地面辐射供冷室内热环境改善研究

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近年来辐射空调因为更加节能、美观、舒适而得到重视和应用,但地面辐射供冷因为降温慢、结露、室内空气竖直方向温差大等缺点在运用上受到了限制。因此,本文为解决地面辐射供冷室内空气竖向温差大的问题提出一种预制沟槽式辐射板供冷,引入吊扇通风和侧吹通风,采用实验与模拟相结合的方式对室内辐射地面温度、空气温度、非辐射壁面温度、速度场气流组织等进行研究。实验确定了14℃、16℃、18℃作为供水温度,每种供水温度分别进行无通风、吊扇通风、侧吹通风的实验,观察室内空气温度、辐射地面温度、非辐射壁面温度等参数的变化,并结合模拟分析室内速度场的分布。实验发现通风后改善了室内的辐射地面温度和非辐射壁面温度,吊扇工况对提高地面表面温度,降低人员活动区域温度,减小竖直温差的效果更加明显;室内的竖直温差在添加通风后从5℃降低到1℃以下,降幅达80%以上,室内的热环境得到很大改善;系统的无效散热量、有效散热量在同样的通风条件下随着供水温度的升高而降低,且当供水温度相同时,吊扇和侧吹通风均能降低系统的无效散热量、提高系统的有效散热量;室内的辐射面散热量在同样的通风条件下随着供水温度的升高而降低,且当供水温度相同时,吊扇和侧吹通风均能提高辐射面散热量,但是增幅较小,主要是因为虽然对流传热量增加了,但是辐射传热量却减少了,综合下来整体的辐射面传热量增幅不大。模拟首先对基于实验下的室内的热环境进行了模拟优化,并提出了不同侧吹出风口风速对应的室内不同高度处风速的拟合方程,接着建立了主卧的物理模型,首先对辐射地面供冷加新风的复合系统进行模拟,模拟发现不同新风口布置方式对室内热环境的影响不大,但是地面侧吹工况下靠近地面的温度要稍低于其它的新风口位置工况,地面侧吹的竖直温差也更大,提高新风温度室内的温度将提高,而增大送风量(增大送风风速或者增大新风口大小)则降低了室内的温度并且降低了人体周围的PMV值,增加了人体的舒适度,并且通过模拟发现在进行地面侧吹送新风时应避免送风温度过低或者送风量过大而造成竖直温差过大;接着对辐射地面供冷加风机盘管侧吹的复合系统进行模拟,模拟发现随着出风口风速的增加,室内的整体的风速以及人体周围的风速也有所增加,人体周围的温度也稍有下降,室内在水平和竖直方向的温度分布更加均匀。
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