南宁地区室内热舒适性及其对空调系统能源环境性能的影响

摘要

利用国内外广泛采用的PMV-PPD热舒适评价指标理论分析了南宁地区室内热舒适性，并将其与现有标准的推荐值进行比较；然后结合南宁的气候条件采用标准有效温度SET*，通过问卷调查和现场实测数据建立该地区热感觉模型，并与其他气候区典型城市的研究成果进行对比。研究表明，南宁地区夏季热感觉模型为MTS=0.3719SET*-10.159，热中性温度为27.31℃/SET*，满意率为80％时的热舒适温度范围是24.6～30℃/SET*；冬季热感觉模型为MTS=0.216SET*-4.112，热中性温度为19℃/SET*，满意率为80％时的热舒适温度范围是14.4～23.7℃/SET*。
　　 以某办公室及其在用分体式空调器为例，探讨随室内热舒适要求变化时空调负荷及运行模式对空调能耗的影响。夏季室内标准有效温度SET*每升高1℃，空调系统节能7.1％；采用热舒适域的上限温度相比下限温度能节约空调能耗33％；冬季室内标准有效温度SET*每升高1℃，空调系统负荷增加6.4％。
　　 运用FLUENT软件对空调室外机排热射流进行模拟，探讨有/无自然风条件下、不同室内外温度情形时空调室外机排热对周围环境的影响，以及疏散空调排热所消耗的空气流量。在有/无自然风作用下，室外机周围环境温度变化对室外机排热的温度场影响显著；整体而言有自然风情况下速度分布较无自然风时衰减更快；室内温度和室外机周围环境温度都较高时射流卷吸流量较大，在室内温度和室外机周围环境温度不变时，有风时卷吸的空气流量较无风时小。
　　 借鉴能值理论，对空调器运行过程产生的能源环境影响进行综合探讨。随室外环境温度的升高，能值转换率Tr和净能值产出率EYR增大，环境负荷率ELR变小，能值可持续性指数ESI变大；随室内回风温度的升高，能值转换率Tr降低，其他指标变化不明显。能值分析能够对比不同类型污染对环境的影响，能量型污染的消耗环境服务是物质型污染消耗环境服务的75394倍；仅考虑空调器排热，大多也相差2倍以上。

目录

文摘

英文文摘

符号说明

第一章 绪论

1.1课题研究背景

1.2 国内外研究进展

1.2.1 国外研究进展

1.2.2 国内研究进展

1.3 课题研究目的及意义

1.4 本文研究内容

第二章 南宁地区室内热舒适性研究

2.1 人体热平衡机理和热舒适指标

2.1.1 人体热平衡机理

2.1.2 不同热舒适评价指标

2.2 基于PMV-PPD指标的南宁地区室内热舒适范围

2.2.1 南宁地区理论热舒适范围

2.2.2 与国内外相关标准规定的热舒适范围的比较

2.3 南宁地区热舒适现场研究

2.3.1 热舒适评价指标选择

2.3.2 室内热环境现场调查

2.3.3 调查结果分析

2.3.4 热感觉地区性差异

2.4 本章小结

第三章 南宁地区空调节能潜力探讨

3.1 室内热舒适性对空调负荷的影响

3.1.1 模拟计算条件

3.1.2 夏季室内热舒适性的影响

3.1.3 冬季室内热舒适性的影响

3.1.4 南宁地区空调全年能耗

3.2 空调运行能耗仿真

3.2.1 空调系统模型建立

3.2.2 仿真结果与分析

3.3 本章小结

第四章 空调室外机排热对周围环境的影响

4.1 计算流体动力学概述

4.2 FLUENT简介

4.3 室外机排热流场模拟

4.3.1 建立几何模型

4.3.2 网格划分

4.3.3 边界定义

4.3.4 建立求解模型

4.3.5 定义材料属性

4.3.6 设置边界条件

4.3.7 设置求解参数

4.4 模拟结果与分析

4.4.1 无风情形下温度场和速度场分布

4.4.2 有风情形下温度场和速度场分布

4.5 本章小结

第五章 空调器运行过程能值分析

5.1 能值理论简介

5.2 空调器运行过程能值模型

5.3 环境服务的量化描述

5.4 空调器运行过程能值评估

5.4.1 计算依据与方法

5.4.2 结果分析

5.5 不同类型污染的比较

5.6 本章小结

第六章 结论

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附录

附录1

附录2

致谢

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