近年來,德國的被動房技術在國內不斷地被推廣應用。被動房圍護結構保溫性能較高,室內環(huán)境及熱舒適備受關注。本文采用數值模擬方法,分析嚴寒地區(qū)代表性城市——哈爾濱市某被動房輻射供暖/供冷-置換通風復合系統(tǒng)的室內環(huán)境狀況,提出合理的改善建議。首先,建立了被動房頂棚輻射供暖傳熱模型,并分別模擬供水溫度為30℃、31℃、32℃三個工況時表面溫度分布情況,與實驗數值進行對比,驗證模型的可靠性。其次,利用建立的輻射供暖傳熱模型,模擬回型布管方式和平行型布管方式輻射頂棚表面溫度分布。結果表明,采用平行型盤管布置方式,表面最大溫差是6.5℃;而采用回型盤管布置方式時,頂棚表面最大溫差為1.7℃,建議在輻射供暖/供冷系統(tǒng)設計時采用回字型布管方式。同時模擬分析了供水溫度、管間距、管徑、管內流速及管道埋深對頂棚輻射供暖/供冷系統(tǒng)傳熱特性的影響。并進行了影響因素靈敏度分析,發(fā)現供水溫度對供暖量的影響程度最大,其次是管徑、管內流速,當進行優(yōu)化設計時,應優(yōu)先考慮供水溫度。第三,建立了輻射供暖/供冷+置換通風復合系統(tǒng)耦合傳熱模型。并針對地板供暖+置換通風（系統(tǒng)1）、頂棚供暖+置換通風（系統(tǒng)2）、地板+頂棚供暖+置換通風... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省211工程院校985工程院校

【文章頁數】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究的背景和意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 國內研究現狀
        1.2.2 國外研究現狀
        1.2.3 國內外研究現狀綜述
    1.3 研究內容
第2章 輻射供暖系統(tǒng)傳熱模型建立與驗證
    2.1 頂棚輻射傳熱機理
        2.1.1 第一階段傳熱過程
        2.1.2 第二階段傳熱過程
        2.1.3 第三階段傳熱過程
    2.2 Comsol軟件簡介
    2.3 控制方程
        2.3.1 非等溫管道流模型
        2.3.2 固體傳熱模型
    2.4 傳熱模型的建立與驗證
        2.4.1 物理模型的建立
        2.4.2 定義材料參數
        2.4.3 邊界條件設置
        2.4.4 網格剖分及網格無關性驗證
        2.4.5 模型驗證
    2.5 本章小結
第3章 輻射供暖系統(tǒng)傳熱特性研究
    3.1 輻射供暖系統(tǒng)設計問題分析
        3.1.1 常見的布管形式
        3.1.2 不同布管方式模擬分析
    3.2 輻射供暖系統(tǒng)的傳熱特性
        3.2.1 供水溫度對頂棚輻射傳熱特性的影響
        3.2.2 管內流速對頂棚輻射傳熱特性的影響
        3.2.3 管徑對頂棚輻射換熱特性的影響
        3.2.4 管間距對頂棚輻射換熱特性的影響
        3.2.5 埋管深度對頂棚輻射換熱特性的影響
    3.3 影響因素靈敏度分析
    3.4 本章小結
第4章 復合系統(tǒng)室內熱環(huán)境CFD模擬
    4.1 物理模型建立
    4.2 數值計算模型建立
        4.2.1 基本假設
        4.2.2 流體控制方程
        4.2.3 湍流模型
        4.2.4 輻射模型
    4.3 網格無關性驗證
    4.4 三種復合系統(tǒng)室內熱環(huán)境模擬分析
        4.4.1 溫度場分布
        4.4.2 垂直溫度場分布
        4.4.3 速度場分布
        4.4.4 平均輻射溫度分布
        4.4.5 PMV分布
        4.4.6 PPD分布
    4.5 本章小結
第5章 復合系統(tǒng)室內熱環(huán)境優(yōu)化模擬分析
    5.1 正交試驗方法
        5.1.1 基本原理
        5.1.2 正交表
        5.1.3 正交試驗步驟
        5.1.4 正交試驗結果分析方法
    5.2 試驗方案設計
        5.2.1 冬季工況
        5.2.2 夏季工況
        5.2.3 典型截面及空間點的選取
    5.3 頂棚輻射-置換通風復合系統(tǒng)優(yōu)化模擬
        5.3.1 冬季試驗結果分析
        5.3.2 夏季試驗結果分析
        5.3.3 最優(yōu)方案模擬結果分析
    5.4 地板輻射-置換通風復合系統(tǒng)優(yōu)化模擬
        5.4.1 冬季試驗結果分析
        5.4.2 夏季試驗結果分析
        5.4.3 最優(yōu)方案模擬結果分析
    5.5 頂棚-地板表面溫度探討
        5.5.1 研究方案確定
        5.5.2 規(guī)范中熱環(huán)境評價指標探討
        5.5.3 被動房熱環(huán)境評價指標探討
    5.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]地板輻射供冷+置換通風復合式系統(tǒng)供冷性能的數值分析[J]. 栗浩.  節(jié)能. 2019(12)
[2]地板輻射供冷和置換通風復合空調系統(tǒng)研究[J]. 陳剛,李建東,王漢青,任雪妍.  建筑熱能通風空調. 2019(11)
[3]嚴寒地區(qū)被動房輻射樓板換熱性能實驗研究[J]. 吉玉辰,王昭俊,蘇小文.  煤氣與熱力. 2019(08)
[4]嚴寒地區(qū)被動式超低能耗住宅冬季室內環(huán)境研究[J]. 王昭俊,吉玉辰,薛慶雯,余志義.  暖通空調. 2018(04)
[5]太陽輻射對輻射頂板供冷能力和負荷的影響[J]. 黃小君,李念平,鄭德曉,潘楚陽.  太陽能學報. 2017(07)
[6]頂板和地板輻射供冷方式下的室內熱舒適研究[J]. 楊冬,張艷,聶怡丹.  山東建筑大學學報. 2017(02)
[7]輻射空調房間供暖期室內熱環(huán)境及通風效率實驗研究[J]. 吳小舟,孫雪豐,王灃浩.  制冷學報. 2017(01)
[8]壁面輻射供冷加獨立新風空調的數值模擬研究[J]. 趙建會,張燕燕,張金明,王登山.  制冷與空調(四川). 2016(01)
[9]徐偉:建筑節(jié)能的發(fā)展目標是近零能耗[J]. 陳向國.  節(jié)能與環(huán)保. 2015(10)
[10]考慮向下傳熱的輻射地板傳熱分析[J]. 彭欽磊.  供熱制冷. 2015 (09)

碩士論文
[1]輻射供冷與置換通風復合系統(tǒng)室內熱環(huán)境特性研究[D]. 胡小倩.重慶大學 2017
[2]雙面輻射供冷供暖室內熱環(huán)境及躺臥人體的熱舒適實驗研究[D]. 丁艷蕊.重慶大學 2014
[3]基于CFD的地板輻射供冷條件下置換通風的熱舒適模擬[D]. 張吉超.山東建筑大學 2012
[4]雙面輻射供冷系統(tǒng)換熱性能研究[D]. 劉海.重慶大學 2011
[5]冷卻頂板供熱工況室內熱環(huán)境及人體熱舒適實驗研究[D]. 王碩.天津大學 2009



本文編號：3630125