空气载能辐射空调末端系统辐射传热简化算法研究

空气载能辐射空调末端系统是近年来出现的一种以空气为载能媒介,孔板为末端的新型辐射末端系统.为了研究孔板末端的辐射传热特性,本文通过建立房间稳态传热模型,基于传热学基本理论,首先分析了以金属平板为辐射末端的顶板辐射空调系统中,顶板与各围护结构表面间不同温差下的辐射传热特性,并在此基础上进一步分析了空气载能辐射空调孔板末端的辐射传热问题,最终得到一个孔板辐射简化传热公式.通过实验验证,该方法具有足够的合理性和可靠性.     

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.     

空气载能空调房间输入( )算法及系统( )成本应用分析

通过分析辐射孔板的传热特性,结合金属辐射板和对流型空气处理末端的分析方法,提出了空气载能辐射空调房间的输入计算方法,并且基于成本分析法,建立了空气载能辐射空调系统的成本分析模型.在满足人体热舒适要求的前提下,以单位成本为评价指标,对空气载能辐射空调系统、毛细管辐射空调系统和分体式空调加地暖系统进行成本分析.研究发现:运用于办公建筑时,毛细管辐射空调系统的各单位成本高出空气载能辐射空调系统1～3倍;运用于住宅建筑时,分体式空调加地暖系统全年的产品单位成本为空气载能辐射空调系统的1.2倍.研究表明空气载能辐射空调系统的总体经济性更好,该研究结果对空气载能辐射空调后期在工程上的实际推广应用具有一定的指导意义.     

不同散热末端下直膨式热泵供暖系统热舒适性的实验与模拟研究

采用实验和模拟的方法,对不同散热末端下直膨式空气源热泵供暖系统的热舒适性进行研究。通过实验对比研究采用新型热虹吸散热末端的直膨式空气源热泵(direct expansion air-source heat pump using thermosiphon radiator,DE-HP-T)与传统热风空调散热末端时,直膨式空气源热泵供暖系统的室内空气温度分布特征,重点分析系统启动阶段的动态热环境变化差异;在验证模型的可靠性后,通过数值模拟的方法对直膨式空气源热泵耦合不同末端供暖时,室内的非均匀稳态热环境进行研究分析,并采用等效温度指标对人体局部及整体的热舒适性进行评价。结果表明,DE-HP-T系统在启动阶段室内空气温升速度较快,可达到10.8℃/h,略小于传统热风空调系统的13.8℃/h;但与传统热风空调系统相比,DE-HP-T系统可以避免人体头脚温差过大以及"冷辐射"所造成的热舒适问题,有效提高人体小腿及脚部的热舒适性,具有更加舒适的整体热感觉。     

毛细管辐射末端装置的热舒适性研究

针对目前新型的毛细管顶板辐射采暖与独立置换式新风结合的新型空调末端装置,建立了房间内顶板辐射传热模型和毛细管顶板辐射采暖与独立置换式新风空调末端模型,以用于求解室内温度场和相对湿度场,评价室内的热舒适性。数值模拟结果表明顶板毛细管辐射采暖和置换式新风系统作为一种新型的空调末端形式可以带来较高的热舒适性。     

铁路客运站候车厅冬季供暖系统优化分析

建立铁路客运站候车厅的数学物理模型,并采用实测数据对物理模型进行验证;运用数值模拟的方法,对比分析候车厅冬季最不利工况下,采用分层空调、地板辐射结合喷口送风和地板辐射结合通风柱送风共3种供暖方案下候车厅的室内热舒适性和空气品质。研究结果表明:单独使用分层空调系统时,候车厅室内出现了严重的"热气上浮"现象,非空调区域囤积有大量热量,难以满足室内舒适性要求,并造成能源的大量浪费;采用辐射地板与送风相结合的供暖系统,能得到较均匀的温度场分布,人员活动区垂直方向温差较小,有利于改善冬季空调"头暖脚凉"的不舒适感,并且大大减少了因对流换热造成的热损失,其供暖能耗可降低20%左右。     

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.     

空气载能辐射空调系统在实验动物房中的应用分析

为了研究空气载能辐射空调应用于实验动物房中,对动物福利以及空调系统节能的影响,采用Fluent软件对传统上送下回式空调系统及空气载能辐射空调系统的运行状态进行数值模拟.对比分析了相同换气次数下的风速、温湿度、氨气浓度的分布差别以及空气载能辐射空调不同换气次数对室内风速、温湿度、氨气浓度变化的影响.结果表明,空气载能辐射...     

辐射供冷空调系统下的人体热舒适性研究

为了深入研究辐射供冷空调系统下的人体热舒适性,对辐射供冷空调系统的传热机理进行了分析,合理简化了人体热平衡方程,获得了人体显热散热量、辐射对流散热量比与热舒适性的关系。实验及数值模拟结果表明:在辐射供冷空调系统下,人体热舒适性指标(PMV)与人体显热散热量之间具有较好的线性关系,利用该线性关系,可从人体热平衡的角度直接对人体热舒适性进行评价;人体辐射对流散热量比与热舒适性指标之间没有明显的相关关系,即人体辐射对流散热量比对热舒适性没有影响。因此,在保证人体热舒适性的基础上,可以通过提高人体辐射对流散热量比,即使辐射供冷空调系统具有较大的辐射末端面积、较低的辐射末端温度或较高的送风温度,从而达到建筑节能的效果。此项研究可为辐射供冷空调系统的热舒适性评价及系统设计提供参考。     

基于个人舒适系统杭州住宅冬季热舒适与能耗

为揭示该地区个人舒适系统(PCS)作用下的居民冬季热舒适特征和供暖能耗需求,以杭州市为对象,采用问卷调研和入户现场实测的方式得出冬季住宅开窗、遮阳、使用空调和PCS等典型热环境组合调节模式以及典型供暖模式和居民活动状态组合下的热舒适特征;在此基础上模拟得到冬季室内热舒适和供暖能耗特征。结果表明,冬季“无设备+静坐”“、空调+静坐”“、PCS+静坐”“、无设备+家务劳动”“、空调+家务劳动”、“PCS+家务劳动”等6种工况下的冬季中性温度分别是17.3、18.8、16.4、15.7、15.7、13.9℃,舒适温度区间分别是14.3～20.3℃、17.1～20.5℃、14.4～18.4℃、13.7～17.8℃、13.3～18.1℃、11.0～16.9℃。冬季室内热舒适水平受热环境调节模式影响较大,客厅在室舒适时间占比在43.74%～80.21%之间,卧室在室舒适时间占比均为70%以上。使用空调与PCS供暖时,典型建筑在冬初冬末的供暖能耗强度是1.28 kWh·m^-2,在严冬的供暖能耗强度是13.06 kWh·m^-2。     

长沙地区混合通风住宅老年人空调使用行为

为研究混合通风建筑内人员的空调使用行为对建筑能耗的影响,对夏热冬冷地区以老年人为主的住宅空调系统及室内环境进行为期一年的连续监测,收集了气象参数、空调使用率、开启时间、室内的设定温度等数据. 分析表明：夏季和冬季在客厅、餐厅以及主卧开启空调的时间均有所不同. 在夏季,客厅与餐厅的设定温度较为集中,主要为26~28 ℃,主卧的室内设定温度主要为25~29 ℃,三者设定温度的峰值均在27.5 ℃左右;在冬季,各房间的室内设定温度相差不大,频率最高的温度为20.5 ℃. 夏季住宅内老年人日间室外耐受温度约为31 ℃,夜间约为26 ℃;而冬季住宅内老年人日间室外耐受温度约为12 ℃,夜间耐受温度约为8 ℃. 同时建立了空调开启率与环境温度之间的逻辑回归模型、空调开启时间以及室内温度正态分布模型,为研究混合通风住宅建筑空调使用行为提供参考.     

内蒙古西部超低能耗草原民居多能互补供暖系统集成配制

内蒙古西部草原民居冬季取暖以传统火炕和土暖气为主,由于供暖效果较差,无法满足居民热舒适需求。为改善供暖效果,充分利用太阳能、风能等可再生能源,通过实地调研,统计得出内蒙古西部典型草原民居最冷月室内外温度,利用数值模拟方法建立太阳能、风能等多能互补的内蒙古西部草原民居供热模型,并进行模拟验证。结果表明:多能互补供暖方式下客厅和主次卧的最冷月日平均温度均值分别提高7. 0℃、6. 2℃和7. 5℃,室内温度和热稳定性显著提高,热舒适性较好。研究结果为草原民居设计建造中充分利用太阳能、风能资源,构建多能互补供暖方式,提高室内温度和热舒适性提供了理论依据。     

Investigation into the energy consumption of a data center with a thermosyphon heat exchanger

A data center test model was used to analyze the energy dissipation characteristics and energy consumption of a data center.The results indicate that adequate heat dissipation from a data center cannot be achieved only from heat dissipation through the building envelope during Beijing winter conditions.This is because heat dissipation through the building envelope covers about 19.5% of the total data center heat load.The average energy consumption for an air conditioner is 4 to 5 kW over a 24-h period.The temperature difference between the indoor and outdoor air for the data center with a thermosyphon heat exchanger is less than 20°C.The energy consumption of the thermosyphon heat exchanger is only 41% of that of an air conditioner.The annual energy consumption can be reduced by 35.4% with a thermosyphon system.In addition,the effect of the outdoor temperature on the en-ergy consumption of an air conditioner is greater than the indoor room temperature.The energy consumption of an air conditioner system increases by 5%to 6%for every 1°C rise in the outdoor temperature.     

节能建筑复合墙体的非稳态热工性能

为节约土地资源和降低建筑主体结构工程造价，采用有限差分法、谐波法和反应系数法对节能建筑复合墙体的非稳态热工性能进行全面分析．复合墙体的传热反应系数、衰减倍数、延迟时间、热惰性指标和逐时壁温的计算结果表明，复合墙体对冬季供暖和夏季空调都具有良好的节能效果，其热稳定性和室内舒适性较传统非节能墙体有所提高；尽管外保温复合墙体的热惰性指标有所降低，但其夏季隔热性能却有所提高；外保温墙体的热工性能在冬夏两季均优于内保温墙体。     

客滚船住舱气流组织的数值模拟研究

基于长江航线的工况对客滚船提出了人员住舱的空调系统方案。在此基础上,基于Airpak软件研究了客滚船住舱气流特性。其次,基于气流组织分布的评价指标,对夏季和冬季工况下客滚船舱室舒适性进行评价分析。最后,通过能量利用系数值,给出经济性好的空调系统方案。研究结果表明:①辐射空调系统能够在全工况下营造舒适性更高的室内热环境,相比于常规空调系统,其表征热舒适性的PMV-PPD(predicted mean vote-predicted percentage of dissatisfied)值完全满足ISO7730规范的要求,且热环境舒适度均匀性更高;②辐射空调系统送风得到了充分的利用,经济性好。     

热源塔液气比优化分析与实验研究

针对夏热冬冷地区对冬夏两季双高效供冷/供热空调设备的需求,提出了采用热源塔热泵达到夏季高效供冷而冬季高效供热效果的解决方法.对热源塔热泵的原理和工作过程及其与冷水机组和空气源热泵的异同点进行了分析,建立了叉流式热源塔装置,并在不同室外空气参数情况下,以水和溶液(乙二醇水溶液)作为介质且在不同液气比时,对热源塔换热性能进...     

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。     

农村装配式住宅侧墙送风系统室内气流组织研究

针对装配式建筑特殊结构形式对暖通空调(heating,ventilating and air conditioning,HVAC)系统新的挑战与机遇,结合置换通风优势以及装配式住宅建筑墙体空间结构特征,开展了装配式住宅侧墙通风系统集成研究.采用数值建模研究手段,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)计算平台,在诠释系统架构与运行方式基础上,重点分析了该新型系统运行效果表征关键环节,即室内气流组织效果.选择了夏季室内三种不同送风模式以及传统射流送风方式进行对比分析,并以风速不均匀系数、空气扩散性能指标以及通风效率等作为系统性能评价指标.研究结果表明:在相同的制冷量限定条件下,大面积侧墙下送上回和中送风工况的风速不均匀系数、空气扩散性能指标、通风效率分别为0.432、0.963、1.279和0.386、0.926、1.574,优于传统射流送风方式的0.552、0.483、1.081.尤其采用中送风模式下,室内工作区内温度较低,在满足室内设计温度的条件下具有节能潜力.该装配式住宅侧墙送风系统,不仅可提高室内热舒适性,而且能一定程度上降低建筑能耗,为装配式建筑与暖通系统的融合与一体化设计开拓了新思路.     

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。