. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50876064)     

地板辐射采暖系统的热舒适性评价

通过热舒适平衡方程、热平衡评价指标（PMV）及用来表示热舒适不满意百分率的（PPD）指标对地板辐射采暖的热舒适性进行评价．从而得出采用地板辐射采暖系统,当室内设计温度在14-17℃,人们就会感觉比较舒适,不但降低了室内设计温度,也达到了节能的目的。     

基于PMV指标的室内环境热舒适度控制器设计

针对目前室内热环境调节缺少合理控制方法的问题,本文在分析温度、湿度、风速和平均辐射温度四个热环境参数对PMV指数影响的基础上,基于人体舒适度模型的模糊控制,将嵌入式ARM9芯片作为主控制芯片,结合无线传感网络,设计了一种室内舒适度控制器,并阐述了其系统构成与决策方法。该控制器不仅布设方便,而且能够在保证人体室内舒适度的情况下,减少调节室内热环境过程中带来的能耗。     

新型辐射板的实验研究及在西北地区的应用

研究一种价格低廉的新型辐射板的供冷供热能力及其应用途径．分别对这种新型辐射板在夏季与蒸发冷却结合供冷和在冬季供热的能力进行了实验研究，为辐射吊顶与蒸发冷却相结合的新型空调系统的设计计算和实际应用提供详尽的技术参数；与目前市场上的辐射板的冷却能力和供热能力进行了比较，指出新型辐射板在西北地区与蒸发冷却技术相结合，具有广阔的应用前景。