冷辐射吊顶+独立新风空调系统的CFD模拟研究——新型空调系统在居室中的运用

利用CFD数值模拟的方式分析冷辐射吊顶(CRCP)+独立新风(DOAS)空调系统的热工性能,与传统的全空气系统(VAV)不同的是,这种新型空调系统采用直接辐射和间接对流的方式来消除室内的热负荷,冷辐射吊顶通过直接辐射和间接对流来承担室内的部分显热负荷,独立新风承接室内的全部潜热负荷与部分显热负荷。以上海某居室为例,分析了冷辐射员顶和独立新风空调系统的原理,并建立了居室的物理模型与数学模型,利用CFD软件模拟了居室内的气流组织,分析了速度场与温度场的分布特征,并对室内热舒适性进行了模拟,并采用PMV-PPD指标对室内热舒适性进行了评价。模拟结果显示,这种新型空调系统能提供较好的热舒适环境和较高的空气品质。     

夏热冬冷地区办公楼温湿度独立系统室内热环境研究

本文利用Airpark软件对夏热冬冷地区典型办公楼层进行建模,分别模拟干盘管加全热回收新风系统、冷辐射吊顶加置换新风系统,通过不同的室内流场、温度场、速度场、PMV模拟结果,得出:夏热冬冷地区采用温湿度独立控制系统,工作区域温度基本可维持在24℃-26℃,PMV值均可以满足I级热舒适等级;冷辐射吊顶加置换通风方式,室内风速较低,温度场更均匀,优先应用在热舒适度要求较高的区域.     

蒸发冷却与毛细管辐射供冷复合空调系统实验研究

基于蒸发冷却辐射供冷复合空调系统工程设计方法,对蒸发冷却和辐射供冷承担的负荷进行了分配,并于复合空调系统实验台上用实验的方法对其夏季工况的新风系统、高温冷水系统和室内热湿环境进行了测试.结果表明,在中湿度地区,当供水温度19℃、置换送风温度17℃时,0.1～1.1 m高度最大温差小于2℃,1.1 m高度室内温度26～26.5℃,0.1～1.1 m高度室内温度梯度小于2℃/m,1.1～2.7 m高度室内温度梯度小于1℃/m,室内空气相对湿度为53.3%～65.4%,温、湿度均满足热舒适性要求.辐射板表面平均温度为21.75～21.9℃,始终高于室内空气露点温度,避免了结露的可能性.     

低温辐射地板供暖与供新风室内热环境及通风效率实验研究

实验研究了低温辐射地板供暖系统分别与混合通风系统和置换通风系统复合时,办公房间室内热环境参数分布及新风系统的通风效率。结果表明:当辐射地板表面温度为25~29℃、送风温度为15~19℃及新风换气次数为4.2h-1时,低温辐射地板供暖与混合通风复合室内热环境参数分布相对比较均匀,室内空气垂直温差较小,不超过1℃,新风系统的通风效率大约为1.0;与置换通风复合室内热环境参数分布相对比较不均匀,室内空气垂直温差较大,最大能达到4℃,新风系统的通风效率为1.1左右。     

侧墙和顶板毛细管辐射供冷性能的实验研究

研究了供水温度16℃和18℃时侧墙和顶板毛细管辐射供冷室内热环境响应特性及舒适性等。结果表明:2种末端供冷室内平均辐射温度和操作温度均在4h内达到稳定,且稳定阶段温度低于28℃;毛细管间距2cm与4cm情况下侧墙辐射单位面积热流量稳定值差20.62 W/m~2。稳定阶段2种辐射末端室内温度分布均匀,顶板辐射室内满足I级热环境标准(PMV≤0.5),侧墙辐射满足II级热环境标准(0.5PMV≤1)。2种形式辐射末端都能营造舒适室内热环境。     

辐射吊顶供冷方式节能舒适性研究

利用TRNSYS软件建立办公建筑空调过程计算模型,并分别设置对流供冷与辐射吊顶供冷2种空调方式。用PID控制吊顶水流量来调节辐射板冷量,使室内参数满足设计值。为保证控制的精确性,模拟计算时采用较小的时间步长(0.01 h)。在不同工况下,对建筑辐射吊顶供冷及对流供冷方式的室内舒适性、负荷进行模拟计算。结果表明,相同室内空气温度下,辐射吊顶供冷方式室内舒适性优于对流供冷方式;相同舒适性情况下,辐射吊顶供冷方式房间负荷小于对流供冷房间负荷。因此,辐射吊顶供冷方式具有良好的舒适性和节能性。     

青岛自然通风住宅夏季室内热环境测试分析

选取青岛市某小区住宅作为研究对象,对其室内外空气温度、相对湿度和风速等参数进行现场测试,并在人体热舒适方面对该小区居民进行问卷调查。应用寒冷地区气候适应性模型,计算得出青岛市自然通风住宅夏季室内舒适温度为27.57～28.90℃。研究结果可为该地区夏季室内热环境的改善和设计提供基础数据,在改善室内热舒适性的同时,可显著降低住宅夏季的制冷能耗。     

基于FLUENT的济南某办公楼地板辐射采暖周末间歇运行模拟分析

建立某办公楼地板辐射采暖房间的二维模型,选择济南地区典型气象年(CSWD,548230)12月份某周末室外气象参数条件,根据现有周末室内采暖启停时间现状,考虑建筑围护结构的蓄能特性,利用FLUENT软件模拟济南市某办公建筑地板辐射周末采暖间歇运行期间室内热环境变化情况,研究满足室内热舒适要求的间歇控制策略。研究结果表明:围护结构对蓄放热过程影响较大,系统在停暖几十小时后,并在需要供暖前开启供暖系统情况下,室内内墙、地面、吊顶表面温度和室内温度未达到未停暖工况的效果,需要提高供水温度。吊顶对室内保温隔热效果比较明显,受辐射地板和内墙壁面附近热空气浮升力的影响,室内逆涡旋流流动明显,热空气上浮,窗户侧冷空气下降沿地板平面掠过。围护结构蓄热过程中,吊顶内空气温度较室内空气温度普遍低2℃~3℃。     

DOAS+CRCP空调系统的TRNSYS-CFD混合仿真研究

针对独立新风结合辐射吊顶空调系统,建立了TRNSYS-CFD混合仿真平台,在仿真中加入室内温度分布不均的影响,使模拟结果更贴近实际。对应用于某住宅建筑的独立新风加辐射吊顶空调系统进行模拟,结果表明,独立新风系统的送风量对室内温湿度有显著影响,此种空调形式可以营造头冷脚暖的温度分布,符合人体舒适性需要。     

辐射冷吊顶系统夏季室内设计参数探讨

基于经典的热舒适理论,利用PMV指标计算方法,研究了辐射冷吊顶系统夏季室内设计参数的选取问题,构建了该系统的室内设计参数的舒适性区域。通过与对流空调系统常用的夏季室内设计参数对比,给出了辐射冷吊顶系统等效热舒适条件下的夏季室内干球温度取值建议。     

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.     

办公建筑中吊顶辐射空调系统夏季工况性能测试研究

以办公建筑中实际使用的一套金属吊顶辐射板+新风的空调系统为研究对象,对夏季运行工况进行了测试研究。分别对比分析了高温和高湿气象条件下办公建筑室内的温湿度分布,比较了不同高度和不同位置处的温湿度场,在测试条件下,室内有良好的热舒适性。     

不同供暖末端室内热舒适实验研究

实验测量了室内设计温度为18℃时,分别采用风机盘管、顶板辐射、侧墙辐射、地板辐射4种不同供暖末端时的室内温湿度、空气流速和壁面温度等。结合16名受试者的皮肤温度测试和主观问卷调查,对比分析了这4种供暖末端的热舒适性。结果表明:4种供暖末端室内竖直温差和辐射非对称性均满足热舒适要求;地板辐射的竖直温差最小,脚背温度及脚部热感觉和热舒适投票最高,整体热舒适和热可接受度都高于其余3种末端;顶板辐射的头部和上身热感觉和热舒适投票高于其余3种末端;毛细管网底端距地面0.5m的侧墙辐射,头脚温度梯度最大,其整体热感觉与热舒适投票均偏低;对于顶板辐射和风机盘管,在空气温度相差不大时,有较高黑球温度的顶板辐射的热感觉和热舒适投票更高;PMV预测评价辐射环境热舒适时,需对其进行修正。     

辐射壁作用下的室内热环境及人体热舒适研究

本文分别在冬季和夏季的情况下,通过实验研究了辐射板壁温对室内热环境及受试者热舒适的影响。结果表明,利用改变辐射壁温对室内空气调节的方式可达到人体的热舒适要求,其冬季中性温度SET*为23.43℃,夏季中性温度SET*为26.73℃。     

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。     

侧墙热辐射对人体热舒适的影响

通过人工气候室实验,以24名身着热阻为0.6 clo夏季室内服装的受试者为研究对象,研究了在中性空气温度(26℃)、侧墙热辐射条件下不同暴露时间对人体热反应与热舒适的影响。结果表明:随着受试者在不均匀辐射环境中暴露时间的增加,受试者热感觉逐渐降低并趋近中性,热舒适度和热可接受度逐渐增大,平均皮肤温度无显著变化,心率略有降低;中性环境温度下,暴露时间为60、120、180 min时,5%局部热不舒适的不对称辐射温度限值分别为1.7、1.9、4.5℃。得到了不同部位热感觉、热舒适对全身热感觉、热舒适的影响权重,建立了适用于中性环境温度、侧墙热辐射环境下的人体热感觉和热舒适评价模型。     

别墅建筑不同空调系统的热舒适与能耗分析

利用建筑能耗分析软件Energyplus建立辐射吊顶加冷冻除湿新风系统形式的温湿度独立控制空调系统和风机盘管加新风系统形式的常规空调系统形式的仿真模型,比较分析夏热冬冷地区典型别墅建筑的空调系统室内热舒适性以及全年运行的总能耗。结果表明:温湿度独立控制空调系统的热舒适性比风机盘管加新风系统更能满足人们需求,全年的单位面积运行能耗也有所降低。     

高大厂房散热器与辐射板采暖的温度场研究

为了解高大工业厂房中散热器与吊顶辐射采暖联合供热温度特性,通过对某煤矿高大辅助车间的实测,得到两者联合作用下的室内空气温度、黑球温度及地面温度参数。测试结果显示:1)厂房中部温度场稳定,分层均匀,而靠近外围护结构处室内温度场不稳定。2)室内竖向梯度介于0.33~0.73℃/m之间,其呈现的规律为:第一跨第二跨第三跨;工作区温度梯度在0.23~1.04℃/m之间,温差小,热舒适与相关文献相符。3)1.5 m高度处黑球温度比对应空气温度约高出1.8~2.7℃。     

沟槽充液式辐射板的供冷性能实验研究

本文设计了一种吊顶式新型冷辐射板。辐射板采用铝合金表面结构,辐射板内置13根U型换热铜管,铜管外表面与辐射板内表面形成沟槽式通道,通道内充注传热介质。在人工气候小室内开展了辐射板供冷性能的实验研究。研究结果表明:沟槽式结构及换热通道内充液可显著提高辐射板表面温度的均匀性,消除局部低温冷并可强化冷水与辐射板外表面间的换热能力。在小室温度为27～34℃,冷水供水温度为15～17℃,供水流量为0.1～0.2 L/s时,其单位面积制冷量可达260～720 W/m2。辐射板壁面各点间温度较为均匀,最大温差小于2.9℃。测试条件下,辐射板下方垂直方向上温度梯度小于3℃/m,采用此辐射板供冷可实现较好的热舒适性。     

柔和式天棚制冷采暖系统

柔和式天棚制冷采暖系统就是通过预埋在楼板中的均布水管，依靠低温热水为热媒，以夏季送水温度为20℃、回水温度为22℃和冬季送水温度28℃、回水温度为26℃的2℃低温差以辐射方式进行工作，自动调节室内温度。因为采用低温辐射方式传热，它的制冷和采暖效率大大高于空气对流方式，且无气流感和噪音。