无保温楼板辐射供冷系统热过程的研究

楼板辐射供冷是一种舒适度很高的新型空调技术：楼板内若不设保温层，天棚和地板均成为冷辐射表面向房间供冷：系统的供冷能力和楼板上下表面温度是空调供冷系统运行和调节的关键参数，研究它们与影响因素之间的关系是十分重要的。本文建立了无保温楼板辐射供冷系统的物理模型和数学模型，并对控制方程进行数值模拟，给出了系统供冷能力和楼板上下表面温度和诸多影响因素之间的关系。研究结果显示：冷水温度越低，天棚和地板的表面温度越低，系统提高的冷量越大；天棚表面温度略大于地板表面温度；随着冷水温度的升高，天棚和地板之间的温度差异将减小，房间的舒适性好；地板辐射换热量远大于对流换热量，天棚辐射换热量略大于对流换热量；天棚提供给房间的冷量大于地板提供的冷量。且冷水温度越低，相差越大；管子埋深越大，天棚和地板表面温度越大，系统供冷量越小，但差别不显著；埋管间距越大，天棚和地板表面温度越大，系统供冷量越小；埋管管径越大，天棚和地板温度越小，系统供冷量越大，但差异不显著。研究结果可为实际工程的设计、运行参数的选择和系统的可行性分析提供依据和指导。     

地板辐射与置换通风空调系统运行参数

建立了基于EnergyPlus的地板辐射供冷加置换通风空调系统模型,模拟得到的室内温度和辐射地板所承担冷量与实验结果的误差小于±7%。在此模型基础上,改变送风参数和供水参数,得到置换通风供冷量、辐射地板供冷量、地板表面温度、室内空气平均温度、AUST温度等参数的变化规律。结合热舒适性模型,得到满足室内热舒适性(-0.5≤PMV≤0.5)条件下,置换通风的送风参数和辐射地板的供水参数范围,为复合系统设计和应用提供依据。     

地板辐射供冷室内热环境改善研究

在地板辐射供冷中,室内空气温度常出现较大的竖直温差,使人产生头热脚冷的不舒适感。为改善地板辐射供冷中竖直温度分布不均匀的状况,采用吊扇通风和风机盘管侧吹通风来优化气流组织,改善室内温度场及舒适度。实验结果表明:与无通风相比,有通风时室内竖直温差由5℃左右降到1℃以下,显著改善了室内空气竖直温度分布不均匀的现象;供水流量与温度相同时,与无通风和风机盘管侧吹通风相比,吊扇通风时地板温度最高、空气温度最低、竖直温差最小,室内热环境最舒适,环境质量改善显著。     

辐射供冷地面对围护结构内表面温度及室内热舒适的影响

本文在分析室内平均辐射温度对人体舒适性作用的基础上,通过建立围护结构的传热模型,分析计算了辐射供冷地面对围护结构内表面温度及室内热舒适性的影响.结果表明,与传统空调相比,地板辐射供冷一置换通风系统中的辐射供冷地面能使围护结构内表面温度降低约0.4～1.3℃,可进一步降低室内的平均辐射温度.在相同室内温度条件下,室内舒适性指标PMV值比传统空调要小,因此在同等舒适条件下可提高室内设计温度约2.5～3℃.     

地板辐射供冷系统分析

本文介绍了地板辐射供冷系统的室内外设计参数选取和负荷计算方法,通过采用CFD数值模拟的方法,分析了辐射供冷地板系统在不同的室内设计温湿度及冷水温度条件下的供冷量,冷损失量及表面温度等。应用该方法可以建立系统设计查找表格为地板辐射供冷系统设计提供基础数据。本文也给出了埋管辐射地板的系统布置方式及设计流程等。     

基于微热管阵列的地板辐射供暖模拟研究

提出了 1种基于微热管阵列的地板辐射供暖系统,建立了供暖单元传热模型,利用实验数据验证了模型的可靠性.并对该辐射供暖传热过程及关键影响因素进行了模拟与分析,得到了供水温度和循环流速对供暖性能的影响.当流速为0.2 m/s,不同供水温度下,地板表面温度的实验数据与模拟数据最大差值为1.6℃.地板表面温度均随着供水温度的增大增幅明显;在相同供水温度下,地板表面温度受循环流速影响较小.在供水温度为40℃,流速为0.2 m/s时,模拟地面温度在23.9～29.9℃之间,热媒输送通道细小通道扁管上方地板表面温度较高.提出地暖结构的优化方法,以减少地板温度不均匀性.     

住宅用地板辐射供冷系统的实验分析

针对夏热冬冷地区的气候特征,分别从室内温度场、湿度场、风速场以及地板换热等出发,比较了住宅用冷却地板单独供冷、风机盘管单独供冷及两者联合运行三种供冷方式。结果显示,冷却地板与风机盘管联合运行可以满足夏季供冷要求,而且克服了冷却地板易结露的缺陷,具有良好的舒适性和节能性。     

地板辐射采暖双向散热系统夏季供冷分析

提出了地板辐射采暖双向散热系统加独立新风的设计模型,不仅可以用于冬季供热,还可以用于夏季空调.采用双向供冷空调系统后,地板表面温度与室内空调设计温度差值不大,房间舒适性高,空调系统连续运行时,无结露危险.同时,计算了采用风机盘管空调系统、地板辐射供冷加新风空调系统及双向供冷加新风空调系统在室内设计温度为24℃～28℃时的地板表面温度值,并对其进行了分析.     

地板辐射供冷系统地面温度的确定

在分析地板辐射供冷系统地面温度传热规律的基础上,建立了地板辐射供冷系统的二维稳态传热数学模型;进而利用有限单元法数值计算了地板供冷系统的地面温度,根据地面温度随供回水平均温度和室内温度的变化规律,给出了地板供冷系统适宜的供回水平均温度,最后提出了地板辐射供冷系统防止地板结露的措施,这对于地板辐射供冷系统优化系统设计,推广应用提供参考依据。     

三种方式辐射供冷室内热环境对比分析

辐射供冷是一种舒适、节能的新型空调形式。为了比较相同面积顶板、地板和墙壁三种不同辐射供冷方式与置换通风相结合系统的室内热环境情况,建立供冷系统室内数值模型并运用DTRM辐射模型进行不同供冷情况的数值模拟。对室内垂直温差、吹风感、PMV-PPD指标及能量利用效率进行分析比较,发现在统一设置参数下顶板辐射供冷系统热舒适指标最为理想,地板辐射供冷系统最差;但是地板辐射供冷系统能量效率最高。计算为合理优化各不同系统提供了一定的理论依据。     

天花板辐射供冷系统的性能研究

冷天花板辐射供冷系统是一种舒适、节能的新型空调型式.系统的供冷能力和天花板表面温度及系统运行达到稳态所需的时间是系统设计、运行的关键参数,揭示各因素对它们的影响规律是十分必要和重要的.本文建立了顶部保温时的天花板辐射供冷系统的动态传热数学模型,应用有限单元法进行求解,分析了埋管深度、间距、管材以及供冷水温、水量等因素对天花板表面温度、系统供冷能力和达到稳态所需的时间的影响规律.结果表明:埋管深度越大,埋管间距越大,天花板表面温度越高,供冷能力越小;管材对系统的供冷性能影响不大;系统的供水温度越低,天花板表面温度越低,系统提供的冷量就越大.冷水温度宜取16～20℃之间;埋管越深,埋管间距越大,系统达到稳态时间越长;初始温度越高,供水温度越低,系统达到稳态的时间越长.     

天棚辐射供冷系统换热过程的研究

天棚辐射供冷是一种舒适度很高的新型空凋技术。系统的供冷能力和天棚表面温度是系统设计和运行的关键，研究它们与影响因素之间的关系是十分重要的：通过建立天棚辐射供冷系统的物理模型和数学模型，对控制方程进行数值模拟，给出了影响系统供冷能力的诸多因素之间的关系。研究结果显示：冷水温度越低，天棚表面温度越低，系统提供的冷量越大。天棚表面与室内环境之间的辐射换热量大于对流换热量，舒适度好。管子埋深越大，天棚表面温度越大，换热能力越小，但差别不显著：埋管间距越大，天棚表面温度越大，换热能力越小，所以埋管间距不宜取得过大。埋管管径的变化对天棚表面温度及换热量的影响不大。研究结果可为实际工程的设计、运行参数的选择和系统的可行性分析提供依据和指导。     

辐射地板供冷量及表面温度分布的简化计算方法

辐射地板的供冷量、表面温度分布的均匀性和表面最低温度是研究者以及工程人员重点关注的三个问题。通过求解导热方程,得出辐射地板热阻的解析表达式,提出一种辐射地板供冷量、表面温度分布的简化计算方法。在实际应用中,可通过公式便捷地计算出辐射地板供冷性能相关的主要参数。     

地表装饰材料和保温层性能对辐射地板热量损失影响的数值研究

建立了辐射地板供暖的传热模型，利用SIMPLER计算程序模拟计算了地表装饰材料和埋管保温层性能对辐射地板换热和地表温度分布的影响，得出了地板内部的温度场分布规律。研究结果表明，地表装饰材料对地板换热有很大的影响，埋管保温层对减少地板下层热量损失有十分重要的作用。     

干式地板辐射供冷结合置换通风复合式系统实验研究

本文针对干式地板辐射供冷结合置换通风复合式系统进行了实验研究,测量了从系统开启到关闭的室内温度、地板表面温度、围护结构表面温度等参数,分析了系统运行过程中地板表面温度、距地面0.1 m处空气露点温度和湿度、系统换热量、温度场和湿度场以及热舒适性变化.结果表明:置换通风系统的引入可有效地避免地面结露;系统稳定运行时,室内空气温度在竖直方向分布均匀;辐射换热量占总换热量的27.8%;水系统提供的辐射换热量有限,系统稳定时,热舒适性较差,这是由于系统供水温度偏高引起的,可通过降低供水温度得到改进.     

温度均匀分布辐射冷顶板的传热特性

构建一种表面温度均匀分布的辐射冷顶板,分析其物理结构和传热机理,建立其辐射供冷传热过程的数学模型,利用MATLAB计算其供冷量,并通过该辐射冷顶板的热工特性试验验证模型的合理性,模拟得到的顶板温度和供冷量与实验结果的误差小于6%。通过对实验结果和计算结果的分析,研究发现在定流量稳态工况下,该辐射冷顶板结构由于存在空气夹层,顶板的供冷量随顶板温度的增大而增大,但受冷冻水温度的限制,顶板的温度在实际运行时宜保持在18~20℃之间。基于对实验数据的分析,研究了室内相对湿度随顶板温度的变化规律、房间的温度分布及其通过对流和辐射方式各自分担的冷负荷。     

置换通风辐射空调不同结合方式的模拟比较

置换通风和辐射空调这两种空调方式的结合是目前运用较少的空调末端方式,置换通风主要是解决空调房间新风供给和承担房间的湿负荷.模拟研究设计条件下置换通风天棚辐射供冷与置换通风地板辐射供冷时房间的温度、湿度和速度分布,从而优化设计、避免结露.模拟结果表明在同样的设计条件下,置换通风天棚辐射供冷具有较好的的温度分布、湿度分布和速度分布.     

顶板辐射供冷加置换通风系统广州地区适用性分析

顶板辐射供冷加置换通风系统以其独有的舒适性好、能耗低等特点逐步被国内用户接受,并在民用建筑项目中被采用.本文以等效辐射换热系数方法对盘管式辐射顶板单位面积的供冷量进行了数值模拟分析,并以广州地区为例,对该系统的适用性及影响因素进行了讨论:顶板辐射供冷加置换通风系统更适用于围护结构冷负荷指标低的节能建筑;当围护结构冷负荷指标低于20 W/m2时,采用较高供回水温度的冷水机组可满足室内设计要求且有明显的节能效果;顶板承担的冷负荷随人员密度的增大而减小,降低送风温度、采取大温差送风,可降低顶板承担的冷负荷.     

吊装石墨辐射板热性能实验研究及舒适性评价

本文利用以《辐射供冷及供暖装置热性能测试方法 JG/T403-2013》搭建的实验平台,对吊装石墨板夏季供冷和冬季供暖的热工性能进行实验测试,根据实验数据,对其进行了换热性能计算和热舒适性评价。结果表明,吊装石墨辐射板具有良好的舒适性,供水温度对单位面积供冷(暖)量影响较大。实验测得标准制冷工况下,单位面积供冷量在67.84 W。标准供暖工况下,单位面积供热量在162.99 W,并根据不同供水温度的实验数据拟合出特征公式用于指导吊装石墨辐射板供冷(暖)系统的应用。     

基于不同管径毛细管辐射顶板供冷性能模拟

建立三维毛细管辐射供冷顶板传热模型,利用CFD方法对不同毛细管管径下辐射顶板流动及传热进行数值模拟求解,以获取辐射顶板的供冷量及辐射表面温度分布状况。数值模拟得到的供冷量与ASHRAE手册中辐射供冷顶棚的传热理论计算结果相符,相对误差小于15%。数值研究表明,当毛细管管径在3~5mm的范围时,辐射顶板能保证良好的供冷性能,辐射表面温度分布均匀;管径大于5mm或者小于2mm,辐射板供冷量明显减少,辐射表面温度分布越不均匀。