【摘要】：輻射空調系統(tǒng)比采用對流末端的傳統(tǒng)空調系統(tǒng)具有更高的室內(nèi)舒適性和節(jié)能性,通常需要耦合新風系統(tǒng)處理濕負荷并提高室內(nèi)空氣品質。目前,國內(nèi)外研究和應用中大多是同時安裝兩套冷熱源和末端,通過溫濕度獨立和預除濕的控制方法實現(xiàn)了高舒適性和結露預防。本文提出了輻射誘導送風一體化末端空調系統(tǒng)的全新耦合形式,設計了輻射與誘導送風一體化的新型室內(nèi)末端(以下簡稱一體化末端)。針對一體化末端性能和結構參數(shù)設計、系統(tǒng)運行下的室內(nèi)舒適性和防結露控制,以及系統(tǒng)控制策略優(yōu)化等關鍵問題進行了理論和實驗研究。首先,構建了輻射誘導送風一體化末端空調系統(tǒng)并研制了一體化的新型室內(nèi)末端裝置:利用風機的出風壓力通過一體化末端進風口的條形噴口形成一次風射流,以經(jīng)過空氣處理機組熱濕處理后的少量一次風誘導室內(nèi)回風進行混合,混合空氣加熱或冷卻開孔輻射板后送入室內(nèi),具有輻射空調舒適性優(yōu)勢的同時減少了送風能耗以及風管和再熱器等設備,使輻射新風耦合系統(tǒng)的熱濕處理能力在單一設備上實現(xiàn)。搭建了一體化末端裝置誘導性能測試系統(tǒng),以及空調系統(tǒng)熱舒適性和結露特性研究實驗臺。其次,通過模擬和實驗結合的方法研究了一體化末端的運行特性以及結構參數(shù)的影響。根據(jù)射流理論和一次風射流的誘導原理,分析了受限空間內(nèi),一體化末端內(nèi)部構造與一次風射流誘導作用之間的關系;模擬分析了不同噴口寬度下一次風量對誘導比和穩(wěn)定性的影響,并通過噴口寬度調節(jié)裝置對模擬結果進行了實驗驗證。在此基礎上,以噴口寬度為特征參數(shù),將噴口高度、混合室至噴口距離、混合室入口尺寸等結構參數(shù)無因次化,得出各參數(shù)對一體化末端性能的影響規(guī)律,為結構優(yōu)化設計提供理論依據(jù)。再次,建立了輻射誘導送風一體化末端空調系統(tǒng)的室內(nèi)舒適性理論模型,并與一次回風空調系統(tǒng)進行對比,分析了影響室內(nèi)舒適性的關鍵參數(shù);實驗研究了一體化空調系統(tǒng)運行下一次風溫度和風量對室內(nèi)溫度分布的影響規(guī)律,并基于室內(nèi)負荷分布特征提出了一次風量分配控制降低了室內(nèi)水平溫差;分析了室內(nèi)PMV指標隨著系統(tǒng)運行工況的變化規(guī)律,以此為依據(jù),擬合出已知環(huán)境溫度和室內(nèi)設計溫度時,滿足舒適性標準的一次風工況計算式,為系統(tǒng)設計和運行控制提供參考。測試了不同一次風工況下系統(tǒng)啟動階段室內(nèi)溫濕度的動態(tài)特性,得出了一次風量和溫度對室內(nèi)熱環(huán)境達到穩(wěn)定狀態(tài)所需時間的影響規(guī)律。另外,分別從一體化末端的防結露性能、結露發(fā)生階段的影響因素和措施、系統(tǒng)設計階段的預防措施三個方面對輻射誘導送風一體化末端空調系統(tǒng)的結露特性進行了研究。分析了一次風工況對一體化末端的結露溫度的影響,發(fā)現(xiàn)提高一次風量和降低一次風溫度均能有效提高一體化末端防結露性能;基于輻射板與空氣的熱質傳遞特性,理論和實驗研究了一次風溫濕度和風量對結露速率的影響,并探討了消除凝液的有效措施;將防結露設計溫差分為運行裕量溫差,表面不均勻度和最小冷表面過冷度三個部分,分別研究了與系統(tǒng)運行參數(shù)之間的關系,完善了系統(tǒng)的設計理論依據(jù)。最后,為了優(yōu)化系統(tǒng)的控制策略,構建了將平均輻射溫度(MRT)控制應用于輻射誘導送風一體化末端空調系統(tǒng)的測試平臺,實驗分析發(fā)現(xiàn)MRT能及時反映室外氣溫和負荷的變化,以此為控制參數(shù)可以有效減小負荷變化的影響,維持室內(nèi)溫度穩(wěn)定;建立了預測室內(nèi)圍護結構平均輻射溫度的近似計算模型并進行了實驗驗證,采用該模型可減少室內(nèi)測點從而簡化控制系統(tǒng)。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU831.3
【圖文】：

圖 1-1 1966-2016 年世界一次能源消費消耗[3]圖 1-2 1991-2016 年世界能源消耗組成[3]我國目前能源仍然存在以下問題：能源分布不均勻，開采運輸源所占比例少；能源利用率較低，污染和排放嚴重；能源需求續(xù)上升。隨著社會總能源消耗的不斷增加，能源應用過程中產(chǎn)益嚴重，影響人類正常生活的同時，也造成重大的經(jīng)濟損失[16

2圖 1-2 1991-2016 年世界能源消耗組成[3]我國目前能源仍然存在以下問題：能源分布不均勻，開采運輸源所占比例少；能源利用率較低，污染和排放嚴重；能源需求續(xù)上升。隨著社會總能源消耗的不斷增加，能源應用過程中產(chǎn)益嚴重，影響人類正常生活的同時，也造成重大的經(jīng)濟損失[16主要環(huán)境問題包括：臭氧層損耗，溫室效應和全球變暖，生物系，森林減少，水資源危機和污染，固體廢料和有毒化學物質污16 中國環(huán)境狀況公報》將空氣污染的問題放在了首位，2016 年標的城市達到 254 個，占全國有空氣污染國控數(shù)據(jù) 338 -19]。能耗與工業(yè)能耗、交通能耗并稱社會總能耗的三大主體，其特

圖 2-3 一體化末端實物圖了全空氣模式下一體化末端的運行原理示意圖。其組的一次風通過靜壓箱的條形噴口送入混合室內(nèi)，利形成的負壓，誘導室內(nèi)的二次風從開孔輻射板兩側的入箱體，二次風與一次風混合之后形成混合風一同進熱之后經(jīng)過開孔輻射板上的送風孔送入室內(nèi)。實驗口處安裝有調節(jié)裝置可改變條形噴口開口尺寸，以研響。由于一次風與室內(nèi)誘導回風混合后還要與輻射導進混合室的室內(nèi)二次風量與一次風量之比)在 3 到一體化末端采用了誘導比在 1 以下的條形噴口，通過方面保持混合風與輻射板的換熱溫差，另一方面減少

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 陳乾;謝軍龍;劉鑫;郭寶坤;;誘導送風混合箱寬度性能研究[J];制冷與空調;2015年09期

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本文編號：2758981