毛细管平面辐射空调系统

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1、一种新型节能空调系统----毛细管平面辐射空调系统李永安山东建筑大学毛细管辐射空调原理特点结露问题分析辐射顶板的传热数学模型热舒适性研究数值模拟及结果分析实验研究结论主要内容：一、毛细管辐射空调原理毛细管网模拟自然界中植物叶脉和人体皮肤下的毛细血管机制.毛细管外经3.5-5mm,壁厚0.9mm.毛细管平面空调系统示意图（1.金属面板；2.石膏板；3.矿毛绝缘纤维；4.毛细管网栅；5.接头）毛细管空调系统的组成:热交换器带循环泵的分配器温控调节器毛细管网设计参数:一般夏季供/回水温度为18/20℃,冬季供/回水温度为

2、30/28℃以水或其它介质传递热量,以辐射方式调节室温.返回二、特点美国能源部(DOE)推荐的15项空调节能技术毛细管系统名列榜首新风全热交换器空调系统诊断技术变冷媒流量空调系统空调模糊控制系统高温相变蓄冷技术山东省科技攻关计划:2005GG3208010住宅建筑的生态化与节能关键技术研究与示范山东省科技攻关计划:2008GG30006005毛细管平面辐射空调关键技术的研究与示范■山东省自然科学基金：ZR2011EEM030毛细管平面辐射空调系统机理研究特点节能实现建筑用能的“品位对应,温度对口,梯级利用”夏季，冷

3、冻水供水温度由原来的7℃，提高到18℃左右冷水机组的COP则有原来的5提高到10左右本课题组研究表明，在舒适度相同的条件下，毛细管平面辐射空调房间室内计算温度比传统空调房间在冬季（夏季）供暖（冷）时低（高）1.6℃左右舒适度高世界卫生组织定义：高舒适度标准：温差小于10℃传统风口送风：是点热（冷）源与室内空气换热毛细管：面热（冷）源与室内空气换热，温度场均匀，垂直温度梯度小辐射换热舒适程度大于对流换热无噪声风机盘管噪声:FP-5，39dB(A)；FP-10，46dB(A)毛细管：室内没有吹风感，无风机噪声，在国外，

4、称为“静音制冷系统”布置灵活毛细管可以敷设在天花板上，也可以敷设在墙面上，还可以辐射在地面上为了灯具、烟感报警等设备的安装，可以将毛细管在铺设时，方便地拉开冷源多样化夏季，由于毛细管供水温度较高，可实现多种冷源形式供冷：高温冷水机组、地下水、冷却塔直供等占用建筑空间少由于毛细管直径小，所以，对建筑层高影响小毛细管系统十分薄，可以完全与房间围护结构表面形成一体保护环境毛细管格栅材料(聚丙烯)可以100%回收再循环利用毛细管内的介质是水，没有任何污染表面温度要求高冷却吊顶的表面温度要高于室内空气的露点温度，否则，吊顶表

5、面就要结露返回三、结露问题分析凝露的形成是一个极其缓慢的过程，随着现在自动控制技术的发展和辐射供冷研究的不断改善，凝露问题不应该成为阻碍冷却顶板的推广发展的障碍。可采取的控制措施有：在辐射板表面贴附敏感元件监测辐射表面温度，来控制进水温度。返回四、辐射顶板的传热数学模型传热数学模型的假定、简化联立上述方程，编写MATLAB计算程序，进行求解。由于辐射板表面平通过上面计算模型可见：影响冷却顶板性能的因素有冷水供回水温度、水流速度、管内外径、管道材料、粘结剂导热系数、顶板材料、板厚、管间距。无论其它结构参数如何变化，冷

6、水供回水温度的降低，都将成倍提高冷却顶板的冷却性能。这是因为使冷却顶板表面平均温度降低，增加换热量所致。但是冷媒入口温度由于结露问题的限制，不能无限减低，一般要比室内露点温度要高（一般在16℃以上）。冷水水流速度的增加可以使管内对流换热系数增大，从而提高冷却能力。但是同时泵的能耗也随之增大，以及带来噪音，因此水流速度不宜过大。返回五、热舒适性研究1.热舒适性的评价方法（1）热舒适方程（1）热舒适性研究（2）PMV—PPD指标该指标综合考虑了人体活动程度、衣着热阻(衣着情况)、空气温度、平均辐射温度、气流速度和空气湿

7、度等六个因素。预测平均评价指标PMV表达式为：（2）PMV热感觉标尺热感觉热暖微暖适中微凉凉冷PMV3210-1-2-3预期不满意百分率PPD指标表达式为：PPD表示对热环境不满意的百分数热舒适性研究毛细管平面辐射空调房间示意图（1—辐射平面；2—外墙；3、4、5—内墙；6—外窗；7—地板；8—门）2.毛细管辐射空调房间热平衡数学模型热舒适性研究房间各表面热平衡方程的通式为：式中：—窗与外墙的单位面积导热量，J/m2；—第表面的对流换热系数；—室内空气的平均温度，℃；、、—分别为第i和第k维护结构内表面温度，℃；—

8、内热源单位散热量,J/m2；—为维护结构表面和之间的辐射换热系数W/(℃)（4）热舒适性研究3.计算结果分析(1)计算参数的确定：M取值为58.15W/m2（相对静坐）；人体机械效率取值为0；服装的基本热阻：夏季0.5clo、冬季1.0clo；室内风速的取值：夏季0.2m/s，冬季0.1m/s；平均辐射温度：用围护结构内表面积加权平均值来计算。热舒适性研究平