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。     

住宅用冷暖地板空调系统设计

结合我国夏热冬冷地区住宅用暖通空调设备能耗较高的状况，提出将地板辐射与新风空调机组配合用于室内供冷除湿及采暖的新型空调方式，这种把地板辐射在夏季用于供冷，在冬季用于采暖的系统称之为冷暖地板空调系统。介绍了住宅用冷暖地板空调系统的形式、构造及管材使用的注意问题。阐述了冷暖地板空调系统的优缺点及设计方法，该系统可提高住宅室内环境的舒适性和能源的有效利用效率。     

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.     

地板辐射供冷系统的可行性分析

本文通过对地板辐射供冷系统供冷能力、地板结露问题、室内卫生环境、人体舒适性等方面的分析和对气候环境的建筑类型的讨论,验证地板辐射供冷系统运行的可行性和适用范围.同时,结合五棵松体育馆的工程案例,进一步验证了地板辐射供冷系统的可行性.     

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。     

地板辐射供冷系统建筑空间尺寸参量对热感觉的影响

热舒适度是环境舒适度的主要方面,目前,室内环境的热舒适受到越来越多的关注,多变的建筑空间以及复杂的空调系统都会影响室内人员的热感觉,进而影响室内人员的身心健康和工作效率.由于地板辐射空调系统主要依赖辐射换热,故采用地板辐射的建筑中室内人员的热感觉与建筑空间尺寸参量之间的关系尤其值得研究.在天津大学可变建筑空间综合实验平台进行实验,实验时间是2018年9月8日—13日,供冷空调末端是地板辐射,房间底面积有6 m×6 m和12 m×12 m,房间高度有3 m、5 m、7 m和9 m,共8种实验工况.采用主观调查问卷与热环境参数测量相结合的方法,主观调查问卷包括热感觉投票和热满意率百分比,实验过程中操作温度的波动范围是22.8～26.7℃.实验结果表明,夏季采用地板辐射供冷时,建筑空间尺寸参量对地板辐射供冷下被试者的热感觉有明显影响:对比两种底面积的空间中被试者在各高度下的热感觉,发现趋于狭窄的建筑中被试者感觉更热;对比8种建筑空间中热感觉随操作温度变化的斜率,发现越是狭窄、低矮的空间,被试者对热环境的变化越敏感;被试者的热中性温度随高宽比增大而减小,即趋于扁平的建筑中被试者的热中性温度越高.这对建筑设计和空调节能都具有一定指导意义.     

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.     

地板供冷置换通风复合系统在住宅建筑中的应用

地板供冷是一种节能、舒适、经济的降温方式,尤其在我国北方地板供暖推广较快,必将由于其冷暖共用性而有广阔的应用前景。本文就地板供冷置换通风复合系统在住宅建筑中的应用进行了分析,以求达到提高空调系统全面发展的目标。     

置换通风--辐射供冷复合系的统节能性分析

置换通风一辐射供冷复合系统因其在‘热舒适、室内空气品质和节能性等方面的诸多优点,在我国得到了一定程度的应用。本文通过对比不同的空调系统,对置换通风一辐射供冷复合系统的节能性进行分析。在此基础上,对此系统的能耗影响因素进行了分析。综合分析,得出置换通风一辐射供冷复合系统是一种很有发展潜力的新型空调系统,具有广阔的应用前景。     

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.     

顶板辐射供冷下不同姿态人体的热舒适性

为了探究辐射供冷环境下人体姿态对热舒适的影响,本文采用主观调查问卷与生理指标测试的方法对夏季顶板辐射供冷下坐姿人体和卧姿人体的热舒适性进行了实验研究。结果表明：人体卧姿状态与坐姿状态皮肤温度的分布有一定差异,两种姿态下热感觉在-0.5—0.5范围内时,卧姿人体所需要的操作温度比坐姿人体高0.5℃左右;最佳热舒适点的操作温度,卧姿状态比坐姿状态高0.7℃。     

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RC简化传热模型的混凝土辐射顶板传热及供冷能力研究

为研究混凝土冷辐射板的传热情况并对其供冷能力进行分析,采用RC简化传热模型建立混凝土辐射板二维稳态的传热模型,对混凝土辐射板内部传热情况进行模拟,计算得到混凝土内部及表面温度场.根据计算结果分析不同供水温度、埋管间距情况下,冷顶板表面的温度分布情况及供冷能力.经过实验验证,RC简化传热模型对板内温度和供冷能力的计算误差小于6%;混凝土冷辐射板供冷能力受供水水温、埋管间距及流量的直接影响,当供水温度为11~14℃,总流量为0.26~0.33m~3/h,室内空气温度为25~26℃时,混凝土辐射板平均供冷量为40~50 W/m~2.     

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.     

单元式辐射空调无动力新风系统的应用研究

为了降低辐射空调系统的运行成本以及简化其结构,将辐射部分和新风部分结合起来,形成单元式辐射空调无动力新风系统,并对系统的性能进行研究。该系统主机采用735 W(1匹)冷暖机,末端为水平布置的顶板式辐射板和与顶板辐射板串联竖直布置的自然对流新风装置。结果表明:该系统在满足辐射空调各项功能的基础上,实现了无动力新风,夏季和冬季新风量分别可以达到115~130 m~3/h和85~114 m~3/h,人体活动区域的风速小于0.15 m/s,同时可以降低新风的温度和湿度及对新风中的细颗粒物进行一定程度的过滤。该系统结构简单,运行成本低,适用于南方夏季时间长、气候炎热潮湿情况下的2人间办公室或卧室。     

复合式空气载能辐射空调供暖性能试验研究

提出了一种顶板与侧墙结合的复合式空气载能辐射末端新形式,以某办公建筑作为研究对象,通过试验方法研究了这种复合式空气载能辐射末端在冬冷高湿地区的冬季供暖性能.结果表明,该复合式空气载能辐射空调系统在开启后30 min内可达到稳定状态,相比于传统空调供暖速率更快,稳定性更强,且稳定后室内温度变化相对均匀.该系统在冬季供暖性能较好,在人体活动范围内（距地0.2 m至2.2 m处）室内空气温度为16. 5 °C ~ 18.2 °C,相对湿度为33% ~ 36%.当设定温度为16 °C时,可基本满足冬季供暖要求.同时,该系统可有效改善由于物体遮挡而引起的地板温度过低情况,从而有效避免局部不舒适感.这种顶板与侧墙结合的复合式空气载能辐射末端满足冬季供暖需求,同时具备节能舒适的特点.试验结果可为未来空气载能辐射空调系统在冬冷高湿地区的实践应用提供一定的指导作用.     

置换通风加毛细管地板辐射空调的模拟研究

节能环保以及室内环境的舒适性是现代暖通空调技术发展的一个基本趋势.毛细管辐射空调由于其舒适性高、导热能力快、不占用建筑使用空间、节能效果明显等优点越来越受人们的关注.在此背景下,提出通过建立置换通风+毛细管地板辐射的热传导模型,数值模拟该复合空调供给的热湿环境参数,并与实验测得的温度、湿度、速度、PMV、PPD值进行对比,得出不同供水温度与换热量的关系,分析该复合空调的供冷能力.该研究为促进供暖/供冷一体化技术在长春地区的发展应用提供一定的参考价值.     

基于频域回归法的混凝土辐射供冷楼板非稳态传热模型的建立及验证

以辨识理论和反应系数法为基础,利用频域回归法计算混凝土辐射供冷楼板热力系统吸热和传热反应系数,建立混凝土辐射供冷楼板的二维非稳态传热模型.通过实验数据对所构建模型的计算结果进行验证.结果表明:稳态工况热流密度误差不超过6%,,表面温度误差在0.3,℃以内;非稳态工况热流密度误差不超过9%,,表面温度误差在0.5,℃以内.最后利用该模型计算了工程常用混凝土辐射供冷楼板的传热延迟时间,为其系统的负荷计算和运行策略提供参考.     

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。     

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。