顶板辐射与置换通风复合供冷系统热环境模拟

论文摘要

辐射供冷能提供极佳的室内热环境,运行成本低；置换通风具有较高的通风效率,能提供较高的室内空气品质。二者合理结合,扬长避短,并且具有良好的节能效果,所以,作为一种新型的空调方式,顶板辐射供冷与置换通风相结合的复合空调系统,在国内外均引起越来越多的关注。本文主要建立复合系统的数学物理模型,运用FLUENT软件进行计算。首先,建立了置换通风分别与顶板辐射、地板辐射和墙壁辐射供冷复合辐射模型进行数值模拟,对三种情况室内热环境如垂直温差、吹风感、PMV-PPD指标及能量利用系数进行比较,发现在相同供冷环境下顶板辐射供冷舒适性指标最为理想,地板辐射供冷能量效率最高。计算为合理优化各不同系统设计参数提供了一定的理论依据。其次,比较了单独的置换通风、单独的顶板辐射供冷和二者联合系统供冷室内热环境情况,运用垂直温差、通风效率、PMV-PPD指标等进行分析得出,负荷较小时,单独的系统就可以满足供冷要求,在负荷较大的情况下,只有复合系统才能满足室内良好热舒适性要求。另外,分析了复合系统供冷参数如顶板温度、送风温度和送风速度的变化对室内空气品质和人体热舒适性的影响,其中送风参数的变化对工作区舒适性的影响较大。针对复合系统供冷特点对系统进行适用性、能耗和经济性分析,综合得出,复合系统在一般的民用建筑如客房、办公室、住宅和学校等能得到很好的运用,并具有很大的节能潜力。本文的研究工作对顶板辐射供冷与置换通风复合系统的设计应用和推广具有一定的意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 顶板辐射供冷与置换通风复合系统介绍
• 1.2.1 顶板辐射供冷系统介绍
• 1.2.2 置换通风系统介绍
• 1.2.3 复合系统介绍
• 1.3 顶板辐射供冷与置换通风系统的国内外研究应用概况
• 1.3.1 国外研究应用现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第二章 辐射传热模型在FLUENT中的选择及设置
• 2.1 辐射换热特点及基本方程
• 2.2 辐射传递方程
• 2.2.1 求解传热问题的能量方程
• 2.2.2 辐射传递方程
• 2.3 辐射模型的种类及选择
• 2.3.1 辐射模型的种类及选择
• 2.3.2 各种辐射模型的优点和局限
• 2.4 DTRM模型及其求解参数的设置
• 2.4.1 DTRM模型的设置
• 2.4.2 DTRM求解参数的设置
• 2.5 本章小结
• 第三章 不同方式辐射供冷室内热环境对比分析
• 3.1 物理问题和数学模型
• 3.1.1 物理问题
• 3.1.2 数学模型
• 3.1.3 边界条件
• 3.1.4 数值计算方法
• 3.2 模拟结果与分析
• 3.2.1 垂直温差比较
• 3.2.2 吹风感比较
• 3.2.3 PMV-PPD指标
• 3.2.4 通风效率及温度效率比较
• 3.3 本章小结
• 第四章 顶板辐射供冷与置换通风复合系统研究
• 4.1 复合系统不同运行模式下的室内热环境研究
• 4.1.1 物理问题
• 4.1.2 数值计算方法
• 4.1.3 计算工况及边界条件
• 4.1.4 数值计算结果分析
• 4.1.5 结论
• 4.2 冷却顶板与置换通风复合系统热舒适影响因素分析
• 4.2.1 冷却顶板温度的影响
• 4.2.2 送风速度的影响
• 4.2.3 送风温度的影响
• 4.2.4 供冷参数变化对PMV-PPD指标影响
• 4.2.5 结论
• 4.3 本章小结
• 第五章 复合空调系统的适用性、能耗与经济性
• 5.1 复合空调系统的适用性
• 5.1.1 明显不适合应用的场所
• 5.1.2 一般民用建筑应用判断
• 5.2 复合空调系统的能耗与经济性
• 5.2.1 平均辐射温度的影响
• 5.2.2 水温对系统能耗经济性的影响
• 5.2.3 能量输送能力的影响
• 5.2.4 送风量减少对系统能耗影响
• 5.2.5 辐射蓄热能力的影响
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论及后续工作
• 6.1 本文主要工作与结论
• 6.2 课题进一步的研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果
• 一、攻读硕士学位期间撰写和发表的研究论文