《混凝土輻射供冷建築熱動態特性研究》是依託天津大學，由田喆擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：混凝土輻射供冷建築熱動態特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：田喆
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
混凝土輻射供冷是一種節能舒適的建築空調技術。混凝土輻射供冷方式下建築熱過程與空調系統供冷過程存在直接的耦合作用，所以其動態熱過程必將受到建築蓄熱和室內環境控制的影響和限制。由於其中耦合作用規律未被系統認知，混凝土輻射供冷系統的實際運行節能效果遠遠低於預期。本課題採用理論模擬分析、實驗研究和工程測試相結合的研究方法，以混凝土輻射供冷建築房間為研究主體，進行供冷末端非穩態傳熱模型、房間的熱回響和蓄放熱動態特性研究，揭示室內熱舒適、房間得熱、供能調節以及建築體蓄放熱在房間蓄傳熱過程和空調供冷過程中的相互作用規律，獲得混凝土輻射供冷方式下房間得熱-負荷轉化衰減和延遲的一般性規律和數學計算方法、房間供冷蓄冷過程與室內熱舒適相互關聯作用關係以及房間其他蓄熱體對供冷蓄冷過程的定量影響規律，為完善混凝土輻射供冷技術體系，最佳化系統設計和制定節能舒適的運行調控策略提供理論指導。
結題摘要
混凝土輻射供冷技術以其節能、舒適等優點，具有良好的發展前景。由於建築得熱及空調運行過程均具有動態變化的特點，只有充分研究混凝土輻射供冷系統動態回響特性，並在設計和運行控制階段充分利用，才能完全實現該空調方式的節能效果。 本課題首先利用RC（熱阻熱容網路法）、反應係數法和頻域回歸法分別建立混凝土輻射供冷樓板簡化傳熱計算模型；之後搭建混凝土輻射供冷樓板系統的全尺寸標準實驗艙並利用實驗艙測得的實驗數據對簡化傳熱模型進行驗證，在此基礎上，利用 MATLAB 數學軟體對簡化傳熱模型進行程式設計，建立起圖形用戶視窗界面（GUI）；最後利用TRNSYS模擬軟體和簡化傳熱模型對混凝土輻射供冷樓板供冷房間的熱動態回響特性進行研究。 本課題的主要研究成果包括： （1）根據歐盟EN 14240、ASHRAE standard138和我國頒布的行業標準，建造完善輻射供冷末端性能測試平台並對實驗平台性能進行測試評定，測試結果表征與歐盟平台測試結果吻合一致，達到設計要求。 （2）利用RC（熱阻熱容網路法）、反應係數法和頻域回歸法建立混凝土輻射供冷樓板簡化傳熱計算模型，並對所建立的簡化傳熱模型進行實驗驗證：穩態工況下，簡化傳熱模型熱流密度計算誤差在6%以內，表面溫度計算誤差在0.3℃以內，非穩態工況下，熱流密度計算誤差在9%以內，表面溫度計算誤差在0.7℃以內，之後利用 MATLAB 數學軟體對簡化傳熱模型進行程式設計，建立起圖形用戶視窗界面（GUI）； （3）通過實驗、模擬及理論分析相結合的方式，對混凝土輻射供冷房間的蓄放熱動態特性進行了研究，分析供水側參數變化、房間側參數變化和空調啟停過程中供冷房間熱動態回響規律； （4）利用所建立的簡化傳熱模型對混凝土輻射供冷樓板動態傳熱過程進行分析計算，得到各參數對蓄熱層厚度的影響規律並通過計算得到工程中常用混凝土輻射供冷樓板結構形式的蓄熱層厚度：在無保溫層的情況下50-130mm，有保溫層的情況下100-200mm； （5）利用簡化傳熱模型對混凝土輻射供冷樓板熱動態回響特性進行研究得到室內得熱與水側冷負荷轉化關係並藉此得到在混凝土輻射供冷樓板供冷能力下該系統的運行控制策略。 通過以上實驗研究和模型擴展分析，形成一般性規律，可以指導混凝土輻射供冷系統設計和運行。
