輻射供冷系統(tǒng)形式多樣,本文研究內(nèi)嵌管式圍護結構輻射供冷系統(tǒng),該系統(tǒng)又可稱為“熱激活建筑系統(tǒng)”(Thermally activated building system),其結構形式是在建筑初期把供冷管道預埋在混凝土板中,混凝土作為冷量的載體參與房間熱過程,即整個混凝土圍護結構作為空調(diào)系統(tǒng)的輻射末端對房間熱環(huán)境進行調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)具有較高舒適性和節(jié)能潛力,目前已受到國內(nèi)外越來越多研究者的關注。由于混凝土材質(zhì)自身的物理性質(zhì),混凝土具有較大的熱惰性(又稱熱慣性),而這種熱惰性在內(nèi)嵌管式圍護結構輻射供冷系統(tǒng)中可表現(xiàn)出冷延遲特性,即供冷系統(tǒng)開啟與房間熱環(huán)境響應存在一個時間差。因此內(nèi)嵌管式圍護結構輻射供冷系統(tǒng)在控制方式上不同于傳統(tǒng)對流式空調(diào)系統(tǒng),混凝土存在蓄熱效應,使調(diào)控難度大大增加。但同時也為該系統(tǒng)的調(diào)控策略提供了新思路,為間歇調(diào)控提供了可能。實際工程應用中為了避免房間濕度過大出現(xiàn)冷板結露現(xiàn)象,給系統(tǒng)帶來不安全因素,輻射供冷系統(tǒng)往往與置換通風系統(tǒng)相結合使用。本課題針對住宅建筑,研究內(nèi)嵌管式圍護結構輻射供冷系統(tǒng)間歇調(diào)控控制策略的優(yōu)化。鑒于內(nèi)嵌管式圍護結構輻射供冷系統(tǒng)的結構形式及自身所具有的特性,首先對該系統(tǒng)進行簡要概述。為制定合理的間歇供冷調(diào)控方案,本文以TRNSYS為模擬平臺,以典型住宅建筑三室兩廳兩衛(wèi)為研究對象,采用內(nèi)嵌管式圍護結構輻射供冷+置換通風的復合式系統(tǒng),根據(jù)住宅建筑人員作息時間規(guī)律表,對房間熱擾因素進行設置。通過計算機模擬分析在外擾、內(nèi)擾及間歇供冷三重擾動下房間熱環(huán)境動態(tài)響應情況,以舒適性和能耗為衡量標準,為尋求能耗最低和舒適性最優(yōu)雙目標優(yōu)化評價方法,本課題引入能耗指標a和不滿意指標b,即尋求能耗指標a和不滿意指標b最小時的最佳工況點,分析在不同的供冷時長及供冷時間分布下房間熱過程,最終確定最優(yōu)的間歇供冷方案。研究結果表明:(1)混凝土蓄熱效應的存在使該系統(tǒng)在住宅建筑中也可采用間歇調(diào)控策略,在滿足房間熱舒適性及系統(tǒng)安全性的基礎上,實現(xiàn)峰值負荷轉移和利用波谷電價的目的;(2)本文權衡房間舒適性和能耗兩項指標給出了西安地區(qū)住宅建筑內(nèi)嵌管式圍護結構輻射供冷系統(tǒng)間歇運行時的2種供冷時長方案,分別為6小時(18:00-0:00)和8小時(18:00-2:00);(3)在房間熱過程方面,間歇供冷和外擾因素對供冷構件熱流密度影響較大,而內(nèi)擾因素影響并不明顯。在相同的供冷時長下,采用不同的供冷時間分布即通過泵的啟停時間控制,可以強化混凝土與室內(nèi)換熱,使儲存在混凝土中的冷量得到有效釋放,通過比較分析,得出適用于住宅建筑的最佳供冷時間分布方案;(4)在相同供冷時長不同供冷時間分布的情況下,并不是泵啟停越頻繁內(nèi)嵌管所攜帶冷量就會越大,具體工況應具體分析;(5)模擬期間,非供冷圍護結構熱流密度始終為負值表明向室內(nèi)傳熱,而供冷構件的熱流密度始終為正值表明向室內(nèi)供冷,熱流密度正負表示熱流的傳遞方向。室內(nèi)負荷增大時,供冷圍護結構會通過釋放更多冷量在一定程度上平抑室內(nèi)溫度波動。
【學位單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU831
【部分圖文】：

圖 2.1 主動式冷梁示意圖 圖 2.2 被動式冷梁示意圖圖 2.3 常見的幾種金屬輻射板示意圖 圖 2.4 冷卻格柵示意圖2.2 內(nèi)嵌管式圍護結構輻射供冷系統(tǒng)介紹

長安大學碩士學位論文12圖 2.1 主動式冷梁示意圖 圖 2.2 被動式冷梁示意圖圖 2.3 常見的幾種金屬輻射板示意圖 圖 2.4 冷卻格柵示意圖2.2 內(nèi)嵌管式圍護結構輻射供冷系統(tǒng)介紹內(nèi)嵌管式圍護結構輻射供冷系統(tǒng)，又稱 TABS（Thermally activated building system）系統(tǒng)。如圖 2.5 所示，混凝土預制輻射供冷板是將特制的塑料管（一般采用聚丁烯管材）在樓板澆筑前按照一定的排列方式固定在鋼絲網(wǎng)上，樓板澆筑后形成“水泥核心”結構[46]，讓內(nèi)嵌供冷管道的混凝土圍護結構作為供冷空調(diào)末端參與房間熱過程，該系統(tǒng)可增大與房間輻射換熱面�；炷凛椛涔├湎到y(tǒng)通常采用高溫冷水（16-20℃）進行供冷，混凝土輻射供冷系統(tǒng)單位面積供冷能力一般為 30-45W/m2[47]。

圖 2.3 常見的幾種金屬輻射板示意圖 圖 2.4 冷卻格柵示意圖2.2 內(nèi)嵌管式圍護結構輻射供冷系統(tǒng)介紹內(nèi)嵌管式圍護結構輻射供冷系統(tǒng)，又稱 TABS（Thermally activated building 系統(tǒng)。如圖 2.5 所示，混凝土預制輻射供冷板是將特制的塑料管（一般采用聚丁烯在樓板澆筑前按照一定的排列方式固定在鋼絲網(wǎng)上，樓板澆筑后形成“水泥核心[46]，讓內(nèi)嵌供冷管道的混凝土圍護結構作為供冷空調(diào)末端參與房間熱過程，該系大與房間輻射換熱面�；炷凛椛涔├湎到y(tǒng)通常采用高溫冷水（16-20℃）進行混凝土輻射供冷系統(tǒng)單位面積供冷能力一般為 30-45W/m2[47]。
【參考文獻】

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本文編號：2890608