舒适性与空调系统能耗研究

分析了热舒适性与空调系统负荷之间的关系，通过调查统计数据研究了温度和相对湿度对人体热舒适性的影响。结果表明，在所统计的人群范围和一定热舒适性温度范围内，改变相对湿度几乎不影响环境热舒适性，同时发现在人体热舒适性范围内，改变相对湿度将更多地影响空调系统负荷，空调系统的节能和保证舒适的热环境在一定条件下可达到相对统一。     

人体舒适度与室内热环境

通过对自然通风环境、实际空调环境、实验空调环境与人体舒适度的关系的分析,发现在自然通风条件下人体热感觉随着温度变化是最小的,仅为0.0949(TSV)/℃,而在实际空调环境下,热感觉与温度关系最大,变化率为0.3245(TSV)/℃.说明在自然通风条件下,影响人体突然感觉的其他因素比实际空调环境以及实验空调环境的要多;本文对三种热环境下热不可接受率与实测不舒适度进行比较,发现实测不舒适度远高于热不可接受率,说明热感觉并不等同于热舒适;在自然通风环境下,高温高湿(28℃,80%以上)条件下,空气焓值大小对实测不舒适度的影响比温度、相对湿度更为明显.     

动态辐射热环境对人体生理与热反应的影响

为了探索辐射空调形式下温度突变对人体热舒适的影响,给控制调节辐射空调系统提供一定的参考,通过人工气候室营造偏凉-中性温度突变环境,开展了对流、辐射地板与辐射吊顶三种不同空调形式下,20名受试者的整体-局部主观热感觉、热舒适投票以及皮肤温度等生理参数随时间的变化研究 . 根据生理参数测量结果显示,突变到中性温度的辐射热环境中皮肤温度存在滞后现象且动态辐射热环境下人体交感神经表现得更为活跃;由主观问卷分析得出,动态辐射热环境下受试者舒适感及热愉悦感更佳,主观热感觉出现心理超前现象,其中动态辐射地板的优势更为突出;背部、小腿、足部对于瞬态热刺激最敏感,可用于热感觉预测. 最后,根据人体平均皮肤温度随时间变化规律,建立了基于修正的Knothe时间函数相关预测模型,量化了三种工况下人体生理调节的响应特性;根据人体平均皮肤温度及其变化率与平均热感觉的变化规律,建立了三种工况下的热感觉预测模型,简化了动态环境下人体热感觉预测的求解过程.     

非均匀环境下不同空调形式对人体热舒适的影响

通过对20名受试者在不同空调形式（对流空调、辐射地板空调、辐射吊顶空调等）及个人舒适系统(Personal Comfort System)多工况下生理参数和主观反应的实验研究,得到冬季辐射和对流换热形成的非均匀环境对人体热舒适的影响,同时建立了不同工况下考虑局部影响权重的人体热感觉评价模型。结果表明：①不同空调形式下局部热感觉对整体热感觉影响权重不同;②三种空调形式下不使用PCS时远窗侧人员最冷部位（足部）热感觉投票值均高于近窗侧,全体人员足部热感觉投票值在辐射地板空调中最高。使用PCS可提升局部热感觉和热舒适,局部热感觉提升最显著部位分别是肩胛部（对流）、腹部（辐射地板）和大腿（辐射吊顶）;③此外,PCS可以降低人员期望温度（Preferred Temperature,PT）,在辐射地板组合PCS时期望温度变化最大。     

基于Airpak的夏季空调室内热环境数值模拟研究

基于Airpak软件,选用室内零方程湍流模型对一夏季空调办公室内热环境进行了三维数值模拟,得到室内气流组织下的流场、温度场分布.采用PMV-PPD与空气龄指标对室内人员热舒适性及空气品质进行了评价,并通过测试室内温度、风速参数,验证了数值模拟结果的准确性.研究表明:对于分体式空调器房间,气流组织分布与空调器的安装位置、室内设备的摆设以及室内人员的分布有关,不同的气流组织将形成不同速度场和温度场.室内温度场分布在水平方向比较均匀,在垂直方向产生明显的温度分层;室内零方程湍流模型能准确快速模拟空调通风房间气流组织分布,PMV-PPD与空气龄指标能对人体热舒适及空气品质进行数值预测与评价,为房间空调器送风温度、速度参数的合理设定提供参考依据;热环境数值模拟对空调系统的气流组织设计、运行调节具有重要的指导意义.     

家用热泵空调送风方式对热舒适性的影响

为研究家用热泵空调送风方式对热舒适性的影响,在人工环境实验室内测试了中送风、下送风和分布式送风的环境参数,并对15名受试者的热感觉和热舒适进行了问卷调查.实验结果表明:初始背景温度为0℃时,分布式送风可快速、均匀地提升人体各部位的空气温度,受试者的整体热感觉以及整体热舒适上升最快,受试者的热舒适性可得到显著改善;室内热环境稳定后,分布式送风温度均匀度最小为1.9℃,在送风区域内的受试者各部位感觉较暖,局部热感觉差异最小,且其他位置的受试者都不觉得冷;稳态局部热感觉与整体热舒适的拟合结果表明,足部热感觉对整体热舒适影响显著,下送风与分布式送风垂直温差小于3℃,在送风区域内,可以明显提升人体足部的热感觉,约75％的受试者对热环境表示满意.综合环境参数测试及问卷调查的结果,分布式送风热舒适性的综合效果最好.     

偏热环境暴露对分体空调控制行为影响

在有无风扇的情况下,通过改变暴露温度与暴露时长,研究了较高空气温度的偏热环境下不同热暴露经历对中国长沙某办公房间内人员分体空调控制行为的影响.结果表明,经历28℃和30℃的热暴露后,受试者无风扇使用时最终选择的室内温度分别为25.3～26.3℃与25.7～26.7℃,而使用风扇后最终选择的室内温度分别为26.7～27.4℃与26.9～27.3℃,相比无风扇时上升了0.5～1.7℃与0.6～1.3℃.受试者的变温需求(初始与最终)在无风扇使用时与暴露时长呈二次非线性关系,在有风扇使用时呈线性关系.各工况中,人员变温需求与室内温度呈三次非线性关系,与人员的总体热感觉存在线性相关性.暴露温度、暴露时长和有无风扇3个因素对控制行为的单独作用显著(p0.05),其中暴露温度的影响最大,暴露时长的影响最小.     

热湿环境工位辐射空调加桌面风扇热舒适实验研究

为了研究热湿环境中工位辐射空调加桌面风扇供冷方式下的人体热舒适情况,采用环境测量和主观问卷相结合的方式,在环境背景温度分别为26℃,28℃和30℃(相对湿度80%)的人工环境实验室内测试了24名受试者的整体热感觉、热舒适、热可接受度和热期望.结果表明,热湿环境中,工位辐射空调加桌面风扇供冷方式能显著改善处于热湿环境中的受试者的热舒适情况,但在26℃时,其效果并不明显.虽然背景环境参数超出了舒适范围,在工位辐射空调加桌面风扇供冷方式下,受试者的热感觉随着时间的增加逐渐趋于中性,且室内环境温度达到30℃(相对湿度80%)时,仍有超过80%受试者表示可接受其所处环境.因此,工位辐射空调加桌面风扇的供冷方式有效地扩展了夏季室内舒适温度范围.工位辐射空调加桌面风扇供冷方式的研究为非中性环境中维持人体热舒适和降低建筑能耗提供了新的途径.     

江浙地区非空调环境热舒适研究

2000和2001年的夏季,对江浙地区1814名不同年龄层次的人群在非空调环境下人体热感觉进行了调查.结果显示,被调查热环境基本处于美国采暖、制冷和空调工程师协会(ASHRAE)制定的标准舒适区之外.实测得到的热感觉低于预测值PMV(Vpm),只有Vpm的0.64倍,而80%的人群可接受的热环境有效温度上限为30 ℃,远高于ASHRAE推荐的舒适温度上限值26 ℃.表明该地区的人群已经适应了当地的气候,对热有一定的承受能力,从而证实对环境的适应会改变人们的心理期望和热感觉,现有的热舒适标准应该根据实际情况作相应的修正.     

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。     

-10℃～5℃低温环境下体育锻炼人员人体热反应关键参数的实验研究

低温环境中,人体热反应规律研究是人员热安全与热舒适评价的基础。现有研究的对象尚局限于低运动强度的低温暴露人员,缺少针对冬季体育锻炼人员的研究。为研究体育锻炼人员在低温环境下的人体热反应规律及其影响机理,该文在环境舱中开展人体实验,考虑5、 0、-5和-10℃的低温条件及2.57 clo和1.34 clo两种冬季运动着装条件,对6名体育锻炼男性青年的皮肤温度、核心温度、热感觉等热反应关键参数进行了测量。结果表明：人体平均皮肤温度及局部皮肤温度受到环境温度的线性影响,拟合斜率随服装保暖性能的提升而减小;人体核心温度变化速率与人体热积累速率成线性关系,拟合斜率随服装保暖性能的提升而增大;人体热感觉在中低运动强度下受到环境温度与着装影响,而在高运动强度下影响不显著;且体育锻炼人员的热感觉未表现出与生理温度间的统计相关性。基于实验结果为低温环境下体育锻炼人员的服装选择提出了建议。该研究可为体育锻炼人员的热安全、热舒适、运动能力及服装性能评价提供参考。     

夏热冬冷地区非采暖空调建筑室内热环境行为适应性

为了研究夏热冬冷地区非采暖空调建筑室内人们的行为适应性,于2008-10-2010-08对夏热冬冷地区重庆、武汉、南京3个城市的非采暖空调住宅建筑进行热环境现场测试和热感觉问卷调查。通过分析人们对室内热环境的评价,得到3个城市80％居民可接受的夏季室内温度的上限值分别为28.9,29.0和29.6℃;冬季室内温度下限值分别为13.9,14.1和14.3℃。通过统计分析居民的行为调节方式,认为该地区人们通过有规律地增减服装的手段来适应温度的变化,而开窗和使用电风扇是该地区居民用来改善夏季高温环境的有效适应性行为方式。     

非采暖空调环境下人体热反应的时变特征分析

为了分析非采暖空调环境下人体热反应的时变特征,以在校健康大学生为受试对象,在全年4个季节里开展人体热舒适生理实验测试,记录主要热环境参数,研究人体客观生理指标感觉神经传导速度(vSC)、测点皮肤温度(tskin)、整体热感觉投票(TSV)以及局部热感觉投票(TSVlocal)随停留时间变化的响应过程。研究结果表明:在同一季节里,vSC,tskin和TSV的时变特征具有一致性;在冬季和过渡季节(春季和秋季),vSC和tskin随停留时间的延长呈下降趋势并逐渐趋于稳定,下降量在冬季最大,过渡季节次之,而在夏季vSC和tskin仅在微小范围内波动;TSV和TSVlocal的时变特征均在冬季最显著,夏季和过渡季节基本在舒适范围内波动。这说明停留时间是影响人体热舒适的1个重要因素;为满足室内人员健康舒适的热环境的设计与控制提供参考,并为生理指标的测试延迟时间提供一定的依据。     

空调建筑上送风气流组织型式下热分层现象的规律研究

空调房间热分层现象是普遍存在的现象,特别是在上送风时尤甚.热分层会造成空调效果不佳,这在空调设计时特别要注意避免的问题.本文主要探讨上送风情况下空调房间流场的分布情况,特别是温度场的分布情况.通过使用FFSV3.0仿真程序,分析了上送风时各种参数下的流场分布,得到了热分层高度与送风温度和速度的关系,并把仿真结果同实验值进行了对比.所得结果对空调设计具有重要的参考价值.     

办公建筑空调随机使用行为模拟方法及案例应用

根据循证设计的理论,对案例建筑中不同行为主体的空调使用行为进行实测调研并分析,总结出不同运行阶段的典型空调运行模式,利用蒙特卡洛方法对全年空调运行序列进行模拟,并以年平均空调开启时长作为校核参数,对比不同类型房间在供冷和供热工况下的实测结果与模拟结果,模拟结果误差水平不高于5.5％,验证了全年空调运行序列生成方法的合理性和实用性.将模拟所得空调全年运行序列用于建筑能耗模拟的过程中,有助于建立基于实际建筑运行特征的建筑节能和室内热环境优化方法.     

外围护结构对室内采暖空调设计温度的影响

阐述了人体热舒适与辐射换热之间的关系,对具有不同外围护结构房间的热舒适进行了分析比较．指出我国现行规范对于室内采暖设计温度的规定偏低,不能满足人体热舒适要求;同时指出室内采暖空调设计温度应考虑外围护结构对人体热舒适的影响．分析结果为室内采暖参数的选择提供了科学依据．     

基于IACO-PID的空调房间温度控制优化

空调房间温度控制器受外界环境干扰大,具有时变性和非线性,传统控制方法难以获得高精度的控制效果,为此提出一种基于改进蚁群算法优化PID的空调房间温度控制优化方法(IACO-PID).首先分析当前空调房间温度控制器存在的不足,然后采用蚁群算法对空调房间温度控制器控制参数求解,并针对蚁群算法的不足进行改进,最后采用仿真对比实验测试改进蚁群算法优化PID的优越性.实验结果表明,改进蚁群算法优化PID空调房间温度控制器的控制精度高,抗干扰能力强,具有较快的响应速度.     

冬季温度漂移下心率变异性对人体热舒适的影响

研究显示,环境温度的变化对人体心脏活动的影响显著,寒冷或极端温度会给人们带来心血管疾病。本文基于人体心率变异性指标,探讨了温度漂移热环境在室内热舒适方面的优势,并分析了人体主观热评价、皮肤温度与心率变异性之间的关系。本文设置16名受试者从初始稳定温度（24℃或18℃）经历半小时的温降漂移,最后再经历升温回到初始温度。实验收集了受试者的主观热评价与皮肤温度,并全程监测了其心电信号。通过频域分析法,得到了心率变异性的低频功率/高频功率比值（LF/HF）。结果表明：在冬季,适当的温度漂移可以改善受试者对相同温度热环境的热舒适评价;温度漂移对人体热舒适的影响可以通过LF/HF值表征出来;冬季温度漂移热环境下,人体的LF/HF值与平均皮肤温度、热感觉显著相关。     

吸收式太阳能空调系统热力学分析

论述了吸收式太阳能空调系统的工作原理、制冷方式及其性能指标的影响因素.从热力学角度分析了吸收式太阳能空调系统对建筑物内产生的制冷效应.用数值模拟的方法,对某房间传热情况进行了数值计算并得出相应的结论.即采用吸收式太阳能空调系统对房间进行供冷,可以保持建筑物内部节点温度在22.8~25.7℃之间.     

空调室内温度对生物体血液流变特性的影响

室内温度是热环境状态参数中最主要的指标之一,它对人体与周围环境的热交换起着重要作用,对人体的生理与心理状况有很大的影响.通过动物实验,试图从血液流变特性的角度探讨空调室内温度对生物体(豚鼠)的生理影响,以及空调环境的健康性.实验结果表明,反映血液流变特性的主要指标血液黏度、血浆黏度和红细胞电泳时间与温度有很好的相关性,随着温度的升高有下降的趋势.通过回归分析,得到温度在23～24℃时,血液流变指标较佳.