122 毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)的研究

1、1毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)的研究毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)的研究天津城市建設(shè)學(xué)院姚萬(wàn)祥張志剛同濟(jì)大學(xué)李崢嶸摘要：利用CFD仿真與實(shí)驗(yàn)測(cè)試研究相結(jié)合的方法對(duì)毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)冬季供暖和夏季供冷時(shí)的溫濕度、氣流分布及熱舒適性進(jìn)行了研究，研究表明毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)具有優(yōu)異的熱舒適性。關(guān)鍵詞：CFD仿真毛細(xì)管氣流分布熱舒適性1前言常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)普遍存在以下問(wèn)題：（1）能耗高；（2）難以適應(yīng)室內(nèi)熱濕比的變化；（3）室內(nèi)空氣品質(zhì)不佳；（4）末端裝置有局限性[1]

2、。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些學(xué)者針對(duì)這些問(wèn)題，提出了一種新型空調(diào)系統(tǒng)——溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)，其中以毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)為代表[25]。本文利用CFD仿真[68]與實(shí)驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的方法，對(duì)毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)的溫濕度、室內(nèi)空氣流場(chǎng)分布及熱舒適性進(jìn)行了研究。2物理模型典型房間（北向首層）如圖1所示，毛細(xì)管席布置于頂面，房間內(nèi)尺寸為4.77m3.53m3.2m。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定，頂面表面①冬季時(shí)溫度t1＝25℃，夏季時(shí)溫度為20℃（由自控裝置調(diào)節(jié)供回水溫度

3、及流量保證）。南內(nèi)墻②內(nèi)表面溫度t2；其余三面外墻的內(nèi)表面溫度t3相同，將它們作為整體看待，統(tǒng)稱為外墻③；底面④的表面溫度為t4。頂面的輻射傳熱量承擔(dān)室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷。圖1典型房間(頂面為輻射面)圖2四個(gè)灰體表面間的輻射傳熱等效網(wǎng)絡(luò)圖3數(shù)學(xué)模型本模型為對(duì)流、輻射復(fù)合傳熱問(wèn)題。其中輻射傳熱為4個(gè)灰體表面組成的封閉腔，其輻射傳熱網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。網(wǎng)絡(luò)法所列出的節(jié)點(diǎn)方程與計(jì)算機(jī)求解的有效輻射方程之間的關(guān)系先按基爾霍夫定律給出：34.1.2氣流速度分

4、布典型房間新風(fēng)量取30（按2人考慮），由以上參數(shù)計(jì)算出室內(nèi)氣流速度分布，圖4為房3mh?人間東西向中間（距西墻1.7m處）南北截面的氣流分布情況。圖4冬季氣流速度分布由圖4可以看出，冬季輻射采暖時(shí)，由于新風(fēng)溫度較低，一進(jìn)入室內(nèi)就被壓制在近地面附近，所以室內(nèi)速度場(chǎng)看不出明顯的源與匯。總體來(lái)說(shuō)，室內(nèi)空氣氣流速度較低，基本不超過(guò)0.1ms，完全滿足舒適性要求，這主要得益于溫濕度獨(dú)立處理（毛細(xì)管空調(diào)末端主要承擔(dān)室內(nèi)熱負(fù)荷，而經(jīng)過(guò)帶有排風(fēng)熱回收功

5、能的新風(fēng)除濕機(jī)處理的新風(fēng)主要是滿足衛(wèi)生要求）。4.1.3相對(duì)濕度分布該建筑已考慮新風(fēng)除濕，故新風(fēng)是按室內(nèi)等焓狀態(tài)點(diǎn)送入。圖5為典型房間距地面1.2m處的濕度分布。圖5冬季距地面1.2m處濕度分布由圖5可知，室內(nèi)相對(duì)濕度在右側(cè)進(jìn)風(fēng)口處較大，進(jìn)入房間后逐漸衰減。右側(cè)西北角因?yàn)槭覂?nèi)空氣流速相對(duì)較慢，與新風(fēng)混合不是很充分，相對(duì)濕度略低。在人的活動(dòng)區(qū)域內(nèi)相對(duì)濕度基本穩(wěn)定在50%左右且分布較為均勻，達(dá)到了很好的舒適性。4.1.4熱舒適性指標(biāo)PMV分