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上世纪80年代后期从北欧、西欧逐渐发展起来的辐射空调方式,是解决室内环境控制热舒适和能耗等问题的新选择。辐射采暖的概念已被接受,但辐射冷却的工程实例仍很少见。其原因是,辐射空调方式下室内热湿环境控制机理尚未完全清晰、末端装置的结构形式尚待改进等。论文针对辐射空调方式应用中存在的问题,以室内长波辐射换热基本过程,辐射空调方式末端装置-辐射板,以及辐射空调方式下人体能量平衡和室内环境为对象,进行了研究。
论文主要内容共五章,分别为:室内热源相关角系数解析求解方法研究,辐射空调方式下室内长波辐射换热模型的建立和应用,室内长波辐射空间分布研究,辐射板传热性能的实验和理论研究,以及人体热湿散发过程与室内湿环境研究。
论文主要创造性工作为:
(1)提出了一种可简捷、准确地求解室内热源与围护结构表面之间、热源之间角系数的半解析方法,为室内长波辐射换热过程分析提供了有利手段。
(2)提出了一种描述室内空间长波辐射分布的“等效微球”方法、以及“等效微球温度”概念,可简捷、准确、物理意义清晰地描述室内长波辐射空间分布规律,并指导辐射空调方式的工程应用。
(3)发明了一种表面温度均匀的新型辐射板结构形式,可一定程度上解决辐射空调方式应用中末端装置传热与表面结露的问题。
论文主要结论为:
沿用传统空调系统设计思路对辐射空调方式进行设计,会影响系统应用效果,引起包括能耗、舒适性和结露危险在内的各种问题。一种可能的解决方法是,根据各种热源的空间分布,通过调整辐射板形状、以及和热源的相对位置等简单手段,提高辐射空调方式针对热源的换热效果;若能辅以表面温度均匀的辐射板末端装置、以及针对室内湿环境的控制手段,则可以通过辐射空调方式实现对室内环境的高效、节能控制。这一方法与个体化调节等最新的空调方式,实质上依据同样的理念-扰量源头独立控制。
论文工作为辐射空调方式的工程应用奠定了基础。