毛细管辐射空调系统供热工况舒适性研究

论文摘要

随着建筑节能的推广和人们对室内生活舒适性要求的提高，采用一种更先进、更节能的室内空气调节系统就显得日趋重要。毛细管辐射空调系统因其具有舒适度高、节能效果显著、节省建筑空间等的优点逐渐被广泛采用。本文在国家十一五科技支撑计划项目（新风集成天棚辐射供热系统2006BAJ01A04）的支持下，针对毛细管辐射空调系统采用数值模拟与实验相结合的方法主要进行了以下研究：1.分别建立了毛细管席置于顶棚+侧墙和地板+侧墙的供暖，散热器供暖和空调供暖的四种供暖系统模型；通过实验验证了毛细管席置于顶棚+侧墙的辐射空调系统数值模拟的准确性。2.对顶棚+侧墙辐射供暖、地板+侧墙辐射供暖、散热器供暖和空调供暖四种方式，从室内温度、空气流速、PMV指标三个方面进行了对比分析。由分析结果可知，四种供暖方式在人员活动区（1.1m以下）的范围内，毛细管辐射采暖的温度分布最均匀，其中顶棚+侧墙辐射方式供暖温度变化最小；空调供暖时有部分区域风速过大，有明显吹风感；辐射采暖的舒适性优于散热供暖和空调供暖要好。3.以顶棚+侧墙辐射供暖系统为研究对象，研究了当送风口位于不同位置时室内的舒适性。结果表明当送风口的位置在距地面3.0m时，室内舒适性最好。4.采用正交试验方法来研究毛细管辐射空调系统供热工况运行参数中的新风承担负荷量、毛细管间距、供回水平均温度对室内PMV的影响大小，得出三个运行参数对PMV的影响大小依次为供回水平均温度、新风承担负荷量、毛细管间距。5.从热舒适性出发，着重研究毛细管辐射空调供回水平均温度与室内温度的变化关系，进而提出系统供热工况温控策略。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 1.4 本章小结
• 第2章 毛细管辐射空调系统及其舒适性的影响因素
• 2.1 毛细管辐射空调系统的原理
• 2.2 毛细管辐射空调系统的组成
• 2.3 影响毛细管辐射空调系统室内热舒适的因素
• 2.3.1 平均辐射温度 MRT
• 2.3.2 竖直方向空气温度变化
• 2.3.3 不对称辐射
• 2.3.4 空气流速
• 2.4 热舒适方程及 PMV-PPD 指标
• 2.4.1 热舒适方程
• 2.4.2 PMV—PPD 指标
• 2.5 本章小结
• 第3章 模型的建立及实验验证
• 3.1 数值模拟的理论基础
• 3.1.1 紊流概述
• 3.1.2 紊流模型
• 3.1.3 流体力学控制方程
• 3.1.4 控制方程的离散
• 3.1.5 代数方程的求解和算法
• 3.2 数值模拟软件 AIRPAK 简介
• 3.3 物理模型的建立与边界条件的设定
• 3.3.1 物理模型的建立
• 3.3.2 边界条件的设定
• 3.4 模型的传热机理
• 3.4.1 毛细管辐射供暖模型
• 3.4.2 散热器供暖模型
• 3.4.3 空调供暖模型
• 3.5 实验验证
• 3.5.1 实验对象的概况
• 3.5.2 实验的方法和仪器
• 3.6 数值模拟与实验结果的对比分析
• 3.6.1 温度场的对比分析
• 3.6.2 速度场的对比分析
• 3.6.3 PMV 的对比分析
• 3.7 本章小结
• 第4章 室内热环境的数值模拟和分析
• 4.1 模拟结果的对比分析
• 4.1.1 温度场的对比分析
• 4.1.2 速度场的对比分析
• 4.1.3 PMV 的对比分析
• 4.2 送风口的位置对室内舒适性的影响
• 4.2.1 送风口的位置对温度场的影响
• 4.2.2 送风口的位置对速度场的影响
• 4.2.3 送风口的位置对 PMV 的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 基于舒适性的毛细管辐射供暖系统温控策略研究
• 5.1 基于热舒适的正交试验研究
• 5.1.1 正交试验的设计方法
• 5.1.2 正交试验工况设计
• 5.1.3 试验的方案与结果
• 5.1.4 正交试验结果分析
• 5.2 温控策略
• 5.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢