本文關鍵詞：毛細管輻射吊頂加獨立新風系統(tǒng)運行特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：輻射空調(diào)的舒適性和節(jié)能效果已經(jīng)被國內(nèi)外研究結(jié)果所證實,然而受地區(qū)氣候影響,其在普及應用過程中也存在著一些問題,諸如夏季供冷出現(xiàn)的結(jié)露問題,供冷暖換熱能力不足,輻射空調(diào)房間溫度響應較慢等問題。為了尋找合適的方法,避免和解決輻射空調(diào)在使用過程出現(xiàn)的問題,充分發(fā)揮輻射空調(diào)舒適節(jié)能的優(yōu)勢,本文從輻射空調(diào)的傳熱機理出發(fā),運用實驗測試方法與CFD數(shù)值模擬方法,對毛細管輻射吊頂加獨立新風系統(tǒng)展開研究。本文首先根據(jù)實驗房間建筑特性,進行空調(diào)房間冷熱濕負荷計算,確定毛細管輻射吊頂、新風機組、毛細管輻射吊頂冷熱源設備及新風系統(tǒng)冷熱源設備。通過建立毛細管輻射吊頂三維流-固耦合模型,采用CFD數(shù)值模擬方法,分析了帶有空氣層鋪設方式和直接使用石膏抹灰層鋪設方式下,毛細管輻射吊頂換熱效果。研究分析了不同供水溫度、不同供水流速和不同室內(nèi)溫度對毛細管輻射吊頂換熱能力的影響。進一步,建立了帶有人體模型的空調(diào)房間數(shù)值仿真模型,詳細研究了輻射吊頂加獨立新風系統(tǒng)室內(nèi)溫度、濕度、風速分布情況。模擬結(jié)果顯示,人體表面平均溫度值要高于室內(nèi)空氣溫度值,其中頭部溫度值最高,在輻射供冷工況下,頭部溫度值達到了37℃左右,輻射采暖工況下,頭部溫度值達到了36.2℃左右。采用實驗方法,測試分析了毛細管輻射吊頂加獨立新風系統(tǒng)室內(nèi)的熱環(huán)境,得出了輻射吊頂、壁面、室內(nèi)空氣溫度響應特性以及毛細管在不同工況下的結(jié)露情況。測試結(jié)果表明,輻射吊頂單獨供冷時,設定供水溫度為16℃攝氏度時,毛細管管壁出現(xiàn)大量結(jié)露情況,設定毛細管供水溫度為18℃時,毛細管管壁出現(xiàn)少量結(jié)露情況,輻射吊頂加獨立新風供冷時,毛細管表面未出現(xiàn)結(jié)露情況。對輻射吊頂加獨立新風空調(diào)系統(tǒng)控制硬件進行了優(yōu)化配置設計,制定了合理的控制策略,設計實現(xiàn)了毛細管輻射吊頂加獨立新風空調(diào)系統(tǒng)運行過程中,室內(nèi)溫度、濕度、供水溫度等參數(shù)的實時監(jiān)控程序和界面。運用傳熱學知識,對輻射吊頂?shù)膫鳠徇^程進行了數(shù)學建模,分析了遺傳算法優(yōu)化PID參數(shù)的原理和模糊PID控制算法原理,并將其運用于輻射吊頂加獨立新風空調(diào)的優(yōu)化控制中。仿真結(jié)果表明,當PID控制器各參數(shù)取值為Kp=4.94,Ki=0.15,Kd=0.08時,與普通PID控制系統(tǒng)相比,模糊PID控制使系統(tǒng)調(diào)節(jié)時間從620s下降到560s,在加入了外部干擾和瞬時大擾動的情況下,模糊PID控制系統(tǒng)表現(xiàn)出了更優(yōu)越的動態(tài)特性。
【關鍵詞】：毛細管輻射吊頂 溫度 CFD模擬 模糊PID 優(yōu)化控制
【學位授予單位】：上海工程技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB657.2
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 研究背景13-15
• 1.1.1 建筑能耗形勢13
• 1.1.2 傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)存在的問題13-14
• 1.1.3 輻射供冷采暖聯(lián)合獨立新風空調(diào)系統(tǒng)介紹14-15
• 1.2 研究意義15-16
• 1.3 文獻綜述16-19
• 1.3.1 輻射空調(diào)理論研究16-17
• 1.3.2 系統(tǒng)節(jié)能潛力研究17
• 1.3.3 室內(nèi)環(huán)境研究17-18
• 1.3.4 系統(tǒng)控制策略的研究18-19
• 1.4 研究內(nèi)容和方法19-21
• 1.4.1 研究內(nèi)容19
• 1.4.2 研究方法19-21
• 第二章 毛細管輻射吊頂加獨立新風系統(tǒng)設計21-32
• 2.1 實驗房間建筑參數(shù)21
• 2.2 空調(diào)設計參數(shù)21
• 2.3 負荷計算分析21-28
• 2.3.1 圍護結(jié)構(gòu)冷負荷計算21-24
• 2.3.2 冷負荷計算結(jié)果分析24-25
• 2.3.3 熱負荷計算25-28
• 2.3.4 熱負荷計算結(jié)果分析28
• 2.4 空調(diào)設備選型28-32
• 第三章 毛細管輻射空調(diào)室內(nèi)熱環(huán)境模擬分析32-65
• 3.1 CFD基礎32-37
• 3.1.1 CFD方法簡介32
• 3.1.2 SC/Tetra軟件簡介32-34
• 3.1.3 流體動力學控制方程34-36
• 3.1.4 流體流動狀態(tài)確定36
• 3.1.5 輻射模型的確定36-37
• 3.2 毛細管輻射吊頂計算模型37-39
• 3.3 邊界條件的確定39-40
• 3.4 復合傳熱換熱量計算40-42
• 3.5 毛細管輻射吊頂換熱性能模擬結(jié)果分析42-51
• 3.5.1. 空氣層輻射吊頂模擬結(jié)果分析42-44
• 3.5.2 石膏層輻射吊頂模擬結(jié)果分析44-45
• 3.5.3 不同供水溫度對毛細管換熱性能的影響45-46
• 3.5.4 不同供水流量對毛細管換熱性能的影響46-48
• 3.5.5 不同室內(nèi)溫度對毛細管換熱性能的影響48-49
• 3.5.6 毛細管吊頂輻射供暖模擬研究49-51
• 3.6 毛細管輻射吊頂加新風模擬結(jié)果分析51-63
• 3.6.1 計算模型的確定51-52
• 3.6.2 邊界條件設定52
• 3.6.3 模擬結(jié)果分析52-57
• 3.6.4 不同輻射吊頂溫度下模擬結(jié)果分析57-58
• 3.6.5 輻射供暖模擬結(jié)果分析58-63
• 3.7 總結(jié)63-65
• 第四章 毛細管輻射空調(diào)室內(nèi)熱環(huán)境測試實驗65-84
• 4.1 室內(nèi)溫度測點布置65-66
• 4.2 空調(diào)測試系統(tǒng)66-68
• 4.2.1 測試儀器選擇66-67
• 4.2.2 熱電偶溫度標定67-68
• 4.3 輻射供冷實驗測試68-74
• 4.3.1 毛細管單獨輻射供冷系統(tǒng)性能測試68-71
• 4.3.2 毛細管輻射供冷加新風系統(tǒng)測試71-73
• 4.3.3 輻射供冷實驗測試結(jié)果分析73-74
• 4.4 毛細管輻射采暖實驗測試74-83
• 4.4.1 室內(nèi)溫度測點布置74-75
• 4.4.2 毛細管吊頂單獨輻射供暖性能測試75-80
• 4.4.3 毛細管吊頂輻射供暖聯(lián)合新風系統(tǒng)測試80-82
• 4.4.4 輻射供暖實驗測試結(jié)果分析82-83
• 4.5 實驗總結(jié)83-84
• 第五章 毛細管輻射吊頂加獨立新風控制系統(tǒng)84-90
• 5.1 空調(diào)房間溫濕度獨立控制原理84-85
• 5.2 控制系統(tǒng)硬件選擇85-87
• 5.3 夏季供冷模式原理87
• 5.4 冬季供暖模式原理87-88
• 5.5 監(jiān)控界面設計88-89
• 5.6 總結(jié)89-90
• 第六章 智能控制算法在毛細管輻射空調(diào)中的應用90-113
• 6.1 室內(nèi)溫度數(shù)學建模90-93
• 6.2 PID控制原理與智能控制算法簡介93-96
• 6.2.1 PID控制原理94
• 6.2.2 遺傳算法原理94-95
• 6.2.3 模糊控制算法原理95-96
• 6.3 遺傳算法整定PID控制參數(shù)96-102
• 6.3.1 遺傳算法PID整定原理96-99
• 6.3.2 最優(yōu)目標函數(shù)的選取99
• 6.3.4 遺傳算法整定PID控制參數(shù)結(jié)果分析99-102
• 6.4 模糊PID優(yōu)化控制房間溫度102-112
• 6.4.1 模糊自適應PID控制原理102-104
• 6.4.2 模糊自整定PID控制器設計104-109
• 6.4.3 仿真結(jié)果分析109-112
• 6.5 結(jié)論112-113
• 第七章 總結(jié)與展望113-116
• 7.1 總結(jié)113-115
• 7.2 展望115-116
• 參考文獻116-120
• 附錄120-124
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及取得的相關科研成果124-125
• 致謝125-126

【參考文獻】

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本文編號：327739