毛细管辐射冷却顶板供冷性能的数值模拟研究

通过定性分析毛细管辐射顶板供冷性能的影响因素,建立毛细管三维稳态传热模型,利用CFD方法得到不同组合参数(冷冻水供水参数、抹灰层状况和毛细管席结构参数)时辐射顶板下的供冷量分布。模拟得到的辐射供冷顶板的供冷量和ASHRAE中经验值相符,误差保持在15%范围内。结果表明供冷量的变化和冷冻水供水温度、抹灰层厚度和管间距呈线性负相关关系。     

辐射供冷方式室内舒适性数值模拟

辐射供冷系统中辐射板的布置位置对人体舒适性有较大的影响。本文以辐射板-置换通风空调房间为例,采用计算流体力学(CFD)软件,运用两方程湍流模型进行模拟,比较6种组合方式下的室内热湿环境。研究结果表明,辐射板布置在顶板或者墙面与置换通风组合的供冷方式均能满足人体舒适度要求,地板辐射供冷与置换通风结合供冷方式舒适性较差,单独顶面辐射+置换通风这一组合方式是6种组合方式中最舒适的方式。     

基于溶液除湿的辐射空调系统的初步研究

针对辐射板空调系统用于高热、高湿地区夏季供冷时辐射板表面结露的问题,提出基于热、湿负荷分开处理的液体除湿辐射空调系统；该系统采用LiCl溶液作为除湿剂,除湿干空气承担空调房间的湿负荷；对除湿后的干空气直接蒸发冷却,使空调回水降温,负担空调房间的热负荷；该系统具有辐射空调节能、舒适的优点,避免了表面结露的问题,同时不需要另外添加冷水机组,节约系统初投资,此外还考虑了能量回收和太阳能的利用。     

不同冷辐射表面位置对内嵌管式围护结构供冷房间负荷的影响

采用Energyplus软件搭建了西安地区典型住宅建筑的内嵌管式地板、顶板、墙面辐射供冷模型,对比研究了在相同的埋管参数与室内操作温度条件下,辐射系统连续运行时冷辐射板位于三种不同位置的房间冷负荷差异。模拟结果表明,地板供冷的表面峰值冷负荷高出墙面供冷16.01%,墙面供冷的水侧峰值冷负荷高出地板供冷7.92%。     

基于Trnsys的辐射供冷系统模拟研究

本文以上海某建筑为研究对象,采用Trnsys对该建筑现有地板辐射供冷系统进行模拟研究。根据该建筑的实际状况,为该建筑设计了顶板辐射供冷系统,将两者进行对比分析。结果表明:相比于地板辐射供冷系统,顶板辐射供冷系统对室内热环境调节更快,热惰性更小。整个供冷季节,地板辐射供冷系统能耗为35 826. 2 k W·h,顶板辐射供冷系统能耗为34 181. 9 k W·h,减少了4. 59%。针对该建筑空调系统运行中存在的问题,对顶板辐射供冷空调系统设计了运行时间表,在满足室内热环境标准的前提下,降低系统能耗。在此基础上,针对该建筑空调系统长期定工况运行的问题,分别设计了变水流量控制系统和变水温度控制系统,对比了两种控制系统的实际运行效果。结果表明:变水温度控制系统对室内热环境变化响应更快,且能耗较低。改进系统运行时间表,并采用变水温度控制后,顶板辐射供冷系统供冷季节总能耗为14 665. 3 k W·h,相比于原系统能耗大幅降低。     

毛细管辐射供冷系统性能的试验及数值模拟研究

为提高毛细管辐射空调供冷性能,通过试验方法研究了毛细管辐射末端采用低温水系统工况时,水系统参数、室内空气设定参数等条件对毛细管辐射末端供冷性能的影响。建立毛细管网的三维传热模型进行了数值模拟研究,分析各因素对供冷能力的影响,并对通风状况下对流传热和辐射传热特性进行了分析。研究结果为毛细管辐射末端优化和设计参数的确定提供参考。     

含空气层冷辐射板的改进及供冷和抗结露性能分析

为了提升含空气层冷辐射板的性能,本文建立一种新型含空气层冷辐射板的数学传热模型,由模型计算得到的辐射板供冷能力和表面平均温度与实验结果的误差分别为9.20%和-4.00%,证明该传热模型的可靠性较高。对辐射板冷冻水铜管与导热板的接触形式进行两种改造,利用已验证的传热模型对改进后的冷辐射板进行分析计算。计算结果表明:在最优参数条件下,空气层厚度减小为1 mm时两种辐射板的供冷能力分别提高了36.92 W/m2和33.19 W/m2;冷冻水平均温度每降低1℃、室内温度每升高1℃辐射板供冷能力分别平均提高7.46 W/m2和7.54 W/m2;辐射板表面最大温差几乎不变,抗结露能力良好。可见,改进后含空气薄层的冷辐射板供冷和抗结露性能良好,适合推广使用。     

风机盘管机组与地板辐射联合系统供冷能力影响因素分析

针对风机盘管机组与地板辐射联合系统的供冷能力建立数学模型,通过模拟计算得到地板辐射盘管间距、地板材料及辐射盘管内供回水平均温度对地板温度的影响,进而得到风机盘管机组不同冷冻水供水温度、供回水温差条件下供冷量变化规律,为风机盘管机组与木地板辐射联合系统的设计应用提供依据。模拟结果显示,对于木地板表面,辐射盘管间距为200 mm时,风机盘管机组冷冻水供回水温差由5℃增大到10℃,其供冷量下降了32.29%;当风机盘管机组冷冻水供回水温差为7℃时,辐射盘管间距由100 mm增大到300 mm,导致供冷量下降了6.76%,而在150 mm的辐射盘管间距条件下,风机盘管机组冷冻水供水温度3℃时的供冷量相比供水温度8℃时的供冷量增大了约58.19%。     

置换通风中风速对地板辐射供冷影响的仿真与试验研究

针对置换通风与地板辐射联合供冷方式存在供冷能力不足的问题,重点分析了风速对房间温度场和换热的影响,利用FLUENT软件对置换通风与地板辐射联合供冷方式中置换通风等进行了研究,得到不同风速下房间温度场的变化规律,并从换热角度分析风速对地板辐射供冷能力的影响;建立了置换通风与地板辐射联合供冷试验装置并进行相关试验,验证了置换通风中在不同出风速度下房间温度梯度的变化规律。结果表明：置换通风中风速的增加不仅可提高地板辐射供冷能力,同时还使房间温度场分布更加均匀且舒适性提高。研究可为置换通风与地板辐射供冷方式在大空调负荷建筑的应用提供指导。     

送风方式对辐射供冷系统防结露效果的模拟研究

辐射供冷空调系统作为一种新型空调技术,相比传统空调系统具有热舒适性好、换热效率高和能耗低等优点,同时也存在辐射表面易结露,供冷能力有限以及初投资过大等问题.针对辐射供冷结露的问题,通过有限元计算软件对贴附射流送风的辐射供冷系统和普通送风方式下的辐射供冷系统的传热过程进行模拟计算,探究贴附射流对辐射供冷系统的防结露效果....     

地板辐射供冷与置换通风空调房间热环境模拟与分析

建立了地板辐射供冷与置换通风相结合空调房间的辐射模型,利用fluent软件模拟了室内的热湿分布;在室内冷负荷最大时,模拟等温和非等温送风情况下不同的地板表面温度所形成的速度场、温度场和相对湿度场;运用PMV-PPD热舒适指标进行分析,得出了人体在基本满足热舒适情况下的空调系统参数的变化。     

辐射供冷方式室内舒适性数值模拟

辐射供冷系统中辐射板的布置位置对人体舒适性有较大影响。本文采用Fluent软件对该系统进行数值模拟,比较7种组合方式下的室内热湿环境。研究结果表明,辐射板布置在墙面或者顶板与风机盘管组合的供冷方式均能够基本满足人体舒适性要求,地板辐射供冷与风机盘管复合供冷方式舒适性最差,顶面＋墙面＋风机盘管这一组合方式兼具顶板式和墙面式的特点,是7种组合方式中最舒适的方式。     

顶棚辐射供冷房间人体与环境换热的实验研究

辐射供冷空调系统具有舒适、节能等优点,备受国内外工程设计和研究者的关注。在此通过实验研究了顶棚辐射供冷房间在冷吊顶辐射作用下,室内空气温度、房间壁面温度、人体表面温度的变化规律。在此基础上,分析了人体与环境的对流换热及辐射换热的变化规律。研究结果表明,在辐射供冷系统开启后约60min内,辐射板表面温度、室内空气温度有显著变化,人体服装外表面温度变化比较缓慢,人体和环境的对流及辐射换热量逐步增大,系统开启60min后,上述各项趋于稳定。     

辐射供冷系统结露问题的研究现状

辐射供冷空调系统具有良好的热舒适性、室内空气品质佳、低能耗等优点。然而辐射供冷空调有三大主要问题:易结露,供冷能力有限以及初投资过大等。针对辐射供冷结露的问题,介绍近十几年来国内外学者的实验研究分析及其控制方法,并对其发展趋势进行简单总结。     

U型毛细管房间室内热舒适性模拟与分析

对U型毛细管房间建立三维流固耦合模型,运用fluent软件模拟了室内存在热源的情况下房间内的温度场及速度场,模拟结果表明在自然对流情况下,毛细管辐射供冷能满足室内人员的热舒适性。分析了不同工况下毛细管内水流速及送回水温度对毛细管制冷能力的影响,得出了毛细管的最佳运行参数。分析了抹灰层对毛细管制冷能力的影响,从而为实际工程中抹灰层材料、厚度的参数选择提供了一定的依据。     

辐射吊顶单元供冷量的理论计算模型及实验验证

根据辐射吊顶单元与周围环境的换热原理,在对毛细管结构合理简化的基础上,建立了毛细管型辐射吊顶单元供冷量的理论计算模型,同时建立了两块辐射吊顶串联时的供冷量计算模型。搭建了实验台,测试在室温25℃,供水温度15~19℃时,单块辐射吊顶单元以及两块辐射吊顶单元串联时的供冷量。测试数据与计算结果对比表明:单块辐射吊顶单元以及两块串联时的理论计算供冷量吻合较好,验证了理论计算模型的正确性。该计算模型可用来预测特定工况下辐射吊顶单元的供冷量。     

换热管间距对冷辐射板换热性能的影响

冷辐射空调以较好的热舒适性和较大的节能潜力越来越受到人们重视，但其表面易结露及单位面积制冷能力偏低影响了其工程应用。本文通过建立金属辐射板传热过程模型，分析了辐射板换热管间距排列对换热性能的影响。结果表明：对常规等管间距排列铜管辐射换热表面，在供水温度及流速分别为17℃和0.3 m/s时，对某1.2 m×0.4 m辐射板，当管间距由100 mm降至68 mm时，辐射板表面平均温度和最高温度分别下降0.58、0.76℃,温度不均匀系数分别降低3.56%、9.41%。在此基础上，设计了4排、5排、6排三类共9种变管间距排列辐射板，分别与相应等管间距排列辐射板对比，表面平均温度最高分别下降0.37、0.56、0.36℃,温度不均匀系数最高分别下降19.3%、23.5%、30.3%,换热管变管距排列表面温度更均匀。     

基于焓湿图的辐射板作为表冷器空气热湿处理过程分析

本文建立了辐射板供冷与风机盘管结合的复合供冷方式下实验房间的传热传湿模型,提出将辐射板看作一种特殊的"表冷器",在处理室内空气时分干工况和湿工况两种情况:在干工况下辐射板对空气实施局部等湿冷却;在湿工况下辐射板对空气实施减焓、减湿冷却。在夏季工况对辐射供冷系统的温湿度等参数进行了实验测量,并将室内各状态点表示在焓湿图上,计算得到风机盘管与辐射板各自所承担的负荷大小。结果表明:当辐射板通水温度为20℃时,辐射板只承担显热负荷,大小为0. 85 k W;当辐射板通水温度为10℃时,辐射板在湿工况下运行,所承担的潜热负荷为0. 10 k W;得到了基于焓湿图的控制辐射板不结露的临界热力学条件,即辐射板送风状态点与室内空气状态点的焓值相等。     

地板辐射供暖房间内表面温度和节能率的影响因素分析

基于热平衡原理,建立地板辐射供暖房间传热数学模型,并根据试算法原理对模型进行求解。结果表明:冷风渗透量和室外温度对辐射板表面温度影响较大,外围护保温性能对外围护内表面温度影响较大;无冷风渗透时,内围护表面温度几乎等于室内温度,冷风渗透量为0.5次/时,内围护表面温度比室内温度高1℃以上;在相同室内温度下,南向房间所需的地板温度比北向房间的低,而南向房间的外围护内表面温度比北向房间的高,南、北向房间内围护表面温度几乎相等;南、北向房间辐射供暖相对于散热器供暖的节能率均随着房间冷风渗透量的增大、室外温度的降低和室内温度的升高而减小,且北向房间的节能率大于南向房间;在相同室内温度和冷风渗透量的条件下,从严寒地区到寒冷地区再到夏热冬冷地区,辐射供暖相对于散热器供暖的节能率逐渐增大。     

辐射供暖方式室内热环境模拟

以辐射供暖房间为例,通过使用CFD软件Airpak数值模拟的方法,建立三种不同方式的辐射供暖空调系统模型,对三种辐射供暖空调系统运行情况下的室内空气速度场,温度场情况进行模拟分析对比。结果表明三种情况下室内空气速度均能达到热舒适要求,其中当辐射板布置在地板时,得到更均匀的室内空气温度场。