發(fā)布時間：2020-07-20 13:02

【摘要】：毛細管輻射空調(diào)在我國投入實際使用已有多年,但在夏熱冬冷和高濕度地區(qū)的應(yīng)用一直受到一些阻力,其中毛細管輻射頂板結(jié)露問題是制約毛細管輻射空調(diào)系統(tǒng)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素。毛細管輻射頂板+置換通風空調(diào)系統(tǒng)能夠解決在運行過程中結(jié)露的問題,但對于空調(diào)系統(tǒng)間歇運行的建筑物,在制冷季仍會出現(xiàn)開機階段輻射頂板結(jié)露的問題。通常,是采用通風預(yù)除濕的方法來解決,但對于預(yù)除濕的時間,一般是根據(jù)經(jīng)驗給定一個固定值,1h或0.5h,缺乏準確的計算方法。為了得到最佳預(yù)除濕時間,本文以上海市某辦公樓為研究對象,首先在TRNSYS中搭建毛細管輻射頂板+置換通風空調(diào)系統(tǒng)模型;然后,在MATLAB軟件中建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型,將每天早上7:00室內(nèi)外溫濕度情況作為影響因素,對每天的最佳預(yù)除濕時間進行預(yù)測;通過對TRNSYS軟件中搭建好的系統(tǒng)進行模擬得到學習樣本數(shù)據(jù)組,將該數(shù)據(jù)組作為輸入對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型進行學習訓練,當訓練結(jié)果達到預(yù)先設(shè)定值后,將訓練好的網(wǎng)絡(luò)保存為樣本,進行下一步的預(yù)測。模擬結(jié)果顯示,在整個制冷季,房間新風系統(tǒng)和毛細管輻射系統(tǒng)同時開啟時,在開機階段輻射頂板會出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象,出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象的工作日占整個制冷季工作日的50%;當新風機提前開啟1h對房間進行預(yù)除濕后,整個制冷季工作日系統(tǒng)開機階段都不再出現(xiàn)輻射頂板結(jié)露的現(xiàn)象;結(jié)露的時間長短以及結(jié)露程度跟當天室內(nèi)外氣候狀態(tài)有關(guān)。分析TRNSYS模擬得到的學習樣本數(shù)據(jù),得到最佳預(yù)除濕時間與早上7:00室內(nèi)、外溫濕度的變化關(guān)系如下:室內(nèi)、外干球溫度越高、室內(nèi)、外相對濕度越高,所需的最佳預(yù)除濕時間越長。在所有需要進行預(yù)除濕的工作日中,最長的預(yù)除濕時間出現(xiàn)在7月29日,為0.98h(58.8min);最短的預(yù)除濕時間出現(xiàn)在9月3日,為0.12h(7.2min)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓練過程中的均方誤差MSE為1.90958×10~(-4),其訓練結(jié)果的相關(guān)系數(shù)R達到0.99906,預(yù)測結(jié)果的相關(guān)系數(shù)R達到0.99897。不論是訓練結(jié)果還是預(yù)測結(jié)果,其相關(guān)系數(shù)R都較高,說明該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠很好的反映最佳預(yù)除濕時間與輸入變量(室內(nèi)外參數(shù))之間的內(nèi)在關(guān)系,并且具有很強的非線性映射能力和很高的預(yù)測準確性。該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓練成功,可以保存為樣本進行實際的最佳預(yù)除濕時間的預(yù)測。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU831
【圖文】：

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文2 毛細管輻射頂板+置換通風空調(diào)系統(tǒng)模型2.1 毛細管輻射空調(diào)系統(tǒng)介紹毛細管輻射空調(diào)系統(tǒng)通常由以下三部分組成：毛細管輻射末端、新風系統(tǒng)、冷熱源。毛細管輻射末端以高溫冷水（低溫熱水）作為冷媒載體，通過均勻密布的毛細管網(wǎng)跟房間內(nèi)表面以及室內(nèi)空氣進行輻射換熱，承擔室內(nèi)大部分顯熱負荷，不承擔潛熱負荷；而新風系統(tǒng)則將處理后的低溫低濕的新風送入室內(nèi)，跟房間進行對流和輻射換熱，承擔室內(nèi)的全部潛熱負荷和小部分顯熱負荷。毛細管輻射末端跟新風系統(tǒng)可以使用同一個冷熱源，也可以使用不同的冷熱源，如圖 2-1 所示，即是使用不同冷熱源的毛細管輻射頂板和新風系統(tǒng)工作原理圖。

圖 2-2 毛細管輻射頂板截面圖 新風系統(tǒng)由于毛細管輻射末端只能帶走室內(nèi)大部分的顯熱負荷，而不能帶走潛熱負毛細管輻射空調(diào)系統(tǒng)必須跟可以除掉室內(nèi)潛熱負荷的新風系統(tǒng)相結(jié)合。新風系統(tǒng)有混合通風和置換通風兩種形式。混合通風系統(tǒng)的送風口一般在，處理后的新風與室內(nèi)空氣混合后經(jīng)送風口用較大風速送入房間。置換通送風口一般在房間下部，處理過后的新風以低速送入室內(nèi)活動區(qū)的下部。和置換通風這種兩種新風系統(tǒng)都可以被應(yīng)用于輻射空調(diào)系統(tǒng)中，新風系統(tǒng)彌補輻射供冷能力不足的缺陷，還可以除去室內(nèi)的潛熱負荷，降低輻射板險。在歐洲，輻射系統(tǒng)一般和置換通風結(jié)合，而在美國，輻射系統(tǒng)一般和結(jié)合。本文模型中的新風系統(tǒng)采用的是置換通風系統(tǒng)，送風形式為下送上回在空調(diào)系統(tǒng)實際工程應(yīng)用中，處理新風濕量的方式有很多，本文模型中置

圖 2-3 房間平面簡單示意圖由于本文的主要研究內(nèi)容是輻射頂板結(jié)露特性和預(yù)除濕時間，所以主要模擬對象是房間夏季的室內(nèi)熱環(huán)境。本模型的夏季室內(nèi)、外設(shè)計參數(shù)[44]如下表 2-1、2-2：表 2-1 夏季空調(diào)室外設(shè)計參數(shù)大氣壓（Pa） 干球溫度（℃） 濕球溫度（℃） 平均風速（m/s）100570 34.60 28.20 3.40表 2-2 夏季空調(diào)室內(nèi)設(shè)計參數(shù)室內(nèi)干球溫度（℃） 室內(nèi)相對濕度（%）26 50房間圍護結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：外墻由 15mm 涂料、50mm 聚氨酯泡沫塑料保溫層、200mm 加氣鋼筋混凝土組成；內(nèi)墻由 10mm 石膏涂層、100mm 加氣混凝土砌塊組成；

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