湿热地区毛细管地板辐射供冷末端性能实验研究

摘要

近年来，随着物质生活的进一步改善，使用者对人居环境的要求越来越高，夏季供冷需要更舒适的空调方式，毛细管地板供冷以其舒适性被越来越多的研究和应用；然而在湿热地区应用，由于结露、供冷量小、室温得不到保证而受限制，因此本文就该系统进行实际工况的实测研究，选取一重庆某住宅卧室，进行供水温度为20℃、18℃、16℃，室外天气为晴天、多云、阴（雨），运行条件为除湿及非除湿的多工况实测分析，重点研究毛细管地板供冷室内热环境、地板供冷能力、地板结露特征、房间整体舒适度。
　　首先，对室内热环境的分析。室内温度：供水20℃、18℃、16℃时基准面（距地0.6m）维持的温度最高分别为26.8℃、27.6℃、26.9℃；距地0.1-1.7m两平面温差最大为2.8℃，满足ISO7730及ASHRAE E55-92中不大于3℃的舒适度要求；黑球温度在测试期均在24.3-26.8℃之间，其值低于同高度干球温度0.4-1℃。此外，还对地板温度及围护结构内表面温度进行了测试分析。
　　其次，地板供冷能力大小。供水温度为20℃、18℃、16℃时平均供冷量分别为20 W/m2、27 W/m2、30 W/m2。分别能承担房间负荷的40％、60%、60%。关机后，供水温度为20℃、18℃、16℃时供冷量衰减到基准值（10 W/ m2）时的最短时间分别为5.3h、5h、10h，最大衰减速率分别为2.4 W/m2/h、2.8 W/m2/h、4.9 W/m2/h。
　　再次，结露特征。开始结露时间集中在10:30-14:50之间，其中80%的区域开始结露时段为11:00-13:00。气流涡旋区为整个地板中最早出现结露的区域，结露时地板温度和平均室温的差值为2.3-4.8℃，且晴天最大，阴雨天最小。
　　地板结露的影响因素为室外温度、供水温度、气流组织、是否除湿、不同地板表面材料。
　　最后，毛细管地板供冷的综合评价。运行期间：供水温度20℃时，最大供冷量为23 W/m2，室温可维持在25-27℃之间，最早结露时间为11:40；供水温度为18℃时，最大供冷量为33W/m2，室温可维持在24.4-27.6℃之间，最早结露时间为10:30；供水温度为16℃时，最大供冷量为33W/m2，室温可维持在25.1-26.9℃之间，最早结露时间为10:40。关机后在供水温度为20℃、18℃、16℃时，有效保障室温的时间分别为2h、1.5h、2h。运行期间房间整体最不利热舒适等级均在Ⅱ级以上。

目录

1 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 毛细管地板辐射供冷技术简介

1.3 国内外研究现状

1.4 关键问题及研究方法

2 实验平台介绍

2.1 实验系统

2.2 仪器布置

2.3 测试方案

3 毛细管地板辐射供冷理论分析

3.1 外围护结构的传热过程

3.2 壁面与室内空气的对流

3.3 毛细管与地板的导热

3.4 地板换热量计算

4 室内热环境

4.1 供冷期间室内外温度总体分布

4.2 基准平面温度分布

4.3 其他面温度分布

4.4 关机后性能衰减

4.5 本章小结

5 地板供冷能力

5.1 启动阶段

5.2 稳定运行阶段

5.3 关机衰减阶段

5.4 本章小结

6 结露特征

6.1 结露过程描述

6.2 结露时空分布特征

6.3 结露因素分析

6.4 本章小结

7 综合性能

7.1 运行期间综合性能

7.2 关机后综合性能

7.3 地板辐射供冷舒适性

7.4 热湿地区毛细管地板供冷应用方法

7.5 本章小结

8 结论与展望

8.1 主要结论

8.2 研究展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目

C. 作者在攻读硕士学位期间参与的工程项目

D. 作者在攻读硕士学位期间参加的实习经历