【摘要】：內(nèi)嵌管式圍護結(jié)構(gòu)輻射供冷系統(tǒng)又稱TABS系統(tǒng)(Thermally activated building system),因其供水管道內(nèi)嵌于混凝土結(jié)構(gòu)層內(nèi),也被稱為混凝土輻射板供冷系統(tǒng)。這種獨特的系統(tǒng)形式使得混凝土結(jié)構(gòu)層可以作為供冷末端向室內(nèi)釋放冷量。通過改變埋管中冷凍水的溫度和流量可以調(diào)節(jié)混凝土樓板的溫度,從而實現(xiàn)對室內(nèi)熱環(huán)境變化的響應(yīng)以滿足舒適度需求,由于該系統(tǒng)具有舒適性高及節(jié)能性好等優(yōu)點,其在實際工程中的應(yīng)用也日益廣泛。在進行空調(diào)負荷計算時,準確定義冷負荷是十分重要的。由于內(nèi)嵌管式圍護結(jié)構(gòu)輻射供冷系統(tǒng)具有四個傳熱過程,其負荷可分為水側(cè)冷負荷與供冷表面冷負荷,這使得其冷負荷區(qū)別于空氣系統(tǒng)冷負荷,本文即利用能耗模擬軟件分析輻射供冷系統(tǒng)水側(cè)冷負荷與表面冷負荷的差異。本文以典型住宅建筑為研究對象,利用EnergyPlus能耗模擬軟件搭建內(nèi)嵌管式圍護結(jié)構(gòu)輻射供冷系統(tǒng),通過模擬計算,研究夏季典型設(shè)計日供冷系統(tǒng)間歇運行時房間動態(tài)熱過程,以及連續(xù)供冷和間歇供冷時室內(nèi)負荷形成的物理過程;研究供冷系統(tǒng)連續(xù)運行及間歇運行時的負荷特性,并分析每種工況下表面冷負荷與水側(cè)冷負荷的關(guān)系,同時比較兩種工況下表面冷負荷和水側(cè)冷負荷的差異,并對內(nèi)嵌管式圍護結(jié)構(gòu)輻射供冷系統(tǒng)間歇運行時冷負荷的影響因素進行敏感性分析。針對上述研究內(nèi)容,本文主要做了以下工作:(1)介紹內(nèi)嵌管式圍護結(jié)構(gòu)輻射供冷系統(tǒng),分析其冷負荷與得熱的關(guān)系,并給出其表面冷負荷與水側(cè)冷負荷的計算公式。(2)闡述了內(nèi)嵌管式圍護結(jié)構(gòu)輻射供冷系統(tǒng)的四個基本傳熱過程,并分析了水側(cè)傳熱與供冷表面?zhèn)鳠嵩淼牟煌?3)針對典型住宅建筑,利用EnergyPlus能耗模擬軟件搭建內(nèi)嵌管式圍護結(jié)構(gòu)輻射供冷系統(tǒng),通過模擬計算,分析其在連續(xù)運行工況和間歇運行工況下負荷形成的物理過程及負荷特性,并比較兩種工況下表面負荷及水側(cè)負荷的差異。(4)針對內(nèi)嵌管式圍護結(jié)構(gòu)輻射供冷系統(tǒng),研究了定流量系統(tǒng)與變流量系統(tǒng)及分階段變流量控制方案負荷特性的差異,并從傳熱過程上進行分析。(5)針對內(nèi)嵌管式圍護結(jié)構(gòu)輻射供冷系統(tǒng)的負荷特性影響因素進行敏感性分析,研究供冷時長、供冷時間分布、遮陽系數(shù)、供冷構(gòu)件蓄熱性能以及家具蓄熱能力等對輻射供冷系統(tǒng)間歇運行時負荷特性的影響。(6)將輻射供冷系統(tǒng)連續(xù)運行與間歇運行兩種工況下表面冷負荷與空氣系統(tǒng)進行比較。研究成果主要有:(1)由于混凝土結(jié)構(gòu)層的蓄熱特性,內(nèi)嵌管式圍護結(jié)構(gòu)輻射供冷系統(tǒng)間歇運行時,水側(cè)峰值冷負荷高出表面峰值冷負荷161.46%,表面峰值冷負荷較水側(cè)峰值冷負荷存在滯后和衰減現(xiàn)象,連續(xù)運行工況下負荷差異小于間歇運行工況。(2)輻射供冷系統(tǒng)22:00-6:00間歇運行工況下,18:00-22:00時段墻體向室內(nèi)傳熱量大于供冷表面釋冷量,形成附加冷負荷,這是間歇運行與連續(xù)運行的主要區(qū)別之一。(3)對于定流量系統(tǒng)間歇運行存在水側(cè)峰值冷負荷較大的問題,采用變流量系統(tǒng)與分階段變流量系統(tǒng)均能在一定程度上削減水側(cè)峰值冷負荷,分階段變流量系統(tǒng)效果更為顯著。(4)通過分析不同影響因素對間歇運行負荷特性的影響發(fā)現(xiàn),供冷時長和供冷構(gòu)件蓄熱性能對間歇運行負荷特性影響較為顯著,而供冷時間分布、遮陽系數(shù)及家具蓄熱能力對間歇運行負荷特性影響較小。(5)與空氣系統(tǒng)相比,輻射系統(tǒng)連續(xù)運行和間歇運行表面冷負荷均大于空氣系統(tǒng)連續(xù)運行冷負荷。
【圖文】：

長安大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章 內(nèi)嵌管式圍護結(jié)構(gòu)輻射供冷系統(tǒng)介紹2.1 輻射供冷系統(tǒng)分類輻射供冷系統(tǒng)是指通過降低室內(nèi)一個或多個表面的溫度，形成冷輻射表面，冷輻射表面以輻射換熱和對流換熱的方式向室內(nèi)供冷的系統(tǒng)[26]。其中，冷輻射表面與熱源、人體表面、室內(nèi)設(shè)備表面及圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面之間的換熱方式為輻射換熱，而對流換熱通常出現(xiàn)于冷輻射表面與室內(nèi)空氣之間，具體如圖 2.1 所示。

圖 2.2 輻射供冷系統(tǒng)末端形式本章主要介紹三種輻射型末端供冷系統(tǒng)，即金屬輻射板供冷系統(tǒng)、毛細管輻射統(tǒng)和混凝土輻射板供冷系統(tǒng)。 金屬輻射板供冷系統(tǒng)金屬輻射板是一種應(yīng)用十分廣泛的輻射供冷系統(tǒng)末端，它通常都是做成模板的一般為 0.6m，長度約 0.6~3.7m，厚度在 0.7~2cm 之間[29]。在實際應(yīng)用中，尺據(jù)實際情況略做調(diào)整，如圖 2.3 所示。輻射板面板通常采用鋁制成，水路可以以并聯(lián)，通常為減少能耗，還會在輻射板外添加保溫層。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU831.2

【參考文獻】

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本文編號：2680780