基于温度修正模型的空调房间热环境特性评价及节能潜力研究

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夏热冬冷地区居住建筑长期使用空调器进行室内热环境的调节改善。到目前为止,关于空调器房间环境的控制主要依据为设置温度,但由于设置温度与空调房间工作区的环境温度之间存在差异,因此这可能造成舒适及节能的综合性能降低。那么通过了解夏热冬冷地区居住建筑空调器房间热环境现状及规律,利用热环境特征建立热环境状态值及分布特征值的模型,并在此基础上对夏热冬冷地区空调房间进行热舒适及节能的综合导向,提出一定的空调控制策略是一件有意义的事情。本文采用了实验室测试、住宅空调房间实地测试、数值模拟、能耗模拟等方法,对夏热冬冷地区空调房间的热环境规律进行了深入研究,并且指出了该地区改善居住建筑空调环境热舒适及节能的极大可能性,研究内容主要包括以下几个方面:(1)通过实验室测试、实地居住建筑测试、空调房间数值模拟相结合的方法,从居住建筑主要使用的空调形式、空调使用季节、空调不同的典型安装位置、空调房间的尺寸、风速等多个因素出发,以设置温度为媒介,讨论分析了各因素对空调房间流场特性的影响。(2)本文科学地引入了空调房间温度热稳定状态值、分布特征值(垂直温差、温度均匀度、最大水平温差),对房间热环境进行了深入分析,讨论了空调房间温度热稳定状态值、分布特征值(垂直温差、温度均匀度、最大水平温差)与设置温度的关系。系统性地总结了夏热冬冷地区居住建筑空调器房间热环境现状、特点。(3)基于热环境特性,建立了不同类型空调器其设置温度与房间工作区温度、垂直温差、温度均匀度间的修正关系模型。(4)基于温度模型的基础上,以空调房间工作区热舒适指标a PMV和全年能耗指标为导向,对5种典型户型的空调器房间进行了热环境评价及节能潜力的分析对比,发现基于模型的温度调控措施不仅能保障居住建筑空调房间热舒适,其能耗偏差理论值可达到40%左右。
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