發(fā)布時(shí)間：2020-04-04 23:42

【摘要】：近年來(lái),毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)因其能提供恒溫、恒濕、恒氧的高舒適人居環(huán)境而逐漸盛行,然而輻射空調(diào)運(yùn)行時(shí),圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面和內(nèi)部容易結(jié)露,導(dǎo)致建材霉變、結(jié)構(gòu)和保溫板損壞,破壞建筑美觀、增加能耗;此外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上滋生的霉菌會(huì)危害人體健康。本文主要研究毛細(xì)管輻射空調(diào)房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面和內(nèi)部的結(jié)露情況,分析保溫板鋪設(shè)的厚度、位置及空調(diào)房間相對(duì)濕度對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)露的影響,以及預(yù)防結(jié)露的措施。本文開(kāi)展工作:1.對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面結(jié)露情況進(jìn)行模擬:以夏熱冬冷地區(qū)為研究對(duì)象,采用南京地區(qū)建筑作為研究案例,建立圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱模型,使用EES編程計(jì)算毛細(xì)管網(wǎng)鋪設(shè)在頂板、地板、內(nèi)墻、外墻時(shí)夏季、冬季各圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng),判斷圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面結(jié)露情況。2.對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)露情況進(jìn)行模擬:分析圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳濕原理,建立圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳濕模型,使用COMSOL Multiphysics軟件對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳熱、傳濕進(jìn)行模擬,研究毛細(xì)管網(wǎng)鋪設(shè)在頂板時(shí)夏季、冬季各圍護(hù)結(jié)構(gòu)的濕分布,判斷圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)露情況。3.研究防止結(jié)露的策略:根據(jù)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面和內(nèi)部的模擬研究結(jié)果,提出防止結(jié)露所需的EPS保溫板最小厚度及鋪設(shè)位置,研究防止圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)露的空調(diào)房間相對(duì)濕度。本文研究有如下發(fā)現(xiàn):1.防止表面結(jié)露的保溫板最小厚度與保溫板材料、毛細(xì)管網(wǎng)鋪設(shè)位置、墻體參數(shù)有關(guān)。以頂板安裝毛細(xì)管網(wǎng),采用EPS保溫板為例,對(duì)于160 mm厚內(nèi)墻,綜合考慮冬季夏季條件,得到防止圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面結(jié)露需加EPS聚苯板最小厚度為2 mm;120 mm厚地板需加EPS聚苯板最小厚度為8 mm;120 mm頂板需加EPS聚苯板最小厚度為32 mm;280 mm外墻需加EPS聚苯板最小厚度為2 mm。2.圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面不結(jié)露時(shí),內(nèi)部仍然存在結(jié)露風(fēng)險(xiǎn)。頂板鋪設(shè)毛細(xì)管網(wǎng)時(shí),冬季120 mm地板再加8 mm EPS保溫板后兩側(cè)表面不發(fā)生結(jié)露,但在地板內(nèi)部距離非輻射空調(diào)房間表面57 mm~107 mm之間由于溫度較低將發(fā)生結(jié)露,此時(shí)飽和蒸氣壓小于水蒸氣分壓力,結(jié)露發(fā)生在混凝土層和保溫層內(nèi)。3.保溫板厚度和鋪設(shè)位置對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)露造成一定影響。以頂板鋪設(shè)毛細(xì)管,外墻鋪設(shè)EPS保溫板為例,夏季在外墻內(nèi)側(cè)鋪0 mm~5 mm EPS保溫板之后,圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部和表面均不結(jié)露,當(dāng)保溫板厚度大于5 mm時(shí),在保溫板附近發(fā)生結(jié)露;夏季外墻外側(cè)鋪厚度大于5 mm EPS保溫板,外墻室內(nèi)側(cè)壁面不會(huì)結(jié)露。冬季外墻內(nèi)鋪2 mm EPS保溫板能防止外墻室內(nèi)側(cè)壁面結(jié)露,但在保溫板附近仍然存在內(nèi)部結(jié)露問(wèn)題;當(dāng)內(nèi)保溫板厚度增加時(shí),發(fā)現(xiàn)隨著內(nèi)保溫厚度的增加,外墻內(nèi)部更易結(jié)露;在外墻外側(cè)鋪設(shè)2 mm EPS保溫板雖然解決了表面結(jié)露問(wèn)題,但在保溫板和燒結(jié)紅磚內(nèi)仍然存在結(jié)露,增加EPS外保溫板厚度為5 mm時(shí),外墻內(nèi)部相對(duì)濕度均小于1,結(jié)露不發(fā)生,綜合考慮防止夏季、冬季圍護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)露應(yīng)設(shè)置外墻外保溫5 mm EPS保溫板。4.控制空調(diào)房間相對(duì)濕度可以防止圍護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)露。以頂板鋪設(shè)毛細(xì)管,地板鋪設(shè)EPS保溫板為例,120 mm地板和140 mm地板需分別鋪設(shè)8 mm、7 mm EPS保溫板,鄰室相對(duì)濕度85%、干球溫度-2℃時(shí),冬季空調(diào)房間干球溫度22℃,當(dāng)空調(diào)房間相對(duì)濕度到50%以下時(shí)可避免地板內(nèi)部結(jié)露,隨著相對(duì)濕度的降低遠(yuǎn)離結(jié)露點(diǎn)。本文研究發(fā)現(xiàn)結(jié)露不僅發(fā)生在夏季,也會(huì)發(fā)生在冬季;不僅發(fā)生在墻體表面,也會(huì)發(fā)生在墻體內(nèi)部;預(yù)防結(jié)露要充分考慮保溫板材料、毛細(xì)管網(wǎng)鋪設(shè)位置、墻體厚度、墻體材料。論文的研究成果對(duì)夏熱冬冷地區(qū)毛細(xì)管輻射空調(diào)房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)防結(jié)露具有指導(dǎo)意義。
【圖文】：

第二章 毛細(xì)管輻射空調(diào)+獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)是以水作為介質(zhì)，在直徑為 4.3 mm ×0.5 mm 的毛細(xì)管內(nèi)循環(huán)承擔(dān)內(nèi)顯熱負(fù)荷的輻射系統(tǒng)，該系統(tǒng)與新風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行，由新風(fēng)承擔(dān)室內(nèi)濕負(fù)荷和少部分顯負(fù)荷，新風(fēng)除濕使得室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度高于輻射表面溫度，新風(fēng)可以提供室內(nèi)所需新鮮空的同時(shí)有效防止空調(diào)房間結(jié)露。毛細(xì)管輻射空調(diào)+獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)主要包括冷熱源、毛細(xì)管網(wǎng)射末端、水循環(huán)管路系統(tǒng)(循環(huán)泵、板換)、獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)五部分。1 系統(tǒng)介紹毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)的毛細(xì)管網(wǎng)可直接鋪設(shè)在天花板、墻壁或一個(gè)房間的地板表面，鋪面積可根據(jù)實(shí)際情況選擇墻面滿鋪和部分鋪設(shè)，毛細(xì)管網(wǎng)末端鋪設(shè)面積較大，使得室內(nèi)溫分布較為均勻。冷熱源向管徑為 4.3mm 的毛細(xì)管輻射末端輸送冷或熱水，末端傳遞的能量 60%以輻射方式、40%以熱對(duì)流形式傳遞到室內(nèi)；夏季，熱泵主機(jī)組可向系統(tǒng)提供 7℃低溫或 18℃高溫水，當(dāng)提供 7℃低溫水時(shí)，通過(guò)換熱器為毛細(xì)管網(wǎng)提供 18℃高溫水；當(dāng)向系統(tǒng)供 18℃高溫水時(shí)，此時(shí)風(fēng)機(jī)需要自帶壓縮機(jī)，新風(fēng)進(jìn)行兩級(jí)降溫除濕，室內(nèi)溫度 26℃，相濕度 50%-60%。冬季，，熱泵主機(jī)組可向系統(tǒng)提供 32℃高溫水，可直接供給毛細(xì)管網(wǎng)和新風(fēng)組，在嚴(yán)寒地區(qū)考慮到極端天氣毛細(xì)輻射供熱不足，可在新風(fēng)機(jī)組上增加電加熱段，提高風(fēng)溫度，保證室內(nèi)溫度 20℃，相對(duì)濕度 50%-60%�？照{(diào)系統(tǒng)涵蓋控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)熱泵主、新風(fēng)機(jī)、水泵、閥門的監(jiān)控，可對(duì)室內(nèi)開(kāi)關(guān)、溫度濕度探頭的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，做到系統(tǒng)行工況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)原理圖如圖 2.1 所示。

做到系統(tǒng)運(yùn)行工況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)原理圖如圖 2.1 所示。圖 2.1 毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)原理圖2.2 冷熱源毛細(xì)管輻射空調(diào)可選用不同的冷熱源，常用的有：空氣源熱泵、水源熱泵、地源熱泵、溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組，也有一些組合式的冷熱源系統(tǒng)：鍋爐和冷卻塔組合式、鍋爐和冷水機(jī)組合式、太陽(yáng)能和冷水機(jī)組合系統(tǒng)等。2.2.1 空氣源熱泵空氣源熱泵取能方便，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，適用于機(jī)房面積較小的住宅�？諝庠礋岜玫闹饕秉c(diǎn)為對(duì)冬季室外相對(duì)濕度較高且室外氣溫較低的地區(qū)，因機(jī)組結(jié)霜較為頻繁，需要不斷進(jìn)行除霜，降低了供熱效率，影響供暖效果。另外當(dāng)機(jī)組安裝在屋頂，會(huì)產(chǎn)生較大噪聲，布置不合理容易影響周圍居民生活。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU111.4

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本文編號(hào)：2614215