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毛细管辐射空调的湿环境控制与防结露措施

工业建筑 2012年第S1期42卷 61-65页

作者：赵明桥付峥嵘田黎明周春员中南大学建筑与艺术学院湖南长沙410075 凤凰县建筑设计院湖南凤凰416200

毛细管辐射空调系统具有优良的热舒适性能、无室内噪声影响、高效节能等特点,但受系统庞大复杂、造价较高、夏季易结露等因素影响,限制了辐射空调在夏热冬冷及高湿度地区进一步推广应用。在毛细管辐射空调系统小型化和防止结露的探索实... 详细信息

毛细管辐射空调系统具有优良的热舒适性能、无室内噪声影响、高效节能等特点,但受系统庞大复杂、造价较高、夏季易结露等因素影响,限制了辐射空调在夏热冬冷及高湿度地区进一步推广应用。在毛细管辐射空调系统小型化和防止结露的探索实践中,采取温湿度独立控制及新风冷凝除湿方式能使结构简化,加大在别墅及高档住宅中应用的灵活性,采取新风除湿和被动式吸湿材料共同承担室内湿负荷的技术方案,以及减少维护结构水蒸汽渗透量和利用"空气湖"效应,有助于避免维护结构表面结露现象。

关键词：毛细管辐射空调湿环境控制被动式吸湿防结露措施

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毛细管辐射空调故障诊断专家系统研究

建筑科学 2020年第4期36卷 137-142页

作者：刘润东王俊淇杨敬晶苏州科技大学苏州215009

近年来,随着公共建筑中毛细管辐射空调的兴起,该空调运行上出现的问题也接踵而至,给用户带来很大的困扰,以空调实际运行中可能出现的故障问题,设计基于故障树分析法的毛细管辐射空调故障诊断专家系统。建立了专家系统的框架模型,并将故... 详细信息

近年来,随着公共建筑中毛细管辐射空调的兴起,该空调运行上出现的问题也接踵而至,给用户带来很大的困扰,以空调实际运行中可能出现的故障问题,设计基于故障树分析法的毛细管辐射空调故障诊断专家系统。建立了专家系统的框架模型,并将故障树模型研究成果转化为专家系统的知识框架和可更新、可修改的数据库,结合该领域专家相应的维修经验及知识,设计了推理解释模块。最后采用JAVA,JSP编程语言开发了可视化专家系统故障诊断软件,并应用于实际故障诊断,记录了诊断过程。分析得出该软件可高效地定位该空调系统的故障原因并提供维修建议。

关键词：故障树分析毛细管辐射空调专家系统故障诊断

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毛细管辐射空调房间冷负荷修正系数研究

毛细管辐射空调房间冷负荷修正系数研究

作者：叶启明华中科技大学

学位级别：硕士

随着科技水平的不断发展,人类对生活环境水平的要求越来越高,和对流空调相比,辐射空调系统能提供更加舒适的室内环境,在这种情况下,毛细管辐射空调系统逐渐开始被人们所熟知。我国很早就提出温湿度独立控制空调系统,不少地区也开始使用... 详细信息

随着科技水平的不断发展,人类对生活环境水平的要求越来越高,和对流空调相比,辐射空调系统能提供更加舒适的室内环境,在这种情况下,毛细管辐射空调系统逐渐开始被人们所熟知。我国很早就提出温湿度独立控制空调系统,不少地区也开始使用这种类型的空调。由于换热方式的不同,对流空调和辐射空调的冷负荷在计算方法和结果上都存在差异,但是相关设计规范里关于辐射空调仅给出了室内设计温度,计算方法还是以对流空调的计算方法为基础,并没有考虑两种空调系统的差异性,这会给设计工作带来不便。为了研究两种系统在冷负荷上的差异,方便辐射空调房间的冷负荷计算,本文提出了冷负荷修正系数(9)并对它进行研究。首先在TRNSYS中搭建毛细管辐射顶板+置换通风空调系统模型,验证模型准确性,分析合理的模拟时长;然后从热平衡方程式的角度出发,筛选出6个影响冷负荷修正系数的影响因子,并对它们进行相关性分析;之后以TRNSYS为平台,从得热的角度分别分析不同影响因子对冷负荷的影响方式和影响过程;最后建立冷负荷修正系数的数学模型,分别建立灰箱模型和黑箱模型,得到冷负荷修正系数的多元线性回归方程式和BP神经网络模型。结果显示,影响冷负荷修正系数的6个因子分别为地点、室温、朝向、房间类型、窗墙比和是否为顶层房间,其影响力大小排序为是否为顶层房间>朝向>地区>窗墙比>室温>房间类型,同时还发现了新的相关因子“地区×朝向”交互变量,该交互变量可以用某地区某朝向上的最大辐射强度这一个变量描述。朝向、地区、窗墙比和室温是通过影响房间辐射得热量影响冷负荷修正系数的,而顶层房间的屋顶是通过影响辐射顶板和屋面的导热影响冷负荷修正系数。在进行辐射空调系统设计和负荷计算时,需要对上述几个影响因子多加关注。多元线性回归方程式的精度和变量个数相关,减少变量个数能够简化方程形式、减少设计工作量,但是降低了模型精度,综合考虑以室温、窗墙比、最大辐射强度和是否为顶层这四个影响因子作为变量建立灰箱模型,该模型为最优模型,其均方误差MSE为5.43×10,平均绝对误差MAE为0.0188,为0.943,可以考虑应用于实际的设计工作中。两种BP神经网络模型均有较高的模型精度和预测精度,神经网络训练过程中的均方误差MSE分别为3.8×10和1.7×10,其训练结果的相关系数R分别为0.988和0.961,预测结果的相关系数R达到0.9816和0.9382。表明BP神经网络能够很好地反应冷负荷修正系数和其他影响因子之间的内在关系,以文中的影响因子为输入的BP神经网络模型具有很高的预测准确性和很强的非线性映射能力,BP神经网络能够可靠地预测冷负荷修正系数。

关键词：冷负荷毛细管辐射空调相关性分析多元线性回归 BP神经网络

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毛细管辐射空调系统供热工况舒适性研究

毛细管辐射空调系统供热工况舒适性研究

作者：刘道永青岛理工大学

学位级别：硕士

随着建筑节能的推广和人们对室内生活舒适性要求的提高，采用一种更先进、更节能的室内空气调节系统就显得日趋重要。毛细管辐射空调系统因其具有舒适度高、节能效果显著、节省建筑空间等的优点逐渐被广泛采用。本文在国家十一五科技支... 详细信息

随着建筑节能的推广和人们对室内生活舒适性要求的提高，采用一种更先进、更节能的室内空气调节系统就显得日趋重要。毛细管辐射空调系统因其具有舒适度高、节能效果显著、节省建筑空间等的优点逐渐被广泛采用。本文在国家十一五科技支撑计划项目（新风集成天棚辐射供热系统2006BAJ01A04）的支持下，针对毛细管辐射空调系统采用数值模拟与实验相结合的方法主要进行了以下研究： 1.分别建立了毛细管席置于顶棚+侧墙和地板+侧墙的供暖，散热器供暖和空调供暖的四种供暖系统模型;通过实验验证了毛细管席置于顶棚+侧墙的辐射空调系统数值模拟的准确性。 2.对顶棚+侧墙辐射供暖、地板+侧墙辐射供暖、散热器供暖和空调供暖四种方式，从室内温度、空气流速、PMV指标三个方面进行了对比分析。由分析结果可知，四种供暖方式在人员活动区（1.1m以下）的范围内，毛细管辐射采暖的温度分布最均匀，其中顶棚+侧墙辐射方式供暖温度变化最小;空调供暖时有部分区域风速过大，有明显吹风感;辐射采暖的舒适性优于散热供暖和空调供暖要好。 3.以顶棚+侧墙辐射供暖系统为研究对象，研究了当送风口位于不同位置时室内的舒适性。结果表明当送风口的位置在距地面3.0m时，室内舒适性最好。 4.采用正交试验方法来研究毛细管辐射空调系统供热工况运行参数中的新风承担负荷量、毛细管间距、供回水平均温度对室内PMV的影响大小，得出三个运行参数对PMV的影响大小依次为供回水平均温度、新风承担负荷量、毛细管间距。 5.从热舒适性出发，着重研究毛细管辐射空调供回水平均温度与室内温度的变化关系，进而提出系统供热工况温控策略。

关键词：毛细管辐射空调供热工况数值模拟舒适性正交试验温控策略

毛细管辐射空调系统负荷计算及结露问题的研究

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毛细管辐射空调系统负荷计算及结露问题的研究

作者：吴洁山东建筑大学

学位级别：硕士

近两年雾霾现象频繁发生预示着环境问题日益严重,节能减排的呼声越来越高。随着建筑行业的迅猛发展,建筑节能成为了节能工作的重点,而建筑能耗很大部分来自于房间的设备能耗,尤其是空调系统能耗,因而寻求一种更加节能环保的空调系统形... 详细信息

近两年雾霾现象频繁发生预示着环境问题日益严重,节能减排的呼声越来越高。随着建筑行业的迅猛发展,建筑节能成为了节能工作的重点,而建筑能耗很大部分来自于房间的设备能耗,尤其是空调系统能耗,因而寻求一种更加节能环保的空调系统形式尤为重要。毛细管辐射空调作为一种新型的空调末端形式,因其节能性和舒适性受到越来越多的关注。但是因为对这种新型空调形式的理论研究还不够深入,国家还没有出台相关的设计规范和准则,因此该空调形式还没有在市场中得到推广,应用该种空调系统的实际工程还比较少,因此需要对其进行更加深入的理论研究和探讨。本文在归纳总结国内外专家学者对毛细管辐射空调的研究现状的基础上,提出进一步深化研究毛细管辐射空调的负荷计算问题和结露问题,为其在市场中推广应用打下坚实的基础。首先本文详细分析了安装毛细管辐射空调的空调房间的得热量和太阳辐射对毛细管辐射空调本身换热量的影响,提出了合理的负荷计算方法。其次针对毛细管辐射空调的结露问题,本文提出通过在空调房间布置露点温度探测器的方式来监测空调房间的温度,使辐射顶板下表面的温度始终高于露点温度,防止结露现象的产生。本文通过数值模拟详细分析了露点温度探测器在空调房间的安装位置和布置方式,另外还分别对不同的送风方式进行模拟研究,得出在空调房间上置送风口的送风方式可以使空调房间气流更均匀的结论,同时这种送风方式也能更好地避免结露现象的产生。此外本文还分析了毛细管辐射空调系统适用的建筑类型及区域,提出毛细管辐射空调加置换通风复合空调系统在夏热冬冷地区应用的可行性及毛细管辐射空调在北方地区供暖改造工程应用的适用性。最后针对毛细管辐射空调系统的冷热源问题,本文给出了两种可行性方案：太阳能加辅助能源和热泵系统,其中热泵系统又可以分为地源热泵、水源热泵和污水源热泵。本文分析了毛细管辐射空调和不同冷热源组成的复合空调系统联合运行的运行方案,并且比较对于同一冷热源毛细管辐射空调相较于其他空调末端形式的节能性和舒适性,结果表明毛细管辐射空调在相同的工况下是能耗最少,舒适性最高的一种空调末端形式。

关键词：毛细管辐射空调负荷计算结露数值模拟冷热源

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毛细管辐射空调在办公建筑中应用的性能分析

毛细管辐射空调在办公建筑中应用的性能分析

作者：王伟西安建筑科技大学

学位级别：硕士

随着社会的进步和科技的发展,人们对居住环境质量的要求也逐渐提高,毛细管辐射空调作为一种能为人们创造舒适居住环境的空调形式,受到广泛关注。毛细管平面辐射空调系统,其克服了传统空调难以解决的固有缺点,不仅可以有效地利用天然冷... 详细信息

随着社会的进步和科技的发展,人们对居住环境质量的要求也逐渐提高,毛细管辐射空调作为一种能为人们创造舒适居住环境的空调形式,受到广泛关注。毛细管平面辐射空调系统,其克服了传统空调难以解决的固有缺点,不仅可以有效地利用天然冷源和工业废热,还能够提供良好的室内热环境,它是一种节能、舒适的空调系统。在国家大力提倡低碳、节能及环保的背景下,毛细管平面辐射空调系统因节能潜力巨大,其被人们认为是一个不错的选择。本文在分析辐射空调国内外研究现状及室内热舒适控制理论的基础上,对毛细管平面辐射空调系统房间的舒适性、节能性、冷负荷及新风负荷的计算方法进行了研究。首先,对毛细管平面辐射空调系统的冷负荷与湿负荷的种类及计算方法进行了详细的理论分析,选取西安市某办公楼中的一间普通办公室为例,并用流体力学模拟软件CFD和传统的谐波反应法两种冷负荷计算方法,分别对该办公室的夏季空调冷负荷进行计算,对其计算结果的节能率进行对比分析,再结合辐射地板采暖的热负荷计算方法,即修正系数法,得出毛细管辐射空调系统在空调房间内的两种敷设方式时,其冷负荷的修正系数值,即对已经用谐波法计算出的空调冷负荷进行修正,若毛细管末端安装在天花板上时,其修正系数取0.75较合适,若毛细管部分在天花板上部分在侧墙面上时,其修正系数取0.775较合适,这对于毛细管平面辐射空调系统在我国工程领域的应用具有深远的意义。其次,本文选取西安市某办公楼中的普通办公室为例,用流体力学模拟软件CFD建立该房间的物理模型,用修正系数法计算出当毛细管敷设在天花板上时,该空调房间的冷负荷,进而得出毛细管网的敷设面积,另外,分别对毛细管辐射末端加独立新风和传统的多联机空调两种空调系统的室内热环境进行数值模拟,得出了该房间各个高度上的温度剖面图。模拟结果可知,多联机空调系统在垂直方向出现温度分层现象;而毛细管辐射空调温度分布较均匀,因此,毛细管辐射空调是一种更加适合人体舒适性要求的空调系统。最后,毛细管辐射空调系统是一种双工况的空调系统,本文采用火用分析理论,对其节能性作了定性分析,在夏季制冷工况下,其和传统的风机盘管空调系统的节能性进行比较可知,毛细管辐射系统可节能59%的夏季空调能耗;在冬季制热工况下,其与传统的供暖末端形式(如传统的风机盘管系统、散热器采暖系统以及地板辐射采暖系统)的节能性进行了对比分析,得出毛细管辐射末端空调系统与传统的风机盘管系统相比,可节能约53.9%,与散热器系统相比可节能约81.3%,与地板辐射采暖系统相比可节能约69.2%。

关键词：毛细管辐射空调 CFD 数值模拟独立新风火用分析

毛细管辐射空调系统+相变材料的节能特性研究

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毛细管辐射空调系统+相变材料的节能特性研究

作者：刘文波华中科技大学

学位级别：硕士

随着国家对节能降耗的要求提升,建筑节能作为社会能耗的重要组成部分受到了更多的关注。毛细管辐射空调和相变材料是两种新型建筑节能技术,二者结合对于进一步降低建筑能耗有重要意义。前者通过毛细管辐射顶板对室内供冷,使用高温冷源,... 详细信息

随着国家对节能降耗的要求提升,建筑节能作为社会能耗的重要组成部分受到了更多的关注。毛细管辐射空调和相变材料是两种新型建筑节能技术,二者结合对于进一步降低建筑能耗有重要意义。前者通过毛细管辐射顶板对室内供冷,使用高温冷源,实现了能源的高效利用;后者利用材料的相变潜热储存冷量,降低室内负荷峰值,提高室内舒适度水平。本文对相变材料(PCM)在毛细管辐射空调房间中的节能影响因素进行模拟分析,为工程应用提供参考。本文首先利用焓法建立了相变墙体的传热模型,并分析得到相变墙体的影响因素主要为墙体外边界条件、相变层位置和厚度等;其次利用EnergyPlus建立毛细管辐射空调系统仿真模型和加入相变材料的办公室模型,改变相变材料的安装厚度(50mm)和敷设面积占墙体内表面比(10%00%)共60种工况,对武汉供冷季空调系统的能耗进行了模拟,计算得到各工况的系统节能率和相变材料投资回收期。本研究选用有机相变材料BioPCM,相变潜热为230kJ/kg。结果表明,毛细管辐射空调和相变材料结合使用可以降低冷负荷峰值(如7月31日可以降低4.08%的冷负荷峰值),具有一定的“移峰填谷”效果;空调系统节能率都随着相变材料安装厚度和面积占比的增加而增长,且增速都逐渐减小,系统节能率最大值则出现在相变材料安装厚度为30mm、敷设面积占比为100%时,为20.51%。PCM投资回收期随敷设面积和厚度增加呈现先减小后增加的趋势,不同敷设面积占比时,PCM投资回收期最小值都出现在厚度为15mm。相变材料在毛细管辐射空调房间中的最佳安装厚度为15mm,最佳敷设面积占比为40%,空调系统节能率为9.02%,PCM投资回收期为15.05年。PCM体积一定时,该体积下最佳安装厚度与面积占比组合对应的系统节能率最大,PCM投资回收期最短。实际工程应用中,可根据以下建议选择PCM的最优安装厚度和面积占比组合:PCM安装体积V≤0.26m,厚度取10mm;0.26m

关键词：毛细管辐射空调相变材料 EnergyPlus 节能率投资回收期

毛细管辐射空调系统通风预除湿时间的动态预测研究

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毛细管辐射空调系统通风预除湿时间的动态预测研究

作者：石炜华中科技大学

学位级别：硕士

毛细管辐射空调在我国投入实际使用已有多年,但在夏热冬冷和高湿度地区的应用一直受到一些阻力,其中毛细管辐射顶板结露问题是制约毛细管辐射空调系统推广应用的关键因素。毛细管辐射顶板+置换通风空调系统能够解决在运行过程中结露的问... 详细信息

毛细管辐射空调在我国投入实际使用已有多年,但在夏热冬冷和高湿度地区的应用一直受到一些阻力,其中毛细管辐射顶板结露问题是制约毛细管辐射空调系统推广应用的关键因素。毛细管辐射顶板+置换通风空调系统能够解决在运行过程中结露的问题,但对于空调系统间歇运行的建筑物,在制冷季仍会出现开机阶段辐射顶板结露的问题。通常,是采用通风预除湿的方法来解决,但对于预除湿的时间,一般是根据经验给定一个固定值,1h或0.5h,缺乏准确的计算方法。为了得到最佳预除湿时间,本文以上海市某办公楼为研究对象,首先在TRNSYS中搭建毛细管辐射顶板+置换通风空调系统模型;然后,在MATLAB软件中建立BP神经网络预测模型,将每天早上7:00室内外温湿度情况作为影响因素,对每天的最佳预除湿时间进行预测;通过对TRNSYS软件中搭建好的系统进行模拟得到学习样本数据组,将该数据组作为输入对BP神经网络预测模型进行学习训练,当训练结果达到预先设定值后,将训练好的网络保存为样本,进行下一步的预测。模拟结果显示,在整个制冷季,房间新风系统和毛细管辐射系统同时开启时,在开机阶段辐射顶板会出现结露现象,出现结露现象的工作日占整个制冷季工作日的50%;当新风机提前开启1h对房间进行预除湿后,整个制冷季工作日系统开机阶段都不再出现辐射顶板结露的现象;结露的时间长短以及结露程度跟当天室内外气候状态有关。分析TRNSYS模拟得到的学习样本数据,得到最佳预除湿时间与早上7:00室内、外温湿度的变化关系如下:室内、外干球温度越高、室内、外相对湿度越高,所需的最佳预除湿时间越长。在所有需要进行预除湿的工作日中,最长的预除湿时间出现在7月29日,为0.98h(58.8min);最短的预除湿时间出现在9月3日,为0.12h(7.2min)。BP神经网络训练过程中的均方误差MSE为1.90958×10,其训练结果的相关系数R达到0.99906,预测结果的相关系数R达到0.99897。不论是训练结果还是预测结果,其相关系数R都较高,说明该BP神经网络能够很好的反映最佳预除湿时间与输入变量(室内外参数)之间的内在关系,并且具有很强的非线性映射能力和很高的预测准确性。该神经网络训练成功,可以保存为样本进行实际的最佳预除湿时间的预测。

关键词：毛细管辐射空调置换通风辐射顶板结露最佳预除湿时间 BP神经网络预测

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毛细管辐射空调系统运行性能研究

中国高新科技 2021年第2期 140-142页

作者：王一凡李爽张微吉林建筑科技学院吉林长春130114

毛细管辐射空调系统具有能耗较低、噪音更小、功效更大等优点,能够为人们带来更优的使用体验,毛细管辐射空调系统在很多建筑中得到有效应用。文章分析了毛细管辐射空调系统的运行特点及其性能效果。

关键词：毛细管辐射空调节能潜力独立新风空调系统