睡眠环境下的局部空间毛细管辐射空调系统热舒适性实验研究

摘要

个人舒适性系统只针对人体所处活动区进行热舒适性调节，放宽对非活动区环境温度的控制要求，不仅能够满足不同人对环境温度的不同需求，还能减小房间内外的温差以降低能量损失。有关个人舒适性系统的研究及应用集中在办公环境，但近年来的研究发现，相比于办公环境，其更适合用于睡眠环境。毛细管辐射空调具有温度分布均匀性好、无吹风感、节能等优点，具备与个人舒适性系统相结合调节睡眠环境下人体热舒适性的潜力，但目前对其热性能的研究还较少。　　本文设计了一套用于睡眠环境下的局部空间毛细管辐射空调系统（R-PCS），通过实验的方式对其热性能进行研究，采用预测平均投票（PMV）和预测不满意百分比（PPD）两个指标分析其对人体热舒适性的提升效果，并掌握不同运行参数和环境参数对系统性能影响规律，同时对其节能潜力进行了分析。研究结果表明：　　①系统供水水温对辐射板表面温度的影响大于供水流量，但供水水温过低会导致辐射板表面结露。　　②供水水温及非活动区环境温度对活动区平均辐射温度影响显著，且非活动区环境温度对活动区平均辐射温度的影响大于供水水温。　　③使用R-PCS调节活动区内人体热舒适性可放宽对非活动区环境温度的控制要求，例如当非活动区环境温度降低到17.5℃时，为系统供应36℃的热水在一小时内可将活动区PMV提升到-0.7，满足大多数人的热需求，这有助于减小房间内外温差，减少室内能量散失。　　④在维持人体热舒适性的前提下，系统供暖时最高36℃的供水水温低于常规供暖系统40℃以上的供水水温；供冷时最低14℃的供水水温高于常规水冷空调系统7℃左右的供水水温，这有助于提高冷/热源设备工作效率。

目录

1 绪论

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 个人舒适性系统研究现状

1.2.2 辐射空调系统研究现状

1.3 研究内容与研究方法

1.4 研究目标

1.5 本章小结

2 基于睡眠环境的 R-PCS 实验装置

2.1 实验系统概况

2.2.1 恒温循环槽

2.2.2 毛细管辐射板

2.3 测量仪器及测量方法

2.4实验过程

2.5.1 平均辐射温度计算方法

2.5.2 PMV-PPD指标计算方法

2.6 本章小结

3 R-PCS冬季供暖特性研究

3.1 冬季供暖特性研究的必要性

3.2 实验工况

3.3.1 辐射板表面温度

3.3.2平均辐射温度

3.3.3热舒适性评估

3.4 本章小结

4 R-PCS夏季供冷特性研究

4.1 夏季供冷特性研究的必要性

4.2 实验工况

4.3.1辐射板表面温度

4.3.2 平均辐射温度

4.3.3热舒适性评估

4.4 本章小结

5 节能潜力分析

5.1 放宽空调设定温度对系统能耗的影响

5.2 R-PCS负荷分析

5.3 能耗对比分析

5.4 本章小结

6 结论及展望

6.1 研究结论

6.2 研究展望

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取得的科研成果目录

C. 学位论文数据集

致谢