顶板辐射供冷与贴附射流的室内热环境研究

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空调系统早已在社会生活中不可或缺,随着时间的推移,人们对空调系统的要求越来越高,在尽可能减少建筑能耗的基础上,越来越注重人体舒适度的提高。辐射空调系统因具有舒适度高,能耗少,环保健康的优点受到学者们的广泛研究。为了避免辐射供冷的辐射板结露,一般配合独立新风系统用于承担室内部分冷负荷和湿负荷。新风系统若采用贴附射流的形式,可在辐射壁面形成一层新风层,将辐射板与室内热湿环境分隔,增加辐射板附近对流强度的同时也降低了辐射板结露的风险。本文主要研究顶板辐射供冷与贴附射流复合空调系统的室内热湿环境,着重分析此复合空调系统下房间内的温度场、速度场和舒适度是否能满足人们对室内热环境的要求。针对顶板辐射供冷+上送下回的顶板贴附射流新风系统,采用CFD模拟方法,分析室内的热湿环境及人体舒适度。通过人均所需最小新风量和房间换气次数的规定确定房间最小新风量,研究房间在最小新风量及最佳人体热舒适度情况下辐射空调系统和新风系统之间冷负荷的最佳比例分配。首先在送风温度为室温且不考虑室内冷负荷的情况下模拟新风贴附射流系统的气流组织,结果表明新风可在辐射顶板表面铺满一层新风并在室内形成良好的速度场,不会出现吹风感,满足人体舒适性要求。之后考虑冷负荷进行模拟,在根据室内湿负荷和房间新风量计算新风承担最小室内冷负荷后,以5%的增长间隔,由新风承担25%的冷负荷模拟至新风承担45%冷负荷,对比观察室内温度场和速度场,计算人体热舒适度,根据人体最佳热舒适度得出新风系统承担冷负荷的最佳比例。然后改动风口位置与形状,观察室内温度场和速度场的变化和对室内人体舒适度的影响,同时根据人体热舒适度得出不同情况下最佳负荷分配比例,最终得出复合空调系统合适的冷负荷分配比例的范围。研究结果表明不管风口位置如何变化,室内存在热源时,新风都无法完全覆盖整个辐射顶板,也不能完全避免辐射板结露的风险。同时,当辐射系统承担室内冷负荷的55%-60%为最佳负荷分配比例,可以为之后顶板辐射供冷与贴附射流复合空调系统的实际工程应用提供一定的参考。
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