辐射供冷空调系统的供冷性能研究

发布时间：2020-09-22 09:36

　　近年来辐射供冷技术发展迅速,研究成果颇丰。然而,作为一种极具优势和潜力的空气调节方式,其设计和使用仍然存在诸多问题。本文首先利用在美国劳伦斯伯克利国家实验室针对顶板辐射供冷系统和全空气系统所进行的的实验数据,分析对比了两种系统的特点和运行状况。重点分析了室内空气温度、室内壁面温度、壁面热流、操作温度以及供冷量等的动态变化规律。在白天工作时间,两个房间保持一致的操作温度时,辐射供冷空调房间空气温度可以维持在一个更高的水平;在夜间通风时段,全空气系统房间操作温度比辐射供冷系统房间操作温度高约0.9-1.1℃,表明辐射供冷系统房间围护结构日间的储冷量更大,以致在夜间能释放更多的冷量使房间内操作温度较低。辐射供冷系统房间墙体和地板内表面温度均低于全空气系统房间,围护结构总体辐射温度也低于后者,这有助于增强人体和围护结构之间的辐射换热,使人体舒适感增强。综合辐射换热和对流换热,辐射供冷系统房间墙体内表面换热强度低于全空气系统房间墙体内表面换热强度。辐射顶板系统的平均供冷量比全空气系统的高2.1%。可见,在保持相同的操作温度的情况下,该两种系统从房间中除去的热量几乎相同。然后,以上述两个测试小室和系统为原型,用EnergyPlus软件建立仿真模型,对实验工况进行模拟。结果显示,模拟值和实测值基本一致,表明所建模型仿真结果可靠,为后续研究奠定了基础。接着,对不同城市天气条件下两种系统的运行情况进行了模拟研究。表明西安和北京天气条件下,室内无湿源时,辐射供冷系统不存在结露风险,日间室内操作温度保持在26℃,且平均供冷量比全空气系统分别高56.42%和53.15%。而在武汉、上海和广州的天气条件下,辐射供冷系统室内出现不同程度的结露现象,室内操作温度失控,需要辅以新风除湿系统联合运行,方可满足空调需要。在室内加入湿源,对顶板辐射供冷系统运行过程中的结露状况进行探索。分析了伯克利市和西安市天气条件下,室内无人、1人、2人和3人四种情况下辐射顶板供冷系统的运行状况。结果表明,随着人数增多,结露风险增加,系统辐射板关闭越多,供冷量下降,室内温度失控情况越严重。在人数相同的情况下,西安市天气条件下结露风险比伯克利市天气条件下结露风险大,结露出现更早,室内温度更加难以控制。室内无人、1人、2人和3人时,西安天气条件下顶板辐射供冷系统的平均供冷量分别伯克利天气条件下高出18.58%、18.28%、16.62%和18.83%。之后,对于有结露风险的情况,引入机械通风,控制系统通风量,均能有效的消除结露风险,并很好的控制室内操作温度。最后,确定了两种天气条件下,通风量和所允许的室内最大内热源强度的关系。
【学位单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU831
【部分图文】：

热量传递,供冷,空调系统,辐射板

图 2.1 辐射供冷空调系统热量传递方式系统分类与建筑物的结合关系分为：整体式、贴附式和悬挂式[52]。射板是将通冷水的管道直接埋在建筑结构内，使其成为一向上传递，减少损失，可在辐射板上部设绝热层；管道土等；此外还有在管道上下两侧都不加绝热层的，可同的地面—顶面式辐射板，即楼板式辐射板[52]。射板是将辐射板贴附建筑结构表面安装。可以安装在外窗结合。围护结构和辐射板之间同样设有绝热层，以减少射板分为单体式和吊棚式，单体式辐射板通常是由冷管、制成的金属辐射板；吊棚式辐射板是将通冷媒的管道、

房间,全空气系统,空气调节,空气流量

图 3.1 实验房间 X3A 和 X3BA中安装了全空气系统进行空气调节，其最大空气流度来控制室内操作温度。在 X3B 房间中安装顶板6 个并联环路组成，每个环路的额定水流量为 0.000室内操作温度。房间内设定不同功率的热源模拟人3200W，其热源和部分传感器布置情况如图 3.2 所 3.1 所示。

示意图,热源,示意图,房间

【参考文献】