基于TRNSYS的相变蓄能式地板辐射供冷系统间歇运行特性及系统优化研究

发布时间：2022-10-21 19:22

　　相变蓄能式地板辐射供冷系统是将相变材料添加到地板结构层中构建的一种新型辐射供冷系统。该系统可以利用夜间较为廉价的低谷电对相变材料进行蓄冷,在白天再将此部分蓄存的冷量通过相变过程释放出来供人们生产生活所使用。该系统经济节能,可有效的将白天的负荷转移到夜间来处理,另外,由于相变材料的加入,室内温度更加稳定,人体热舒适性更好。目前,该系统在国内外实际工程中的应用极少。究其原因,在于该系统本身存在一定的复杂性,该系统涉及相变蓄能技术与辐射供冷技术。相变材料相变时的蓄放热过程增加了辐射末端传热过程的复杂性,给系统的优化及运行调控研究带来了一定的困难。鉴于此,本课题以TRNSYS软件为模拟平台,构建了一个位于西安地区的三层办公建筑,在办公建筑内敷设了相变蓄能式地板辐射供冷系统+独立新风的复合式系统。以室内空气温度、平均辐射温度、地板表面热流密度及地板表面温度等为评价指标对该间歇运行工况下室内热环境进行了评价分析。另外,从相变材料的设计优化及辐射末端的优化设计两方面对该系统进行优化研究。研究得出的主要研究结论如下:（1）夜晚间歇运行6小时,办公建筑第二天白天的室内空气全天温度不超过26℃,地板表面不... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 相变蓄能式辐射供冷/暖系统热性能的研究
        1.2.2 相变蓄能式辐射供冷/暖系统热性能影响因素研究
        1.2.3 间歇调控的应用效果
    1.3 课题来源
    1.4 研究方法及研究内容
    1.5 技术路线
第二章 相变蓄能式地板辐射供冷末端的设计及原理
    2.1 相变蓄能式辐射供冷/暖系统中相变材料的选择
        2.1.1 相变材料的封装方式
        2.1.2 常用相变材料的种类
    2.2 相变材料在辐射供冷/暖末端中的安装位置
        2.2.1 相变材料在水媒辐射供暖及辐射供冷末端中的安装位置
            2.2.1.1 加热/供冷管直接设于相变材料层中
            2.2.1.2 加热/供冷管设于相变材料层上方或下方
        2.2.2 相变材料在电热辐射供暖末端中的安装位置
    2.3 本课题中相变材料的选择及安装位置
    2.4 相变蓄能式地板辐射供冷系统的工作原理
    2.5 本章小结
第三章 相变蓄能式地板供冷系统模型的构建及参数设置
    3.1 TRNSYS软件及相关模块
        3.1.1 TRNSYS软件介绍
        3.1.2 模块介绍
    3.2 数学模型
        3.2.1 房间的热平衡模型
        3.2.2 相变蓄能式地板供冷系统的综合模型
    3.3 建筑模型的建立
    3.4 TRNSYS软件主要界面介绍
    3.5 内外扰参数的设置
    3.6 新风参数的设置
    3.7 相变模块的设置
    3.8 Type1270 模块的正确性分析
    3.9 本章小结
第四章 相变蓄能式地板供冷系统间歇运行特性及系统优化
    4.1 相变蓄能式辐射供冷地板间歇运行特性分析
        4.1.1 间歇运行室内空气温度特性分析
        4.1.2 地板表面温度变化及热流密度
    4.2 相变蓄能式地板供冷系统的优化
        4.2.1 相变材料的设计优化
            4.2.1.1 相变材料厚度的优化选择
            4.2.1.2 相变材料安装位置的优化设计
            4.2.1.3 相变材料潜热的优化选择
        4.2.2 辐射末端的优化设计
            4.2.2.1 地板覆盖层导热性的优化选择
            4.2.2.2 埋管管间距的优化
    4.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]外墙传热系数对公共建筑能耗的影响分析[J]. 江向阳.  建筑热能通风空调. 2018(07)
[2]相变蓄能采暖地板的热性能研究[J]. 李鹏辉,胡明禹,朱婷婷.  建筑节能. 2018(06)
[3]相变材料在建筑节能中的应用研究[J]. 胡阳,宣卫红,黄冬辉.  工业安全与环保. 2017(12)
[4]相变蓄能建筑墙体研究进展[J]. 张小松,夏燚,金星.  东南大学学报(自然科学版). 2015(03)
[5]储热材料研究进展[J]. 冷光辉,蓝志鹏,葛志伟,秦月,姜竹,叶锋,丁玉龙.  储能科学与技术. 2015(02)
[6]地板辐射供冷/供暖系统经济性对比分析[J]. 宫克勤,刘新,王卓智.  暖通空调. 2015(01)
[7]相变材料蓄能式毛细管网地板辐射采暖实验研究[J]. 何静,周国兵,冯知正,杨来顺.  太阳能学报. 2013(10)
[8]低温热水辐射供暖相变墙板传热特性影响因素的研究[J]. 闫全英,岳立航,霍冉.  建筑科学. 2013(06)
[9]相变材料蓄能式吊顶辐射供冷系统热性能模拟研究[J]. 张群力,狄洪发.  建筑科学. 2012(10)
[10]相变储能地板采暖系统蓄放热性能模拟[J]. 冯国会,崔洁,黄凯良,李慧星,郭慧宇.  沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2012(03)

硕士论文
[1]相变蓄热电采暖建筑结构热特性分析及研究[D]. 祝艺丹.吉林建筑大学 2018
[2]基于复合热源的热泵节能改造研究[D]. 杨少鹏.北方工业大学 2017
[3]双层相变蓄能地板辐射供冷/暖系统及其热性能研究[D]. 张如意.东南大学 2015
[4]冷剂式辐射供冷暖的技术开发与能耗分析[D]. 代小燕.重庆大学 2011



本文编号：3696230