空氣載能輻射空調最佳化與控制機理研究

《空氣載能輻射空調最佳化與控制機理研究》是依託湖南大學，由龔光彩擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：空氣載能輻射空調最佳化與控制機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：龔光彩
• 依託單位：湖南大學

中文摘要

輻射型空調系統愈來愈引起人們的關注，現有的輻射型空調系統主要以液體為能量載體，即液體載能。大致有盤管與金屬頂板組合系統、毛細管輻射系統、水盤管預製薄型板輻射採暖系統等。但是，上述的輻射空調施工維護較複雜，初裝及使用成本較高，能耗也較大。本課題首次提出了一種利用循環空氣作為能量載體的空氣載能輻射空調系統方法，此系統具有施工維護簡單，成本低廉以及節能效果更好的特點。本課題將以熱力學和流體動力學理論為基礎，通過理論分析、計算機仿真模擬與實驗研究相結合的方法，從系統熱力學性能對比、系統頂板方案及氣流組織形式、IAQ與室內熱舒適、結露過程等環節的熱力學、流體力學、傳熱傳質機理等方面著手，建立起相關的數學模型，尋找室內熱舒適及空氣品質控制的最優方案,研究系統節能運行的控制策略,從而為空氣載能輻射空調系統最佳化設計和運行控制提供理論依據和技術支持。

結題摘要

相較於傳統的空調系統而言，輻射空調系統具有高舒適性和高節能性，然而現有的輻射型空調系統主要以液體為能量載體，在工程套用過程中仍存在成本過高，且後期維護困難等問題。空氣載能輻射空調系統作為一種以空氣為載能媒介、孔板或其它材質平板為輻射板的一種新型的輻射末端系統，兼有孔板送風系統和輻射末端系統的特點，且安裝維護方便，系統經濟簡單，適用範圍更廣。 本課題通過理論分析、計算機仿真模擬與實驗研究相結合的方法，針對空氣載能輻射空調系統展開研究。首先分析空氣載能輻射空調系統的實際傳熱過程，並採用修正係數法得出空氣載能輻射空調系統夏季負荷的修正係數為0.75，冬季熱負荷修正係數為0.8, 確定了該新型輻射末端條件下空調系統的負荷簡便計算方法。基於傳熱學計算出不同孔板溫度和傳熱溫差下輻射孔板的輻射傳熱量，並得出該新型末端的輻射傳熱簡化公式，可反映出孔板輻射傳熱量與孔板溫度、傳熱溫差之間的關係，通過分析得出了空氣載能輻射孔板末端總傳熱比常規輻射空調的末端多20％左右。另外通過模擬研究了末端孔板表面空氣臨界露點溫度隨孔板開孔率、送風溫度以及送風速度的變化，得出孔板表面空氣臨界露點溫度分布範圍在11.8-14.5℃之間，相比相同室內熱濕參數的常規輻射空調系統，露點溫度可低6.3-9.0℃。同時通過對該輻射末端系統的熱舒適展開實地問卷調查研究，得出了空氣載能末端系統夏季房間溫度設定為29℃，冬季設定為14℃時，仍能滿足大部分人群的熱舒適性要求，這對於實現夏熱冬冷地區冬夏空調一體化具有重要的理論支撐。另外在本項目的研究中，對室內人體呼吸周圍的微環境進行分析探討，研究了人體呼吸過程中室內空氣穩定性，這對於將來進一步研究空氣載能輻射空調下多模態熱舒適和通風有效性具有重要意義。