摘要:節(jié)能環(huán)保以及室內(nèi)環(huán)境的舒適性是現(xiàn)代暖通空調(diào)技術(shù)發(fā)展的一個基本趨勢.毛細管輻射空調(diào)由于其舒適性高、導(dǎo)熱能力快、不占用建筑使用空間、節(jié)能效果明顯等優(yōu)點越來越受人們的關(guān)注.在此背景下，提出通過建立置換通風(fēng)+毛細管地板輻射的熱傳導(dǎo)模型，數(shù)值模擬該復(fù)合空調(diào)供給的熱濕環(huán)境參數(shù)，并與實驗測得的溫度、濕度、速度、PMV、PPD值進行對比，得出不同供水溫度與換熱量的關(guān)系，分析該復(fù)合空調(diào)的供冷能力.該研究為促進供暖/供冷一體化技術(shù)在長春地區(qū)的發(fā)展應(yīng)用提供一定的參考價值.

　　關(guān)鍵詞:節(jié)能環(huán)保;置換通風(fēng);毛細管地面敷設(shè);輻射供冷;數(shù)值模擬

　　1供冷實驗設(shè)計

　　本實驗室地點在吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院超低能耗示范建筑研究基地進行，以201辦公室為模擬原型，采用了溫濕獨立控制的置換通風(fēng)+毛細管地板輻射空調(diào)系統(tǒng)，毛細管承擔(dān)室內(nèi)的顯熱負(fù)荷，置換新風(fēng)承擔(dān)室內(nèi)的潛熱負(fù)荷;毛細管管材是PP-R管，規(guī)格為4.3mm×0.8mm，干管規(guī)格是20mm×2mm，毛細管長度1000～6000mm，每50mm為一檔，寬度為150600mm，每50mm為一檔.每個環(huán)路流量不大于4L/min.新風(fēng)由組合式全熱交換新風(fēng)加除濕機組處理后送至各個房間，送風(fēng)形式高位回風(fēng)，地面送風(fēng)并設(shè)置明裝靜壓箱;房間面積為36m2，房間尺寸為6000mm×6000mm×3600mm(長×寬×高)，門尺寸1200mm×2500mm(寬×高)，外窗尺寸2700mm×2000mm(寬×高);以上述實驗室為模擬依據(jù).

　　2系統(tǒng)原理及研究現(xiàn)狀

　　2.1系統(tǒng)原理

　　輻射空調(diào)是一種新穎的空調(diào)形式，與傳統(tǒng)對流換熱相比，加大了人體與維護結(jié)構(gòu)之間的輻射換熱，并通過圍護結(jié)構(gòu)蓄熱達到建筑節(jié)能以及增強室內(nèi)舒適性的作用[1].置換通風(fēng)+毛細管輻射的復(fù)合空調(diào)，通過置換通風(fēng)方式用干燥新風(fēng)調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度，通過輻射末端用高溫冷熱水調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度;輻射末端承擔(dān)室內(nèi)的顯熱負(fù)荷，置換通風(fēng)承擔(dān)室內(nèi)的濕負(fù)荷，濕熱獨立控制.毛細管網(wǎng)輻射系統(tǒng)是一種模仿植物的葉脈組織和人體的毛細血管散熱原理而發(fā)明的采暖/制冷末端系統(tǒng).輻射產(chǎn)生的能量一部分會直接投射到人體表面，另一部分則投射到房間其他物體表面;所以輻射傳熱量受輻射表面、人體、圍護表面及室內(nèi)其他物體的表面溫度、相對位置、幾何形狀及輻射特性的影響[2].

　　置換通風(fēng)的優(yōu)勢借助熱空氣密度差原理，利用室內(nèi)空氣污染物的浮升特性，以自然對流方式來調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣，使得室內(nèi)溫度分層、污染物濃度分層，將余熱和污染物置于人員頭頂以上高度，從而保證人員活動區(qū)有良好的空氣品質(zhì)[3].置換通風(fēng)優(yōu)勢的發(fā)揮取決于流場的分布，不同因素對系統(tǒng)的影響將通過其分層的高度反映出來.

　　2.2研究現(xiàn)狀

　　探索輻射空調(diào)的系統(tǒng)能耗和熱舒適性方面已有許多學(xué)者開展了研究.大連理工任宇婷對輻射制冷的傳熱機理進行研究，簡化人體熱平衡方程得出顯熱散熱量，輻射對流散熱率和熱舒適性之間的關(guān)系[4].沈陽建筑大學(xué)王李子對空氣源熱泵的直接地板輻射采暖系統(tǒng)進行研究，該系統(tǒng)以使用制冷劑作為傳熱介質(zhì)，直接進入室內(nèi)毛細管進行冷凝和放熱，最后得出了影響其傳熱的個別因素[5].

　　W.Olesen根據(jù)用戶反饋的舒適度，結(jié)合使用條件和系統(tǒng)能耗，為地板輻射制冷技術(shù)提供部分設(shè)計數(shù)據(jù)[6].H.Imanari等將頂板輻射制冷系統(tǒng)與傳統(tǒng)的對流空調(diào)系統(tǒng)進行了比較，反映了輻射冷頂板系統(tǒng)的經(jīng)濟性、節(jié)能性和熱舒適性[7].天津大學(xué)那艷玲基于計算流體動力學(xué)的(CFD)模型模擬輻射頂板加置換通風(fēng)系統(tǒng)，并與正常通風(fēng)系統(tǒng)的室內(nèi)熱環(huán)境和人體熱舒適性進行對比.結(jié)果表明，冷卻頂板加置換通風(fēng)系統(tǒng)可以有效降低室內(nèi)溫度梯度，提高人體的熱舒適度[8].西安理工大學(xué)嚴(yán)振華從工程設(shè)計和實驗驗證提出了一種將蒸發(fā)冷卻與輻射冷/熱相結(jié)合起來的空調(diào)系統(tǒng)[9].

　　梁秋錦等實驗測試毛細管網(wǎng)絡(luò)輻射冷卻系統(tǒng)，分析三種不同的毛細管網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)方法的室內(nèi)熱參數(shù).結(jié)果表明，三種鋪設(shè)在冷卻穩(wěn)定時均可以滿足≤28℃的舒適度要求[10].王梅杰等研究不同氣候帶、輻射末端供熱的節(jié)能性，并在相同的舒適條件下與對流供熱進行了節(jié)能對比分析.對比結(jié)果表明，在相同的舒適條件下輻射供暖比對流供暖更節(jié)能，并且不同氣候帶對輻射采暖節(jié)能效果的影響差異較大[11].綜上所述，室內(nèi)的熱濕環(huán)境參數(shù)包含室內(nèi)空氣平均溫度、空氣濕度、空氣流速以及人體與地面、頂板、墻壁、家具等的輻射換熱，其中人與環(huán)境之間的輻射換熱往往存在不對稱性，這使得室內(nèi)熱環(huán)境變化更復(fù)雜[12].

　　3模擬過程及結(jié)果分析

　　3.1模擬軟件Airpak簡介

　　Airpak軟件適用于暖通空調(diào)、供熱、供燃氣通風(fēng)等工程領(lǐng)域，是一款專業(yè)的用于分析人工環(huán)境的軟件.Airpak軟件可以通過綜合考慮各種可能的內(nèi)擾動因素并設(shè)定邊界條件以及初始條件來反映氣流的分布情況對氣體流動、溫度場、PMV、PPD等室內(nèi)熱舒適性衡量指標(biāo).

　　3.2模擬過程及結(jié)果分析

　　3.2.1模擬過程(1)建立置換通風(fēng)+毛細管地板輻射的熱傳導(dǎo)模型，加入求解所需要的初始條件，設(shè)置對應(yīng)的物理參數(shù)、邊界條件.(2)選擇適當(dāng)?shù)乃惴ǎ�設(shè)定具體的控制變量，數(shù)值模擬室內(nèi)熱舒適性得出夏季工況下的室內(nèi)溫度場分布、速度場的分布，舒適性指標(biāo)PMV-PPD值.3)優(yōu)化設(shè)計性能，分析提出更合適的設(shè)計值.通過與實驗數(shù)據(jù)對比，來驗證所設(shè)定的數(shù)學(xué)模型及邊界條件的正確性.

　　在實驗測定下得出毛細管地板輻射供冷在達到供冷穩(wěn)定階段時的室內(nèi)熱環(huán)境情況;實驗期間長春市室外最高溫度為28.2℃，最低溫度為21.8℃，在人員活動區(qū)縱向設(shè)定5個不同高度紅外監(jiān)測點，測點布置高度分別為0.2、0.75、1.5、1.75和2m.測定平均輻射溫度下對應(yīng)輻射表面的熱流密度，得出在管徑為4.3mm、管間距為40mm時，供水溫度為19℃、流速為0.15m/s;送風(fēng)溫度為18.5℃、風(fēng)速為0.3m/s，室內(nèi)舒適性較好.

　　3.2.2模擬結(jié)果分析

　　(1)室內(nèi)溫度分布.由數(shù)據(jù)顯示來看，溫度分布的模擬值與實驗測量值變化趨勢相同.室內(nèi)空間在毛細管表面的空氣層溫度分層情況比較明顯，這是由于輻射面附近的空氣與輻射面發(fā)生對流換熱，空氣溫度降低，密度大的空氣下沉，積聚在人員活動區(qū)，在X=3m的垂直方向上，工作區(qū)內(nèi)最大溫差為1.25℃.由于新風(fēng)的引入，造成了室內(nèi)水平方向的擾動，加大了室內(nèi)的水平溫差.屋頂設(shè)置有兩個日光燈，因此該截面上頂部溫度較高.同時外窗側(cè)溫度較高，冷空氣下沉不明顯，而在內(nèi)墻側(cè)冷空氣下沉較明顯.

　　(2)室內(nèi)速度場的模擬結(jié)果，對模擬結(jié)果進行分析可知，置換新風(fēng)在進入室內(nèi)形成空氣湖，在地面鋪開，新風(fēng)進入室內(nèi)后的速度衰減是比較均勻，當(dāng)碰到障礙物時向兩邊，擴散繼續(xù)衰減.室內(nèi)的大部分區(qū)域風(fēng)速小于0.1m/s，在人員活動區(qū)的最大風(fēng)速是0.13m/s，均小于0.3m/s，不會有吹風(fēng)感.

　　(3)PMV、PPD的模擬結(jié)果分析.PMV共七級-3～3分別表示熱、溫暖、較溫暖、適中、較涼、涼冷，規(guī)范規(guī)定PMV=±1，PPD值不大于27%，人體冷熱感覺滿足舒適要求.

　　4結(jié)論與展望

　　4.1結(jié)論

　　綜合比較得出，地板毛細管輻射系統(tǒng)的實驗值與模擬值變化趨勢相同且吻合度較好.空氣對流加地板輻射的復(fù)合換熱對人體的作用溫度近乎相等，是實際工程中較優(yōu)的選擇.(1)室內(nèi)設(shè)置熱濕源如有實驗人員、電腦也在不斷發(fā)熱，因此該區(qū)域溫度較高[13].垂直高度最高溫度為27.5℃，最低溫度為24℃，實驗實測室內(nèi)人員活動區(qū)平均溫度為26.5℃，而模擬結(jié)果室內(nèi)人員活動區(qū)溫度在25.25℃左右，模擬結(jié)果與實驗結(jié)果誤差小于2℃.(2)可以看出室內(nèi)速度場也呈現(xiàn)了較為對稱的形式.相比于實驗值，室內(nèi)產(chǎn)生冷空氣的速率較略升高，明顯看出由于新風(fēng)的引入，加劇了房間的擾動.

　　(3)整個實驗房間在垂直方向上的PMV值略有升高，在靠近地板附近的PMV值隨著高度的升高而升高.同時預(yù)測不滿意率的PPD值較低，滿足規(guī)范規(guī)定的人體熱舒適性值.(4)由于模擬優(yōu)化的室內(nèi)條件是輻射毛細管面積為全部地面的滿鋪，假定輻射表面的溫度是均勻的，把輻射表面看成是一個恒溫的穩(wěn)態(tài)邊界，使實驗條件下的人員活動區(qū)溫度要高于模擬條件下的平均室內(nèi)溫度1.7℃左右.

　　4.2展望

　　(1)本文只針對置換通風(fēng)加毛細管地板輻射的夏季工況進行了研究，而在嚴(yán)寒地區(qū)冬季供熱是必不可少的，接下來還將繼續(xù)對冬季工況進行深入研究.(2)本文僅對不同供水溫度的實驗值與優(yōu)化后模擬值進行了分析，影響毛細管輻射換熱量的因素繁多，如輻射末端的構(gòu)造、管間距、埋深及敷設(shè)面積等因素可就其他因素進行分析.(3)本文采用了溫濕獨立的全熱回收機組，以高位送風(fēng)低位回的新風(fēng)送風(fēng)形式，可就其他送風(fēng)形式進行研究.

　　參考文獻

　　[1]馬龍霞.地源熱泵與毛細管輻射末端復(fù)合系統(tǒng)的能效實驗與模擬分析[D].武漢:華中科技大學(xué)，2017.

　　[2]張璨.頂板多孔對流輻射空調(diào)的換熱特性研究[D].株洲:湖南工業(yè)大學(xué)，2015.

　　[3]胡小倩.輻射供冷與置換通風(fēng)復(fù)合系統(tǒng)室內(nèi)熱環(huán)境特性研究[D].重慶:重慶大學(xué)，2017.

　　[4]任雨婷，端木琳，金權(quán).基于等效溫度的工位空調(diào)環(huán)境下熱舒適區(qū)研究[J].暖通空調(diào)，2016，46(5):101-107

　　空調(diào)安裝論文范文：空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)處理方式的優(yōu)缺點分析

　　摘要：本文主要介紹藥廠的新風(fēng)處理方式，并以某藥廠為例，討論不同新風(fēng)處理方式的優(yōu)缺點，不同新風(fēng)處理方式空調(diào)箱的構(gòu)成，探討了不同的新風(fēng)處理方式對運行和調(diào)試的影響。

　　關(guān)鍵詞：藥廠;潔凈空調(diào);新風(fēng);集中處理;熱回收;能量回收