基于沟槽结构的充液式辐射板供冷性能实验研究

本文设计了1种新型沟槽结构充液式冷辐射板,并开展了辐射板供冷性能的实验研究。实验结果表明:沟槽结构及内部充液设计,可强化冷水与辐射板表面间的换热,显著提高辐射板表面温度分布的均匀性,消除局部低温,从而实现较好的热舒适性。在实验小室室温为27~34℃,冷水供水温度为15~17℃,供水流量为0.1~0.2 L/s时,本辐射板单位面积供冷量可达260~720 W/m2。实验工况下辐射板表面温度较为均匀,最大温差为2.9℃,辐射板下部垂直方向上温度梯度小于3℃/m。     

蒸发冷却与毛细管辐射供冷复合空调系统实验研究

基于蒸发冷却辐射供冷复合空调系统工程设计方法,对蒸发冷却和辐射供冷承担的负荷进行了分配,并于复合空调系统实验台上用实验的方法对其夏季工况的新风系统、高温冷水系统和室内热湿环境进行了测试.结果表明,在中湿度地区,当供水温度19℃、置换送风温度17℃时,0.1～1.1 m高度最大温差小于2℃,1.1 m高度室内温度26～26.5℃,0.1～1.1 m高度室内温度梯度小于2℃/m,1.1～2.7 m高度室内温度梯度小于1℃/m,室内空气相对湿度为53.3%～65.4%,温、湿度均满足热舒适性要求.辐射板表面平均温度为21.75～21.9℃,始终高于室内空气露点温度,避免了结露的可能性.     

基于Fluent的埋管式辐射地板传热及供冷能力研究

充分了解辐射供冷系统的传热特性有助于该系统的设计、推广及应用。构建了埋管式辐射地板的三维稳态传热模型,进行供冷工况下地板内部传热情况的数值模拟,得到了辐射地板内部及表面的温度场。经实验验证,建立的传热模型与实际误差小于9.01%。模拟分析了换热盘管长度与供水温度对辐射地板的供回水温差、供冷能力及温度分布的影响。结果表明：在相同供水温度下,换热盘管越长,埋管式辐射地板的供冷能力越弱,温度分布均匀性越差,管长每增加10 m,单位面积辐射地板供冷量约降低1.5 W/m²;在相同换热盘管长度下,供水温度越高,地板的供冷能力越弱,温度分布均匀性越好。     

沟槽结构充液式冷辐射板性能实验研究

本文研究了一种沟槽结构充液式辐射板供冷性能。采用90°度和130°两种肋壁夹角的吊顶式冷辐射板,在人工环境小室内开展了不同供水温度及环境湿度下的实验。主要测试了这两种新型辐射板供冷时翅片表面温度分布以及结露现象。结果表明:两种辐射板翅片表面各点最大温差约为1℃,翅片夹角影响表面最低点温度的位置。两种辐射板结露360 min后,液滴沿着倾斜辐射板表面向夹角顶端滑动,聚集并脱落。     

微通道换热器换热性能的数值模拟及试验

采用数值模拟、试验方法,对微通道换热器的换热性能进行探究(主要考核空气出口温度、换热量、空气压力降、空气侧表面传热系数等)。将空气作为微通道换热器外部高温换热介质,将冷水作为微通道内部低温换热介质,不考虑冷水分配的不均匀性,对比分析在不同迎面风速、冷水进口温度条件下微通道换热器的换热性能。空气进口温度设定为35℃,相对湿度设定为60%(模拟时不考虑空气相对湿度对微通道换热器结露的影响),微通道换热器的迎面风速变化范围为1. 00～1. 75 m/s。冷水流量设定为1 m~3/h,冷水进口温度变化范围为5～8℃。空气出口温度、换热量、空气压力降、空气侧表面传热系数随迎面风速、冷水进口温度的变化趋势模拟与试验基本一致,由于试验条件下微通道换热器翅片易出现结露,使得试验条件下的空气压力降大于模拟结果。冷水进口温度为5℃时,空气出口温度、换热量、空气压力降、空气侧表面传热系数均随迎面风速的增大而增大。迎面风速为1. 5 m/s时,空气出口温度随冷水进口温度的增大而增大,换热量、空气压力降、空气侧表面传热系数均随冷水进口温度的增大而减小。     

毛细管网系统供冷性能的实验研究

介绍了毛细管网供冷方式的特点及分类,通过实验模拟了地面和吊顶辐射供冷方式的供冷能力.结果表明,最大冷负荷(室外温度26～36℃)情况下,两种辐射供冷方式的供冷能力均不足,辐射板表面发生结露;非最大负荷(室外温度21～32℃)情况下,启动露点控制系统时,两种供冷方式均能维持室内设计温度,辐射板表面不结露.     

多孔竖板辐射供暖室内温度分布数值模拟研究

针对提出的新型多孔辐射竖板结构,通过CFD软件对不同结构及运行参数下辐射竖板换热进行模拟,并与实验测试结果对比,验证数值计算模型的正确性.结果表明:竖板表面温度、热流密度受供水温度影响明显,供水温度升高10℃,竖板表面温度升高3℃左右,热流密度增加13 W/m2.室内空气温度水平方向分布均匀,垂直方向室内空气温度在垂直方向上呈现出线性增长趋势,人体脚踝处0.1 m时空气温度约为18.9℃,头部1.7 m时空气温度约为21.0℃.室内空气流速较大的区域处于房间的上部,高度约为2 m,风速约为0.25 m/s,其次是房间的底部,人体脚踝处位置,在人体主要活动区域0.6～1.7 m之间,空气流速低于0.1 m/s.     

毛细管网辐射吊顶供冷能力的数值模拟研究

主要针对抹灰厚度、水流速、供水温度、室内温度等因素对毛细管辐射吊顶供冷能力展开研究,利用CFD软件进行数值模拟,总结出最优参数。辐射板在最优的参数条件下可使得毛细管辐射吊顶表面温度均匀,随着供水温度升高,供冷能力降低;随着室温的升高,供冷能力增强。     

基于微热管阵列的地板辐射供暖模拟研究

提出了 1种基于微热管阵列的地板辐射供暖系统,建立了供暖单元传热模型,利用实验数据验证了模型的可靠性.并对该辐射供暖传热过程及关键影响因素进行了模拟与分析,得到了供水温度和循环流速对供暖性能的影响.当流速为0.2 m/s,不同供水温度下,地板表面温度的实验数据与模拟数据最大差值为1.6℃.地板表面温度均随着供水温度的增大增幅明显;在相同供水温度下,地板表面温度受循环流速影响较小.在供水温度为40℃,流速为0.2 m/s时,模拟地面温度在23.9～29.9℃之间,热媒输送通道细小通道扁管上方地板表面温度较高.提出地暖结构的优化方法,以减少地板温度不均匀性.     

蛇形冷板运行条件对其性能的影响分析

金属辐射冷板的供冷能力和表面温度是冷板设计和运行的关键参数.建立了蛇形辐射冷板的稳态传热数学模型,分析了冷板供水量、供水温度、室内空气温度、非供冷壁面温度等运行参数对金属辐射冷板供冷能力和表面温度分布的影响规律.结果表明:供水量增加,管内水流速增大以及水温降低,冷板供冷能力将提高.但综合考虑水路阻力损失和冷板表面结露等问题,建议取管内流速0.3m/s,供水温度不低于16℃;室温和非供冷壁面温度升高,冷板供冷能力亦增大,表明冷板有自调节能力,当冷负荷变化较小可不考虑调节冷板的供冷参数.     

侧墙和顶板毛细管辐射供冷性能的实验研究

研究了供水温度16℃和18℃时侧墙和顶板毛细管辐射供冷室内热环境响应特性及舒适性等。结果表明:2种末端供冷室内平均辐射温度和操作温度均在4h内达到稳定,且稳定阶段温度低于28℃;毛细管间距2cm与4cm情况下侧墙辐射单位面积热流量稳定值差20.62 W/m~2。稳定阶段2种辐射末端室内温度分布均匀,顶板辐射室内满足I级热环境标准(PMV≤0.5),侧墙辐射满足II级热环境标准(0.5PMV≤1)。2种形式辐射末端都能营造舒适室内热环境。     

对流强化式辐射板实验与性能分析

测试了一种对流强化式辐射板的供冷性能,分析了其供冷量的影响因素,具体计算了辐射板与各个表面的辐射换热量,与周围空气的对流换热量及表面传热系数。分析计算了该辐射板在不同温度环境中的供冷量。     

地面辐射供冷系统地面表面温度影响因素

截取两盘管(左侧盘管为供水管,右侧盘管为回水管,回水温度比供水温度高1℃)之间的辐射地面(不考虑绝热层厚度)作为研究对象,采用Fluent软件,在填充层材料为水泥砂浆的条件下,模拟盘管中心距(分别选取80、150、220、300 mm)、供水温度(分别选取12、14、16、18、20℃)、面层材料(分别选取瓷砖、木质地板)对地面表面温度(平均温度、最低温度)的影响。当供水温度为14℃,面层材料为瓷砖时,随着盘管中心距的增大,地面表面平均温度、最低温度均有所升高,综合考虑地面辐射供冷系统制冷能力、地面表面结露风险,盘管中心距宜选取220 mm。当面层材料为瓷砖,盘管中心距为220 mm时,随着供水温度的升高,地面表面平均温度、最低温度均有所升高,供水温度为16℃时地面辐射供冷系统地面表面结露风险比较低。当供水温度为16℃,盘管中心距为220 mm时,与面层材料为瓷砖时相比,木质地板面层内温度场发生了明显变化,且地面表面平均温度、最低温度分别升高1. 7、2. 4℃。在对盘管中心距、供水温度进行选取时,应兼顾地面辐射供冷系统制冷能力、地面表面结露风险。随着面层材料热阻的增大,地面表面平均温度、最低温度升高,地面辐射供冷系统制冷能力下降。     

严寒地区被动房辐射楼板换热性能实验研究

对哈尔滨地区某被动房样板间楼板的换热性能进行实验研究。该被动房为顶棚辐射供暖,测试了供回水温度、围护结构内表面温度及空气温度,计算得到了顶棚和地面的辐射换热系数和表面传热系数、辐射热流密度和对流热流密度以及总热流密度。实验样板间位于第3层,仅南墙为外墙,室外空气温度在-8. 9～-2. 1℃范围,供水温度在30. 0～31. 6℃范围。实验结果表明,当室外温度为-2. 1℃,邻户正常供暖,但该样板间未供暖时,其室内空气温度也能达到21℃左右。供暖开启后,供水温度在30. 0～31. 6℃范围内每上升1℃,室内空气温度上升1. 3℃。辐射换热占比约为91. 5%。在顶棚辐射换热量计算中,可以根据辐射热流密度估计总热流密度。辐射换热系数和表面传热系数随供水温度的升高而升高,且辐射换热系数比表面传热系数高一个数量级。顶棚辐射供暖中,总热流密度随顶棚表面温度(或供水温度)的升高而升高。总热流密度和顶棚表面温度之间存在很强的线性关系。文末附有严寒地区被动房的应用实例视频,可扫二维码观看。     

区域供冷系统能耗模型及能效分析

以某区域供冷系统为研究对象,建立冷源、输配系统(冷水、冷却水输配系统)、冷却塔的能耗模型,用于模拟区域供冷系统的能耗。在确定制冷机组运行策略、输配系统运行方式的基础上,分别对冷水供水温度为6、7℃,冷水二级泵定流量、变流量运行时区域供冷系统的能耗及当量热力系数进行模拟计算。当冷水供水温度为7℃、冷水二级泵变流量运行时,区域供冷系统的当量热力系数最高。     

辐射供冷地面对围护结构内表面温度及室内热舒适的影响

本文在分析室内平均辐射温度对人体舒适性作用的基础上,通过建立围护结构的传热模型,分析计算了辐射供冷地面对围护结构内表面温度及室内热舒适性的影响.结果表明,与传统空调相比,地板辐射供冷一置换通风系统中的辐射供冷地面能使围护结构内表面温度降低约0.4～1.3℃,可进一步降低室内的平均辐射温度.在相同室内温度条件下,室内舒适性指标PMV值比传统空调要小,因此在同等舒适条件下可提高室内设计温度约2.5～3℃.     

辐射板供冷性能影响因素与计算方法

通过对现有计算方法的分析,提出了以室内等效辐射温度作为辐射换热计算参数的方法。通过实例计算定量地分析了室内热源环境对辐射板供冷能力的影响。提出将辐射板热阻作为衡量辐射板供冷性能优劣的参数。     

基于微热管阵列的地板辐射采暖系统性能实验研究

设计并搭建了基于微热管阵列的新型地板辐射采暖系统,对系统核心换热单元的热性能进行实验研究,主要对不同供水温度、流量和流动阻力进行了测试。结果表明:地板表面温度和散热量随供水温度的升高而明显增加,随流量的增加呈缓慢上升趋势。当供水温度为40℃,流量为300 L/h时,传热模块的传热功率达154.93 W/m2,在相同室内设计温度条件下,比传统地板辐射采暖系统的传热功率高29.33 W/m2,新型地板辐射采暖系统在较低的供水温度下即可满足供暖需求,且换热更高效,具有一定优势。     

天花板辐射供冷系统的性能研究

冷天花板辐射供冷系统是一种舒适、节能的新型空调型式.系统的供冷能力和天花板表面温度及系统运行达到稳态所需的时间是系统设计、运行的关键参数,揭示各因素对它们的影响规律是十分必要和重要的.本文建立了顶部保温时的天花板辐射供冷系统的动态传热数学模型,应用有限单元法进行求解,分析了埋管深度、间距、管材以及供冷水温、水量等因素对天花板表面温度、系统供冷能力和达到稳态所需的时间的影响规律.结果表明:埋管深度越大,埋管间距越大,天花板表面温度越高,供冷能力越小;管材对系统的供冷性能影响不大;系统的供水温度越低,天花板表面温度越低,系统提供的冷量就越大.冷水温度宜取16～20℃之间;埋管越深,埋管间距越大,系统达到稳态时间越长;初始温度越高,供水温度越低,系统达到稳态的时间越长.     

不同供水温度下冷水机组与水泵的总能耗

给出了风机盘管空调冷水系统中冷水机组与水泵能耗的计算模型,计算了不同冷水供水温度下的系统总能耗.在文中计算条件下,水泵扬程为15～33.2m时,冷水供水温度7℃、供回水温差5℃情况下,系统能耗最小;水泵扬程为33.2～40m时,冷水供水温度6℃、供回水温差6.17℃情况下,系统能耗最小.