热门关键词:

辐射空调系统夏季运行房间温湿度分布试验研究

  • 该文件为pdf格式
  • 文件大小:366.42KB
  • 浏览次数
  • 发布时间:2014-11-28
文件介绍:
本资料包含pdf文件1个,下载需要1积分

中图分类号: TH184;TU831.5 文献标识码: A doi:3969/j.issn.1005-0329.2013.02.011Experimental Study of Room Temperature and Humidity Distribution of RadiantAir-conditioning System in SummerXU Xiang-yang,YANG Jie,ZHANG Qi-qi,ZHAI Yao-fang(Toni University,HVAC and Gas Institute,Shanghai 201804 ,China)Abstract: By experimental study of radiant air-conditioning an d underfloor air distribution system in summer,it is concludedthat the indoor air vertical distribution of temperature and humidiand the distribution of the the atached layer dew point temper-ature.The results show that,indoor air temperature increases at first then reduces,and the relative humidity increases after thereducing,supply air parameters have a big efect on the loom moisture,We can calculate the indoor temperature dew point minus1.7℃ instead of the dew point temperature of the attached layer to control the radian t plant temperature。

Key words: temperature and humidity distribution;attached layer;dew point temperature1 前言辐射空调由于其高舒适性、节能等优点得到了人们的普遍重视和应用,目前许多学者对辐射空调的节能性、室内空气换气效率及辐射板表面温度限值等问题进行了深入研究1 J。但同时该系统也面临着-个重要的问题--夏季结露。有学者提出了优先控制湿度的思想,在辐射空调开启前先开启送风系统,对房间进行预除湿处理,控制房间相对湿度 。-般情况,人们都是通过监控室内工作区空气的露点温度来控制辐射吊顶收稿 日期 : 2012-09-25基金项目: 国家十二五”科技支撑计划资助项目(2011BAJ08B09)表面温度,以防止其结露 J。但是当室内热环境达到稳定后,由于辐射吊顶的对流作用,辐射板附近的空气温度要明显低于工作区温度,而真正导致辐射板结露的是靠近辐射板周围的空气层,并非室内人员工作区的露点温度,所以应当认真了解辐射空调室内的温湿度分布,有助于更好地进行辐射板防结露的控制,以更好地解决辐射板的结露问题。

2 系统试验台FLUID MACHINERY Vo1.41,No.2,20132.1 试验台介绍本试验所使用的是辐射顶板 地板送风系统,房间尺寸 5.54m×2.88m×2.7m,辐射板铺设面积4.64m X 2.4m,末端为 S型毛细管网栅,管径20mm,管间距20ram。使用风冷式冷水机组作为整个试验系统的冷源,其起停温度为 12℃和7"C,冷冻水集中送至分水器,通过分水器将冷冻水分配给空调箱的表冷器及房间的冷辐射顶板。

冷辐射顶板由-个独立的定流量水泵提供冷冻水,并通过改变电动三通阀开度来调节供水水温。

试验房间的新风都通过空调机房的空调箱集中处理后经由地板静压箱通过设置于地面上的4个旋流风口送入室内。房间的温湿度通过-个定位于东墙的温湿度传感器进行测量。

本试验平台中的新风空调箱结构如图 1所示。该空调箱中布置了 3个显热回收器,第-级显热回收器回收排风中的冷量,预冷室外新风,减少表冷器承担的显冷负荷,增强表冷器除湿能力;第二级和第三级热回收器则是用回风预热送风。

三级 显热图 1 空调 系统不意2.2 PLC控制系统本试验平台的控制系统为基于 PLC控制器的PLC控制系统,是-种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用-类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

试验台以PLC作为控制系统的基础,对独立新风空调箱和冷辐射顶板进行运行调节。所用的控制系统为双层结构控制系统,如图2所示,PLC控制器通过通信网络将过程数据传输给具有人机界面的上位机,同时PLC接受从上位机发送过来的修改参数或其他指令;除了与上位机进行通信之外,PLC控制器还要和各个传感器进行通信,读取传感器中的电流或电压信号,并将控制信号如阀位等传递给电动调节阀。

图 2 控制系统结构及信号流程示意2.3 测试仪器及测试方案室内温湿度分布测试采用哈尔滨工业大学的温湿度自计仪,房间工作区温湿度采用东墙的侧的西门子QFM3160温湿度进行房间温湿度计量。

垂直温湿度梯度测试设置垂直支架,测点高度为其距地面0.1m,1.1m,2m,2.4m,2.68m,2.69m,如图3所示~靠近辐射板处的空气层温湿度测点进行加密主要是为了分析在靠近辐射板周围空气温湿度的变化情况。温湿度 自计仪 1~5测点的布置则是分析辐射板贴附层空气露点温度的变化。

图3 房间及贴服层温湿度自计仪布点3 房间温度及相对湿度分布3.1 温湿度分布室内空气的流动是由辐射吊顶周围空气与室内空气的温差引起的自然对流及由送风引起的受迫对流综合作用的结果,选取房间中心界面的两个位置,分别取 、y两位置,其温度沿高度方向的分布如图4所示 j,在这种工况下,室内温度为26℃,相对湿度为 50.5%。试验结果发现室内垂直方向温度分布不同于传统下送风对流空调,空气温度没有随着高度的升高而单调上升,而出现两种分布情况。2m以下房间温度在高度方向的梯度很小,这是由于地板送风的送风速度较大,这样就使得新风从旋流风口送出后迅速余热和余湿来到房间的上部,因为送风承担的房间显热负荷比较下,所以2m以下空气温度的温升现象不是2013年第 4l卷第 2期 流 体 机 械 55特别明显,y位置的温度较高是由于该位置离外窗比较近,受太阳辐射影响较大。2m以上房间的温度由于辐射顶板的对流和辐射作用,空气温度开始下降,且越靠近辐射板,空气温度下降趋势越剧烈。 、,位置处辐射板下 0.7m的温差达到了4℃以上,且2.68m到2.69m处的温度下降幅度分别达到了7.8%和 l1.1%,这说明辐射顶板附近有较强的对流换热作用。

列靛图4 室内空气温湿度垂直分布同样从图4中可以发现,由于 1.1m以下不是人员主要散湿地方,这样新风从旋流风口送出对房间进行除湿,房间湿度开始下降。1.1m以上,人员呼气产生的湿源使得房间相对湿度开始上升,且在辐射顶板周围最大, 、y位置的相对湿度达到了60%及55%以上。这是因为热烟羽的作用及回风口位置的影响使得热气流上升,但是在房间上受到辐射板的对流换热影响,空气垂直方向产生较为明显的回流现象,这样使得辐射板周围空气余湿不容易被及时排除,空气湿度迅速上升。越靠近辐射顶板,越强的对流影响使得空气的回流现象越强,余湿也越大,2.68m到2.69m处的空气相对湿度上升幅度分别达到了8.3%和9.81%。

3.2 贴附层露点温度由于人们通常关注的是室内工作区的热环境,根据工作区空气的露点温度来控制辐射板结露问题。而真正影响辐射板结露的是其周围的空气层,所以需了解辐射板贴附层的温度分布情况。

根据图4示出的房间温湿度分布,定义距离辐射板0.01m处为辐射板空气贴服层,并布置5个测点,分析贴服层的横向与纵向的露点温度分布情况。

贴附层工作区的露点温度采用 Wexler-Greenspan水汽压公式进行计算,只是方程中德系数g与 c和 d更加精确[m]。

计算饱和水蒸气分压为:6Svp∑gi g7lnT (1)式中 温度, 取 273~373K系数g取值如下:go -2836.5744,g1 -6028.076559,g2 19.54263612,g3 -0.02737830188,g41.6261698×10~ ,g57.0229056×10-m,g6 -1.8680009×10- ,g7 2.7150305根据相对湿度计算实际水蒸气分压为:VpRHSvp/lO0 (2)计算露点温度并转换为摄氏温标为:3∑c (1nVp) - - (3)∑di(1nVp)系数c和 d值如下:00207.98233,0 -20.156028,。2O.46778925,。3 -9.2288067× 10~,do1,d1 -0.13319669,d 5.6577518×10- ,d3 -7.5172865×10-计算得到该工况下的贴附层露点温度分布情况,如图5所示。

4- 三匠 200.0 1.4 2.8横向(m)图5 贴附层露点温度分布从图5中发现,贴附层露点温度较高的两点正好就是人员所在位置的上方,这说明新风抬升室内空气到辐射顶板附近,受到冷顶板的对流作用,空气产生回流现象,余湿不容易排出使得空气的相对湿度增大。同时横向上由于受到回风口的影响,空气在辐射板中间区域汇集并排除,受回风口位置影响,空气会在回风口附近产生涡流现象,这样也会使得空气露点温度增加。但是总的来看,贴附层空气的露点温度虽有差异,但是波动范56 FLUID MACHINERY Vo1.41,No.2,2013围并不大,最大温差仅就 0.23℃,所以可以用贴附层的平均露点温度来表示贴服层露点温度。

4 各因素对房间温湿度分布的影响由于 y位置受室外太阳辐射影响较大,房间温湿度分布受其影响较大,为更好了解毛细管供水参数及送风参数对房间温湿度分布的影响,所赠赠(a)不同供水流量(c)不同送风速度以采用定常法分析 位置各因素对房间温湿度分布的影响。

4.1 各因素对房间温湿度分布影响该试验中射板承担了房间主要的显热负荷,送风的作用则是除掉房间湿负荷,保持房间露点温度在安全范围内,以防止辐射板结露。图6示出各因素对房间垂直温湿度变化的影响。

赠赠(b)不同室内温度(d)不同送风温度霞图6 各因素对房间垂直温湿度变化的影响从图6可以发现,不管什么因素影响,房间高 贴服层的露点温度与工作区露点温度比较度方向温度梯度只与室内设定温度有关,受其他 如图7所示,从图可见其变化规律保持-致,且因素影响很校在房间温度不变的情况下,送风 差值比较稳定,平均差值在 1.7℃左右,有些工参数的改变对房间垂直温度分布的影响很小,但 况温差出现较大的波动,如图7所示。例如最其对房间相对湿度的影响比较大。由于送风温度 大温差2.4℃,最低温差 1.2C,这些工况是受到会影响送风的相对湿度,在含湿量-定的情况下, 了气流不均匀性的影响。由于贴附层位置较送风温度越低,其相对湿度越高,新风的除湿能力 高,监测上可能会有-些不便,因此在了解了贴也越差。所以随着送风温度的降低,室内相对湿 附层与工作区露点温度差值规律的情况下,贴度越来越高。在送风温度 18.7℃工况下出现的 附层的露点温度可以用工作区的露点温度减去房间相对湿度的波动是由于房间相对湿度较低所 1.7℃来估算,要求严格时,可采用室内工作区出现的情况,但总体上来看,相对湿度的变化趋势 露点温度减去2.4C进行估算,然后根据贴附层还是-致的。 空气的露点温度调节的毛细管供水温度,控制4.2 贴服层露点温度与室内空气露点温度的对 辐射板表面温度高于贴附层的露点温度,防止比 辐射板结露。

2013年第41卷第2期 流 体 机 械 5717.O赠 14.5嘴赠《略5 结论17.0供水流量(m,h)(a)送风速度(m/s)(c)17.O赠 14.5螋17.O赠 14.5嘴室内温度(℃)(b)图7 贴服层与工作区露点温度比较(1)辐射吊顶 地板送风系统室内温度沿高度方向先升高后降低,而相对湿度则先下降后升高。工作区下温湿度变化很小,由于受到辐射吊顶的对流影响,使得靠近辐射板的空气温湿度变化较大;(2)由于该系统地板送风主要承担了室内的湿负荷,而承担的显热负荷较小,所以送风参数对房间温度影响很小,对房间相对湿度影响较大。

所以要对送风的含湿量进行严格控制,以防止贴服层露点温度过高;(3)通过比较不同因素影响工作区与贴附层空气露点温度的大型变化趋势,发现二者变化差值变现比较-致。所以可以采用工作区的露点温度减去 1.7℃代替贴服层内空气露点温度,要求严格时采用2.4℃,以此来调节辐射板供水温度,以防结露。

正在加载...请等待或刷新页面...
发表评论
验证码 验证码加载失败