收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于人体工效的低温供暖与新风复合系统设计理论及应用研究

吴小舟  
【摘要】:在能源、健康与环境问题日益严重的当今世界,使办公人员在健康、舒适及低能耗的室内热环境中保持最大的工作效率将成为办公建筑暖通空调系统设计及运行控制的目标。低温供暖与新风复合系统作为能够营造健康、舒适及低能耗室内热环境的暖通空调系统之一,非常具有潜力和应用价值,将成为今后暖通空调系统发展的一个趋势。本课题以低温供暖与供新风办公房间为研究对象,围绕着室内热环境与人体工作效率及房间热负荷三者之间的关系,对基于人体工效的低温供暖与新风复合系统设计理论及应用相关问题展开深入研究。 基于热力学第二定律和Gagge的人体热平衡模型,建立了人体平衡模型,并导出了人体损计算式。以实验数据为依据,分析了冬季典型办公房间中室内操作温度及人体热感觉对人体损和人体工效的影响。结果表明:当室内操作温度变化范围为17~28℃或室内人体热感觉变化范围为-1.0~1.4时,人体损变化曲线和人体工效变化曲线变化趋势正好相反并呈x‘形状,并当室内操作温度等于19℃或人体热感觉等于-0.56时,人体损达到最小,人体工效达到最大。 实验研究了低温辐射地板供暖系统分别与混合通风系统和置换通风系统复合时办公房间室内热环境及新风系统的通风效率。结果表明:当辐射地板表面温度变化范围为25~29℃、送风温度变化范围为15~19℃及新风量等于224l/s时,低温辐射地板供暖与混合通风房间室内垂直温差较小,不超过1℃,新风系统的通风效率大约为1.0,而低温辐射地板供暖与置换通风房间室内垂直温差较大,最大能达到4℃,新风系统的通风效率为1.1左右。 基于室内空气流动特性分别建立了合理的低温供暖与混合通风房间室内温度预测模型和低温供暖与置换通风房间室内温度预测模型,指出了房间室内计算温度计算式与用于评价室内热环境的室内操作温度计算式之间存在差别,并以人体工效最大时的室内操作温度为基准点对房间室内计算温度进行了修正,发现当外围护结构热负荷在20~50W/m~2之间变化时,低温供暖与混合通风房间室内计算温度修正值大约为0.4~1.0℃,而低温供暖与置换通风房间室内计算温度修正值大约为0.6~1.2℃。 建立了以多次交叉翅片管作为散热核心部件的低温强制对流散热器传热模型,导出了逆流和顺流两种流体流动趋势时多次交叉翅片管换热器传热单元数(NTU)计算式。以低温供暖常用的二次交叉翅片管低温强制对流散热器为例,发现当供水温度变化范围为45~60℃及热水流量变化范围为50~110kg/h时,由本课题推导的计算式(ε-NTU法)和前人推导的计算式(LMTD法)计算的散热器传热系数相差不超过5%。对低温强制对流散热器传热系数影响因素进行了分析,发现当散热器结构参数不变时热水流量的变化对散热器传热系数的影响较大,而平均传热温差的变化对散热器传热系数的影响较小。 建立了基于形状因子的低温辐射地板散热量计算等效热阻模型,与基于HEAT2软件的数值模拟计算结果进行了对比。结果表明:当热水管上端填充层厚度变化范围为25~65mm、管间距变化范围为50~300mm及热水平均温度变化范围为25~45℃时,本课题提出的基于形状因子的等效热阻模型散热量计算结果与数值模拟计算结果的相对误差均小于5%。对低温辐射地板散热量影响因素进行了分析,发现热水管上端填充层厚度的变化对低温辐射地板散热量的影响较小,而管间距和热水平均温度的变化对低温辐射地板散热量的影响较大。 提出了形式简单的低温供暖与新风复合系统运行控制策略,并导出了低温强制对流供暖系统和低温辐射地板供暖系统供水温度调节关系式。以某一典型办公建筑中低温供暖与混合通风复合系统为研究对象,基于TRNSYS软件数值模拟研究了室温设定值的变化对哥本哈根地区、北京地区及哈尔滨地区三个典型气候区房间室内人体热感觉、室内人体工效及系统能耗的影响。结果表明:仅考虑室内人体工效时,低温强制对流供暖与混合通风房间在哥本哈根地区、北京地区及哈尔滨地区最佳室温设定值分别为19℃、17℃及19℃,低温辐射地板供暖与混合通风房间在哥本哈根地区、北京地区及哈尔滨地区最佳室温设定值分别为18℃、17℃及18℃。 通过本课题的研究,为营造健康、舒适、低能耗及高效的办公建筑室内热环境提供理论依据,为新建或改建办公建筑中低温供暖与新风复合系统的设计及运行控制提供理论方法。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 朱剑波,袁大鹏;美化、便利、防护——中国古代服饰中的人体工效意识[J];东北电力学院学报;2003年03期
2 杨世光;人体工效荧光灯初探[J];照明工程学报;1999年04期
3 程宏伟,马瑞山;急性缺氧状态脑功能评定方法[J];航空军医;1999年02期
4 王立刚,袁修干,杨春信;人-机-环境系统设计中人的性能研究[J];北京航空航天大学学报;1997年05期
5 ;低温辐射智能供暖系统——国内新兴的采暖方式[J];建筑科学;2002年05期
6 唐志文,刘忠权,梁振福,王珏,余浩;船舶舱室某些物理因素对人体工效的影响[J];人类工效学;1997年03期
7 裴玉堂;低温辐射炉在1350面漆烘干中的应用[J];工业加热;1993年03期
8 何军,段长毅;浅谈住宅建筑采暖方式[J];林业科技情报;2000年04期
9 姚启均;新一代的室内供暖装置——低温辐射电热膜[J];建材工业信息;2000年12期
10 马建功;新型电热采暖技术低温辐射供热[J];建筑知识;2002年05期
11 宋玉森;盛志宇;;低温辐射电热膜供暖系统的特点及应用[J];黑龙江科技信息;2003年03期
12 王佐民;低温辐射电热膜供暖的分析[J];能源研究与信息;2004年02期
13 ;“凯莱瑞克”低温辐射电热膜采暖系统[J];墙材革新与建筑节能;2001年05期
14 张静雪,张宏,陈景山,刘春雷,贾司光,张宝兰;飞机座舱复合环境因素条件下人体工效的研究[J];航天医学与医学工程;1993年04期
15 张斌,范洪波;低温辐射电热板供暖系统的设计及应用[J];哈尔滨建筑大学学报;1999年04期
16 程春霞 ,李鹏;地板采暖在节能建筑中的应用[J];中国建设信息供热制冷;2004年02期
17 尚丽颖;;电热膜供暖[J];硅谷;2009年03期
18 柳静;低温辐射电热膜[J];电力需求侧管理;2000年02期
19 蒋有强;低温辐射电热膜供暖系统在节能建筑上的应用[J];新型建筑材料;2001年08期
20 孙萌;低温辐射电热膜供暖系统的推广应用可行性分析[J];机电新产品导报;2001年Z1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张新勇;;目标动态扩大方法对视线输入交互的影响研究[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
2 何耀锋;吴圣钰;黄官升;;乘员工效评估中尿液生化指标的初步筛选[A];人-机-环境系统工程研究进展(第七卷)[C];2005年
3 张斌;童希令;刘志阳;;低温辐射电热板供暖系统的设计开发及应用初步[A];全国暖通空调制冷1998年学术年会论文集(2)[C];1998年
4 刘小波;陈友明;;混合通风的研究现状与应用[A];全国暖通空调制冷2004年学术年会资料摘要集(1)[C];2004年
5 侯素娟;李念平;张敏慧;李靖;何东岳;;高层住宅中庭内混合通风影响因子及其气流特性研究[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会论文集[C];2010年
6 段双平;周军莉;彭建国;张国强;段双平;;混合通风——一种节能环保的通风方式[A];全国暖通空调制冷2002年学术年会论文集[C];2002年
7 张泓森;赵立华;;辐射板采暖房间冬季室内计算温度探讨[A];全国暖通空调制冷2004年学术文集[C];2004年
8 何芸芸;王芳;;南京高校教室夏季热舒适研究[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会论文集[C];2010年
9 尹慧锋;赵菊恒;;置换通风与个体化微环境控制[A];全国暖通空调制冷2006学术年会资料集[C];2006年
10 李小华;李念平;邓委;易勇;;某影剧院置换通风的节能和通风效率分析[A];全国暖通空调制冷2004年学术年会资料摘要集(1)[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 吴小舟;基于人体工效的低温供暖与新风复合系统设计理论及应用研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
2 刘学来;毛细管格栅空调系统的动态仿真与实验研究[D];中国石油大学;2011年
3 李吉庆;新型竹集成材家具的研究[D];南京林业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 侯素娟;混合通风对高层住宅建筑中庭内气流特性的影响研究[D];湖南大学;2010年
2 吴磊;低温辐射地暖温控器的开发研究[D];燕山大学;2010年
3 陈慧梅;湿热地区混合通风建筑环境人体热适应研究[D];华南理工大学;2010年
4 宋亦男;护理职业风险评估方法的建立及应用[D];福建医科大学;2007年
5 刘小波;建筑混合通风的模拟研究[D];湖南大学;2005年
6 赵峰;公路隧道通风研究及设计软件VDSHT的编制[D];长安大学;2002年
7 张锦;室内超细颗粒扩散与通风稀释的数值模拟研究[D];南华大学;2010年
8 刘敏;不同空调房间室内颗粒物的演变规律[D];东华大学;2008年
9 白净;兰州夏季宾馆房间的室内热环境研究[D];兰州交通大学;2009年
10 成霞;不同送风方式下负离子净化器净化效果的研究[D];东华大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 齐明 罗强;环保装饰的急先锋[N];中华建筑报;2004年
2 齐明 罗强;环保装饰的急先锋[N];中华建筑报;2004年
3 特约记者 李明;低温辐射电采暖系统[N];中国房地产报;2003年
4 魏国林 丛丽红;低温辐射电热地板亮相京城[N];中国房地产报;2004年
5 ;低温辐射电势膜供暖系统的舒适性和经济性[N];中国建材报;2000年
6 周峰 高颖敏;新矿两项技术入选重点推广项目[N];中国冶金报;2007年
7 周峰;闷热井下吹进清凉风[N];中国煤炭报;2004年
8 特约记者 单留常;低温辐射电热供暖新体验[N];中国房地产报;2003年
9 周峰 张丽;新矿集团成功降服深井"热魔"[N];中国工业报;2006年
10 廊坊市金翼石油技术开发有限公司 顾世章;冷暖辐射与建筑节能[N];中国建材报;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978