基于太阳能热水的毛细管网壁面低温辐射采暖系统

目的 分析毛细管网作为高效的散热末端,应用于太阳能热水采暖系统的可行性.方法 建立了以毛细管网为散热末端的太阳能热水采暖系统,测试铺设于壁面的毛细管网的散热性能以及其对室内热性能的影响,对比了毛细管网与普通地板采暖散热末端的经济性.结果 研究表明:毛细管网墙壁采暖的传热系数k=1.638 W/(m2·k),换热效率为79.9％;在供回水温度40 ～ 35℃,室外平均温度-22℃情况下,运行期间能使房间平均温度维持在17.65℃;对太阳能热水采暖系统而言,毛细管网比普通地板采暖散热末端具有更好的综合性能,成本节约达9％.结论 毛细管席间距很小的平行毛细管均匀分布,热交换面积大,同时毛细管网与室内通过辐射方式换热,使室内温度分布均匀,且提供了最佳的热舒适性;太阳能与毛细管辐射供暖系统相结合,不仅节省了大量能源,还提高了空间的利用率.     

石蜡复合混凝土太阳能相变蓄能炕系统的热性能研究

设计了一种以相变材料石蜡与混凝土相结合相变蓄能炕采暖系统,并将其与传统火炕、纯混凝土炕和纯石蜡炕进行了对比分析.在供热温度35℃、供热流量0.95L/min实验条件下,测试了系统炕面温度、石蜡温度、进出口温度和炕面热流密度等参数.实验结果表明:石蜡混凝土炕面温度分布均匀,其炕头、炕中和炕尾温度无明显差异,供热效果与纯石蜡炕相近,且系统初投资比纯石蜡炕节省了30%.石蜡混凝土炕面平均温度为33.29℃,比传统火炕高10℃,炕面降温速率却仅为传统火炕的15%.与纯混凝土炕相比,由于结构不同,石蜡混凝土炕体在炕面平均温度、夜间温度下降速率、炕面热流密度和供回水温差特性上均优于纯混凝土炕.     

严寒地区农村住宅热环境模拟分析

目的 研究传统采暖方式下农村住宅的室内的温度和气流组织分布,评价室内热舒适性.方法 以农村住宅采暖房间为研究对象,通过对农村住宅的采暖房间实地测试,建立该采暖房间的数学和物理模型,室内空气自然对流,采用k-ε模型进行描述,使用Airpak软件对在传统采暖方式下农村住宅的室内热环境进行数值模拟分析.结果 通过25～ 30 d的实测,得到室内全天平均温度是8.5℃,以20:30时刻为例,炕面上方测点温度高于地面上方测点2℃左右,以这个时刻的条件作为模拟对象,计算出室内地面活动区平均温度10℃,炕面上方平均温度稍高于12℃,与实测值基本相符.结论 农村住宅依靠火炕或火墙供暖不能满足居民对舒适性的要求.对于新农村的意义是要提高其室内的热环境,既需要做好围护结构的保温措施,又需要采用舒适的采暖方式.     

北方农宅吊炕与土暖气联合供暖系统测试分析

为解决传统落地炕炕面温度不均、热效率低、排烟热损失大、烧炕时室内污染物体积分数超标等问题,提出一种新型吊炕与土暖气联合运行的供暖系统.为定量分析该系统的热工性能,在吉林省榆树县的一栋新建农宅两相同南向房间内,分别搭建了传统落地炕和该新型供暖系统,并对两系统炕面温度、排烟温度、室内温度及室内污染物体积分数进行测试:在相同燃料消耗量下,新型吊炕的炕面温度分布更为均匀,其炕面温度标准差比传统落地炕低4.8℃,且炕头温度比传统落地炕炕头温度低9.4℃.通过反平衡法计算得出新型供暖系统效率比传统落地炕效率高21.26%,同时采用新系统的房间室内温度提高了5.7℃,室内CO体积分数也降低至标准范围以内.在两供暖系统取得相同室内升温效果时,每铺新型供暖系统每年可节省秸秆1 972.2 kg,CO_2减排2 603.3 kg,SO_2减排1.0 kg.测试与分析结果表明:吊炕与土暖气联合供暖系统不仅解决了传统落地炕炕面温度分布不均、热效率低等问题,而且使室内热环境得到很大改善,具有显著的节能减排效益;新型供暖系统的推广应用,可降低北方农宅的采暖能耗,有效改善农宅内的人居环境.     

改善火炕炕面温度分布技术模拟

为了使火炕的表面温度分布均匀,提高室内环境的热舒适性,提出了倾斜布置炕板来改善炕面温度分布的不均匀性．通过对炕板倾斜程度不同的落地炕和吊炕进行数值模拟,结果表明:当落地炕的炕头粘土层厚度为80 mm、炕梢粘土厚度为20 mm时具有相对最佳的取暖效果;当吊炕的炕头粘土层厚度为80 mm、炕梢粘土厚度为20 mm时具有相对最佳的取暖效果．     

LEG屋顶对夏季室内热湿环境和热舒适的影响

绿色屋顶被认为是改善建筑物热湿环境和室内热舒适性的技术。为研究轻型绿色（LEG）屋顶对重庆市夏季室内温度、湿度和人体热舒适度的影响,对两栋自然通风的6层住宅内相似房间、不同类型的屋顶（LEG和普通型）进行了对比试验。结果表明,与普通屋顶建筑相比,夏季LEG屋顶室内温度较低。下午14：00,LEG屋顶的7月份室内月平均温度比室外低5.8℃,比普通屋顶室内月平均温度低4.9℃。7月24日,研究期间最炎热的晴天,LEG屋顶室内外温度明显不同,在中午时温差达到7.6℃,室内没有明显的温度分层。与普通屋顶相比,LEG屋顶的建筑内部湿度相对较高。PMV-PPD热舒适模型和热感投票（TSV）都表明,LEG屋顶可显著提高人体热舒适性。利用LEG屋顶可以实现更高的室内热舒适度和更低的室内热不满意度。     

火炕采暖效果影响因素的数值模拟和分析

目的分析不同影响因素对火炕提升室内温度效果的影响,确定火炕理想的结构形式.方法采用火灾动力学模拟软件FDS4.0,应用大涡模拟方法的场模型、辐射模型,模拟分析不同结构火炕的炕面温度、烟道进出口温度以及室内温度,确定理想的节能火炕模型.结果有挡烟板且下炕面离地高度为36 cm的吊炕,采暖效果最佳,其次为有挡烟板离地高度为24 cm的吊炕,无挡烟板的落地炕采暖效果最差.结论火炕内烟气的紊流度和流程密切影响火炕散热性能和室内温度,在吊炕模型中室内温度还与吊炕的下炕面离地高度相关,考虑到实际生活要求吊炕模型的离地高度应结合实际情况合理取值.     

新型太阳能复合相变蓄能炕的性能研究

针对北方冬季燃煤供暖造成环境污染、能耗大等问题,结合太阳能供暖和相变材料的蓄热性能设计了一种膨胀珍珠岩-石蜡复合相变蓄能炕.太阳能供水温度分别取35℃、40℃和45℃时,通过与石蜡单一相变蓄能炕的炕面平均温度、热流密度、炕面升温速度、炕面降温速度和炕面温度不均度进行对比分析.结果表明:单一相变蓄能炕和复合相变蓄能炕的最...     

毛细管网供暖室内环境对比实验研究

对重庆地区毛细管网辐射供暖系统进行测试,分析在35℃供水工况下毛细管网顶棚、墙面、地面3种敷设方式的室内空气温度、围护结构壁面温度等参数。结果表明：在重庆地区35℃供水工况下,毛细管网顶棚、墙面、地面3种敷设方式供暖稳定时,室内人员活动区平均温度分别为16.53、16.4、16.94℃、辐射表面平均温度分别为29.21、28.17、22.98℃,纵向最大温差分别为1.76、3.16、0.3℃,水平最大温差分别为-0.26、0.59、-0.34℃,在实验条件下,该地区3种敷设方式供暖时室内温度均 ≥ 16℃,毛细管网构造层厚度与敷设位置直接影响室内舒适度。     

毛细管网供冷室内环境对比实验研究

在18℃供水温度下,对重庆地区毛细管网辐射供冷系统进行实验测试,分析了毛细管网顶棚、墙面、地面3种敷设方式的室内热工参数。结果表明：毛细管网顶棚、墙面、地面3种敷设方式供冷稳定时,人员活动区的平均温度依次为26.27、27.22、26.57℃,辐射表面平均温度依次为20.96、21.14、22.76℃,PMV依次为-0.27、0.32、-0.2,PPD依次为7.06%、7.47%、6.34%。在实验条件下,3种敷设方式供冷时室内温度均能满足≤ 28℃的要求,PMV、PPD均能满足《民用建筑室内热湿环境评价标准》（GB/T50785-2012）Ⅰ级热舒适评价指标。     

Effect of thermal storage performance of concrete radiant cooling room on indoor temperature

A building model with radiant cooling system was established and the cooling load, indoor temperature, surface temperature of the walls and other parameters in non-cooling and radiant cooling room were calculated by TRNSYS. The comparative analysis of the characteristics of attenuation and delay proves that the operation of radiant cooling system increases the degree of temperature attenuation of the room and reduces the inner surface temperature of the wall significantly, but has little effect on the attenuation coefficient and delay time of wall heat transfer. The simulation results also show that the inner surface temperature of the walls in the radiant cooling room is much lower than that in non-cooling room in the day with the maximum cooling load, which reduces the indoor operation temperature largely, and improves the thermal comfort. Finally, according to the analysis of indoor temperature of the rooms with different operation schedules of cooling system, it can be derived that the indoor mean temperature changes with the working time of radiant cooling system, and the operation schedule can be adjusted in practice according to the actual indoor temperature to achieve the integration of energy efficiency and thermal comfort.     

冬季室内热环境与被褥微气候的匹配

冬季睡眠状态下,室内热环境与被褥微气候分别对人体头部和被覆躯体的热感觉造成直接影响。为了分析两个热环境的匹配关系以满足睡眠人体的热舒适水平,实验在不同的室内温度下,调节被褥微气候温度,测试了受试者的皮肤温度,并记录了热感觉和热可接受水平。研究结果表明:睡眠状态下,相比于室内热环境,人体热感觉对被褥微气候更敏感;此外,通过分析室内热环境和被褥微气候分别与整体热感觉和整体不满意率的关系,得到了睡眠热环境舒适区间。     

相变木塑围护结构热工性能实验与数值模拟

为对相变木塑围护结构的热工性能进行研究,以相变木塑复合构件为基础制成缩尺实验箱,对箱内温度实时监测,采用辐射蓄热、对流放热的方式对相变木塑复合构件的热工性能进行了测试,得出:相变木塑墙体比普通木塑墙体有更理想的室温调节能力,光照的不足对墙体蓄、放热能力影响很大,相变木塑墙体在阴天光照条件下相比于晴天温控能力大大降低.为对相变木塑围护结构的热工性能进行改善,建立相变传热物理模型及数学模型,利用MATLAB软件进行室内温度、相变内墙与室内空气对流换热量、相变内墙表面温度的数值模拟,得出:提高材料导热系数及增大墙体对流换热强度均能改善相变木塑墙体的热工特性,随着导热系数的增加,夜间室内平均温度由15.2℃升至15.7℃,同时对流换热量和内墙温度增加,但增加幅度十分有限,随着对流换热强度的增加,夜间室内平均温度由15.2℃升至16.3℃,同时夜间相变墙体表面对流换热量显著增加,增加幅度明显,所以提高对流换热强度更具热工性能的改善潜力.     

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±79／6。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。     

基于数值模拟分析的生态绿墙环境效应

目的分析研究生态绿墙系统的环境效应,为解决环境问题提供应用方法和理论依据.方法以德国维斯玛应用科技大学绿墙改造概念方案为载体,运用Energy-Plus能耗模拟软件、CFD计算流体力学软件、U-wert.net材料U值计算软件对建筑生态绿墙的能源性、物理性、区域性环境效应进行了数值模拟分析.结果生态绿墙系统可以提高建筑外墙23.7%的热阻值;节约6.2%的全年空调负荷;在夏季可以降低室内温度3~5℃;降低室内的空气流速0.03 m/s;维持室内温度的稳定性,全年室内温度可保持20.84℃,提高环境舒适度.建筑物周围的气温通过建筑生态绿墙改造后,降低了0.5~4℃;降低区域内的风速0.05 m/s;减少建筑全年的C排放量7.1%.结论表明生态绿墙产生的生态效果在隔热降温、节能减排、缓解热岛现象、提高室内舒适度和维持碳氧平衡等方面起到了显著作用.     

运动状态下基于性别差异的人体热舒适研究

健身产业的发展对运动类建筑热舒适水平的提升和不同性别人群的热需求提出了要求.本文选取了3种中等活动量的运动状态,利用人工气候室进行测试实验,实验过程中受试者根据自身的热舒适需求自主调控温度,同时进行室内温度的测量和人体生理参数与热舒适主观问卷投票的统计,讨论不同运动状态下男女的热舒适特性.研究结果表明:在相同活动量下,...     

室内温、湿度对人体热舒适和空调能耗影响的研究

以采用一次回风集中空调系统的办公建筑为例,就室内温、湿度设计参数对空调房间热舒适环境和空调系统能耗的影响进行了分析。研究结果表明,在同样的室内人体热舒适环境(等效温度)的条件下,随着室内温度的增加,一次回风系统的需冷量和总的耗能量是增加的。因此,夏季提高空调室内温度是不节能的。在相同热舒适(等效温度)条件下,要减少空调系统的冷负荷,室内设计温、湿度参数在推荐的热舒适区范围内,宜采用较大的室内相对湿度和较低的室内干球温度的组合,或采用较高的等效温度。     

自保温建筑不同末端间歇供暖的实测效果分析

为了探究适宜我国夏热冬冷地区自保温建筑的间歇供暖方式,搭建实验台测试辐射地板、风机盘管和散热器3种典型供暖方式间歇运行模式下的室内热环境和传热量;采用垂直温差、温度波动系数和时间常数比较不同供暖方式的室内热环境特征. 在室外平均温度为5 °C、空气源热泵提供50 °C热水的情况下,在利用辐射地板和风机盘管供暖时,室内操作温度均可以达到20.0 °C的设定值,满足热舒适需求;辐射地板房间由于向下热损失以及围护结构传热相对较多,耗热量较风机盘管房间高12%. 在利用辐射地板供暖时,室温的均匀性和稳定性优于风机盘管供暖;在自保温建筑中以操作温度衡量的启动时间常数为2.8 h. 结合热环境和耗热量情况给出辐射地板间歇供暖提前开启和关闭的运行建议.