冷却顶板置换通风复合空调系统的实验研究

论文摘要

冷却顶板与置换通风相结合的复合空调系统综合了置换通风系统在提高室内空气品质方面的独特优势和冷却顶板系统在提高人体热舒适性方面的优越性,并且具有良好的节能效果。当前,冷却顶板置换通风复合空调系统作为一种新型的空调系统,越来越受到国内外的重视。本文通过分析复合空调系统在国内外的应用状况和研究状况认为,目前国内学者大多采用数值模拟方法对复合空调系统展开研究,而进行实验研究分析的甚少。因此在实验和实际应用中还缺乏足够可靠的数据。本文通过实验研究与理论分析相结合的方法,以小型办公室为研究对象,根据相似理论设计构建实验模型,对复合空调系统进行研究。首先,对冷却顶板系统进行结露状态实验、制冷性能实验、供水流量和温度调节实验。结果表明,在模拟实验中所构建的封闭吊顶式冷却顶板运行稳定,制冷效果良好,室内温度场分布均匀,并且冷却顶板入口水温在高于房间工作区露点温度0.5℃以上时,顶板不会发生结露现象。同时,该冷却顶板也具有一定的自动调节能力。本文分别就顶板供水温度变化、送风速度变化、送风温度变化等工况下进行了不同的模拟实验,并对所得数据进行可视化处理,进而对模拟房间的温度场、速度场进行分析,利用ISO7730标准对于不同工况下房间的热舒适性给予评价。并且利用热环境评价指标PMV-PPD,风感威胁指标PD等分析各供冷参数变化对房间热环境的影响。在实验室条件下,对复合空调供冷参数提出建议取值范围:冷却顶板供水温度应在16℃～20℃中选取;送风温度应在22℃～24℃,送风温度与工作区温度差应在2℃～5℃之间;送风速度在0.20m/s～0.35m/s之间,不会出现吹风感。本文还从经济性方面比较分析了复合空调系统和混合通风空调系统。在制冷与空气处理系统中,复合空调系统要比混合通风系统节能25%。在冷量输配方面,复合空调系统也具有明显的节能优势。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 国内外研究现状及应用
• 1.2.1 国外研究现状及应用
• 1.2.2 国内研究现状及应用
• 1.3 课题研究方法和内容
• 2 冷却顶板置换通风复合空调系统的理论基础及特征
• 2.1 冷却顶板置换通风复合空调系统的基本概念
• 2.1.1 置换通风原理
• 2.1.2 顶板供冷原理
• 2.1.3 冷却顶板冷量传递的计算法
• 2.2 冷却顶板的种类与形式
• 2.3 冷却顶板置换通风复合空调系统的优越性
• 2.3.1 热舒适性
• 2.3.2 经济性
• 2.3.3 自动调节能力
• 2.4 本章小结
• 3 实验系统设计安装与顶板性能实验
• 3.1 实验系统设计与安装
• 3.1.1 实验模拟房间设计
• 3.1.2 冷却顶板系统的设计与安装
• 3.1.3 送排风系统
• 3.1.4 热源系统
• 3.1.5 温度测试系统及记录系统
• 3.1.6 速度测量系统
• 3.1.7 实验工况
• 3.1.8 实验分析方法
• 3.2 冷却顶板结露状态实验
• 3.3 冷却顶板制冷性能实验
• 3.3.1 参数测试
• 3.3.2 数据处理及结果分析
• 3.4 冷却顶板参数调节实验
• 3.4.1 调节冷却顶板水流量对冷却顶板系统其它参数的影响
• 3.4.2 调节冷却顶板入口水温对冷却顶板系统其它参数的影响
• 3.5 冷却顶板单独工作时室内水平断面温度场分布
• 3.6 室内负荷变化对温度场的影响
• 3.7 本章小结
• 4 冷却顶板置换通风复合空调系统热舒适性研究
• 4.1 置换通风系统与复合系统运行模式下室内温度场比较
• 4.2 影响复合空调房间人体热舒适性的因素分析
• 4.2.1 顶板温度对空调房间热舒适性的影响
• 4.2.2 送风速度对室内热舒适性的影响
• 4.2.3 送风温度对空调房间热舒适性的影响
• 4.3 空调房间热舒适性分析
• 4.3.1 采用PMV－PPD 指标评价空调房间的热舒适性
• 4.3.2 采用风感威胁PD 指标评价空调房间的热舒适性
• 4.4 复合空调系统中冷却顶板与置换通风所承担冷负荷的比例
• 4.5 本章小结
• 5 复合空调系统的经济性研究
• 5.1 复合空调系统与混合通风系统的能耗比较
• 5.2 冷量输配的能耗分析
• 5.3 高温冷冻水的使用与天然冷源的开发
• 5.4 本章小结
• 6 研究结论与建议
• 6.1 主要结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 附录A
• 附录B
• 研究成果
• 致谢