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随着社会的发展,人们生活生产的方式越来越现代化,居住建筑物的室内热环境严重影响着人们的居住质量以及身心健康。近年来,随着气候变化,长江流域地区频频出现极端天气,冬季平均温度明显降低,人们迫切希望能够改善居住建筑室内热环境。针对长江流域地区供暖问题,江亿院士指出空气源热泵技术非常适用!长江流域地区,空调设计工况多以夏季工况设计为主,风口布置形式多为侧送侧回形式,冬季供暖时会出现热力分层现象,导致出现能源利用率较低、室内热舒适性差的问题,因此,针对长江流域地区热泵供暖的优化研究极为迫切。本课题通过实验与模拟相结合的方法对卧室热泵供暖房间室内热环境进行研究,设计空调组合运行工况,综合研究了影响因子变化时对床表面空气温度以及室内热力分层的影响情况,并总结得出了热泵的最佳运行策略。主要结果与内容如下:(1)通过建立床表面空气温度热平衡公式,将床表面空气温度作为研究对象,并对公式中每一项得热量或失热量进行充分了解及分析,确定影响床表面空气温度的影响因子,研究中变量影响因子为:房间长宽比、房间面积、床相对室内机送风口距离、室外温度、室内初始温度、送风角度、送风温度、送风速度,并确定其取值范围。(2)按照空调实际使用习惯设计空调的组合运行工况,开机工况设置为高温大风速运行,当床表面空气温度升高至设定温度时,降低为小风速运行,考虑到送风角度及调整后送风温度不同,设计为9种空调运行工况,实验研究了9种空调运行工况对室内热环境的影响,分析得到,工况运行过程中,床表面空气风速均小于0.2m/s,符合舒适度相关标准,送风温度越低,床表面空气风速越小,呈正相关关系,其中,空调送风角度为90°、送风温度为28℃时风速达到最小值。(3)通过实验数据验证模拟方法的准确性,并在此基础上,建立与长江流域地区实际住宅卧室一致的物理及数学模型,并根据商用房间面积对空调进行选型,在同一工况下运行,发现随着房间面积的增大,床表面空气温度的上升速率逐渐提高,床表面空气温度在调整工况后稳定温度也逐渐升高。(4)通过分析不同房间面积送风工况变化时,室内热环境的变化发现,随着送风角度的增加以及送风温度的减小,室内垂直温差均逐渐减小;对比研究房间长宽比不同时床表面空气温度的变化情况,得出房间长宽比为4:3时,热力分层程度最小;室外温度的影响表现在,随着室外温度的升高,床表面空气温度上升速率逐渐增高,调整风速后稳定温度越高,室内热力分层程度逐渐减小;室内初始温度的影响表现在,随着室内初始温度的升高,温度上升速率逐渐提高;床相对室内机送风口距离的影响,床位置变化时,床紧靠室内机送风口相对墙布置时,温度上升速率最高,空调送风口位置变化时,当其位于墙中心位置布置时,温度上升速率最高。(5)通过总结分析不同组合送风工况情况下床表面空气温度的变化发现,空调送风速度降低时,送风角度为45°时的床表面空气温度下降幅度最大;送风角度90°、送风温度为38℃时,降低风速后床表面空气温度基本能够维持在设定温度。(6)对模拟结果进行整理,并运用统计回归的方式得到送风角度为0°、45°、90°,送风温度保持38℃工况的床表面空气温度的稳定温度预测模型、床表面空气温度达到稳定温度的时间以及床表面空气温度达到稳定温度时室内垂直温差预测模型,并通过对预测模型结果进行比较,提出长江流域地区冬季热泵供暖的最佳运行策略。本课题运用实验、模拟、统计回归相结合的方式,研究影响因子变化时床表面空气温度的变化情况,并总结变化规律,提出热泵运行的最佳运行策略,有利于改善冬季室内热环境,为长江流域地区供暖空调末端的进一步优化提供理论依据。