辐射供冷空调系统防结露最佳安全温差预测模型研究

摘要

辐射空调系统起源于欧洲，辐射供冷空调系统是在房间地板、吊顶等围护结构内嵌入冷水管网形成冷辐射面，通过冷辐射面与室内其他环境形成以辐射换热为主并伴随对流换热的空调系统。辐射供冷空调系统以其良好的节能性和舒适性而被认为是目前最具应用潜力的空调形式之一。但辐射供冷空调系统由于冷辐射面温度较低，当空气湿度较大时，易在冷辐射面上形成结露现象，不仅影响系统正常运行，而且影响房间卫生。因此结露现象的发生成为限制辐射供冷空调系统广泛推广应用的主要问题。结露是由于辐射供冷空调系统冷辐射面表面温度低于周围空气露点温度而引起的水蒸气凝结现象。因此，要研究辐射供冷空调系统的防结露问题，掌握辐射供冷空调系统辐射板表面温度的动态变化和辐射板周围空气的露点温度动态变化至关重要。本课题是在课题组已经完成辐射供冷空调系统辐射板表面温度动态变化规律的基础上，对辐射供冷空调系统辐射板贴附层空气露点温度与各影响因子的关系、以及在室内人员发生变化时贴附层空气露点温度动态变化的研究，在辐射板表面温度与贴附层空气动态变化规律结果基础上，研究一种防结露最佳安全温差预测模型。首先通过实验研究了室内热源变化时对贴附层空气干球温度的变化，进而分析了室内热源对贴附层空气露点温度的影响。接着对室内人员增加时，贴附层空气露点温度的动态变化进行了分析研究。在实验研究的基础上，对实验房间建立物理模型，运用FLUENT软件对模型进行模拟研究，作为实验研究的补充和扩展，得出辐射供冷空调系统贴附层空气露点温度与各影响因子的关系，并通过线性回归分析得出适用于多种工况的贴附层空气露点温度与各影响因子通用关系式。最后联立板温与露点温度关系式，通过求解获得一种辐射供冷空调系统防结露控制的最佳安全温差预测模型。
　　本研究主要内容包括：⑴与温度相关的影响因子对辐射供冷空调系统贴附层空气露点温度的影响较小，可以忽略不计，如板表面温度、内围护结构表面温度、室内热源等。而与室内空气含湿量分布相关的影响因子对贴附层空气露点温度影响较大，包括湿源强度、湿源距贴附层的距离等；⑵室内人员增加时，贴附层空气露点温度先以负指数形式增大，随后趋于稳定。室内人员增加不同、湿源距贴附层距离不同，贴附层空气露点温度增大的速率和最后稳定时达到的温度值不同。湿源强度越大、湿源距贴附层越近时，贴附层空气露点温度增加越快且最终稳定时达到温度值越高。⑶尽管人员增加时室内贴附层空气露点温度增大，但与提高供水温度后辐射板表面温度升高速率相比仍增加缓慢，只有当室内人员增加较多，即湿源强度足够大时，板温增加速率与露点温度增加速率才接近，研究得出了此种情况下的防结露最佳安全温差预测模型。⑷对室内人员增加后贴附层空气露点温度变化和提高供水温度、降低供水流量后板表面温度变化曲线联立分析可以看出，对不同室内湿源增加工况和不同防结露调节工况，研究最佳安全温差的关键是要分析辐射板表面温度变化斜率和贴附层空气露点温度变化斜率。另外，降低供水流量对辐射供冷空调系统防结露的效果较小，提高供水温度和关闭供水可以有效防止辐射供冷空调系统结露的发生，并且通过二者曲线变化可以寻找某工况下防结露的最佳调节时间和最佳安全温差。

目录

声明

第一章 前 言

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题的提出及意义

1.4 研究内容、方法和技术路线

1.5 创新点

第二章 理论基础

2.1 新风系统介绍

2.2 辐射供冷空调系统理论基础

2.3 数值计算理论基础

2.4 小结

第三章 贴附层空气露点温度影响因子分析

3.1 影响因子的分析

3.2 影响因子的确定

3.3 小结

第四章 贴附层空气露点温度动态变化的实验研究

4.1 实验台介绍

4.2 实验内容

4.3 实验测试方法

4.4 实验结果分析

4.5 小结

第五章 贴附层空气露点温度动态变化的模拟研究

5.1 模型介绍

5.2 模型的验证

5.3 模拟工况的确定

5.4 模拟结果分析

5.5 小结

第六章 基于板温变化和露点温度变化的防结露研究

6.1 提高供水温度调节

6.2 降低供水流量调节

6.3 小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

发表论文及参加科研情况说明

致谢