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辐射供冷及独立新风耦合系统送风形式与控制策略研究

丁研  
【摘要】:辐射供冷及独立新风耦合系统区别于传统空调系统的优势在于具备较大节能潜力的同时,室内环境更加舒适健康。辐射供冷系统为提高室内舒适性提供了条件,独立新风系统为解决日益突出的室内空气品质问题指明了方向,而两者相结合的新型空调系统也为顺应建筑节能的形势提供了最佳的途径。为了充分发挥新型空调系统的优势,并为其推广提供有价值的参考依据,本文从送风气流形式和系统控制策略两个角度出发,分析辐射供冷及独立新风耦合系统的作用特点,研究合理的设计方法,建立完整的系统运行控制策略。 本文从理论分析入手,对辐射供冷末端和独立新风系统的各组成部分建立理论计算模型,针对系统与不同送风形式结合的研究,建立计算机模拟所需要的数值计算模型,并从仿生学的观点出发,提出以遗传算法优化人工神经网络作为反馈环节的新型空调系统控制网络模型。 辐射供冷末端的差异及新风处理方式的不同将影响系统的供冷能力和除湿能力,以焓差原理建立了能耗分析模型,对三种形式的系统能耗进行了计算比较,在确定系统形式的基础上,设计了全尺寸模型的实验系统,并在设计计算中总结出辐射供冷及独立新风耦合系统的设计思路。以冷却顶板和不同送风形式为对象建立的实验系统为独立新风系统作用下的冷却顶板供冷量回归测试和多指标舒适性分析提供了实验数据,在证实冷却顶板供冷量理论计算模型和实测回归冷量、实验测试负荷和系统整体供冷量计算结果取得良好的一致性的同时,本文找到了满足舒适性前提下辐射供冷末端供冷量与房间整体负荷相对应的最佳比例关系。 依托数值模拟进行正交试验可以找到系统相关参数的控制顺序,本文通过对模拟结果的深入分析确定了上送上排的气流组织形式是独立新风与冷却顶板相结合的最佳送排风形式,在综合模拟分析及实验结果的基础上,建立起了一套完整的系统控制策略。 最后,本文通过对结露现象的成因分析,以实验测试和数值模拟结合的手段对湿度分层以及不同送风形式对结露现象的控制作用进行了初步探索,发现湿度分层的节点出现在0.6米高度处和顶板下方位置的高度处,并从露点温度控制的角度印证了上送风形式与冷却顶板的最佳结合,建立了防止冷却顶板结露的房间内系统控制策略。


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