毛细管顶板辐射空调房间冷负荷的修正研究

发布时间：2020-05-07 14:34

【摘要】：伴随生活水平逐渐提高,人们对于舒适节能空调系统的需求越来越高。毛细管辐射空调作为温湿度独立控制系统,是空气调节领域的一种新型节能形式。其在保证室内舒适度的情况下,采用“高温”冷水供冷,可以减少制冷机组能耗,展现出较大的节能潜力。但传统对流空调的负荷计算方法并不完全适用于辐射空调系统,本文拟对毛细管辐射空调系统的冷负荷进行分析研究,并给出其冷负荷计算方法,从而对毛细管辐射空调冷负荷的理论研究和实际的系统设计提供参考。本文选取武汉市某办公建筑中间楼层有代表性的三个房间作为研究对象。利用以热平衡法为基础的EnergyPlus软件建立房间模型和传统空调系统模型,并分别用冷负荷系数法、谐波反应法和热平衡法对建筑冷负荷进行模拟计算,以验证模型的正确性。之后在房间模型内搭建毛细管辐射空调系统模型,采用EnergyPlus软件建立的热平衡法模型计算毛细管辐射空调房间冷负荷,再与传统对流空调房间的冷负荷计算结果进行对比分析。最后,根据模拟计算结果,采用修正系数法,得到了三个不同房间的毛细管辐射空调冷负荷修正系数。进而得到了计算毛细管辐射空调冷负荷时可采用的修正系数范围。模拟计算结果表明,应用上述三种方法计算传统空调系统模型得到的逐时冷负荷值偏差小于5%,从而验证了在EnergyPlus中建立的房间和空调系统的负荷计算模型的准确性。应用热平衡法计算毛细管辐射空调系统冷负荷结果显示,相比于传统空调系统,毛细管辐射空调系统峰值冷负荷提前一个小时出现,且房间总冷负荷只为传统对流空调冷负荷的76.80%~84.72%。因此在冷负荷系数法基础上提出,计算毛细管辐射空调房间总冷负荷时的修正系数,取值范围为0.75~0.85。另外本研究还验证了毛细管顶板辐射空调系统的节能性。毛细管辐射空调房间冷负荷与传统对流空调房间冷负荷的比值在76.80%~84.72%之间,其节能率为15.28%~23.20%。
【图文】：

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2 毛细管辐射空调系统及冷负荷计算方法2.1 毛细管辐射空调系统的组成毛细管顶板辐射空调系统其工作原理如图 2-1 所示：“高温”冷水机组产生的“高温”冷水经分配站送入房间顶板的毛细管网中，通过毛细管辐射顶板与房间内表面及室内空气进行换热来承担房间大部分的显热冷负荷；“低温”冷水机组产生的“低温”冷水送入新风机组，，新风机组利用“低温”冷水处理得到干燥低温的新风，新风送入室内后将通过对流换热来承担室内的全部潜热冷负荷和部分显热冷负荷。毛细管顶板辐射空调主要通过辐射换热承担室内显热冷负荷，减少了房间的对流换热，相较于传统对流空调房间，降低了室内的风速，使房间温度分布更加均匀，室内人员可得到更高的舒适性。同时辐射空调系统还具有噪音低、设备质量轻、安装方便等特点。

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图 3-1 建筑模型示意图etchUp 又名草图大师，是一套简单却又功能齐全的面向设计创作者的序，也是现今世界应用最广泛的 3D 绘图软件之一，开发公司是 LastSo供简单易上手的绘图工具和方法、完整的三维视角以及随之而来的直欢迎。同时，SketchUp 软件绘图完成后可以将文件保存为 IDF 格式，gyPlus 进行后续计算。图 3-1 即为本次研究绘制的模型图，模型长、 5m、4m、3m。建模过程以房间 a 为例进行介绍，其中西墙和南墙为东墙为内墙，地板与天花板外表面分别设置为绝热。窗台高度 0.9m，墙，长宽分别为 2.1m、1.8m。筑参数设置制模型图完成后，我们采用 EnergyPlus 的子软件 EP-Launch 编辑上一
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU831.2

【参考文献】