【摘要】：輻射供冷系統(tǒng)是近年來受關(guān)注較多的一種舒適節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng),其供冷時采用高溫冷水,為天然冷源供冷提供了可能,將其合理地與地源熱泵系統(tǒng)相結(jié)合,能有效提高系統(tǒng)性能,降低能源消耗。目前,對于地源熱泵與不同類型的輻射末端相結(jié)合,缺乏針對性的運行策略,需進(jìn)行進(jìn)一步研究,以達(dá)到最優(yōu)控制。輻射供冷系統(tǒng)的形式多樣,本課題研究適用于住宅的毛細(xì)管輻射供冷系統(tǒng)和混凝土輻射供冷系統(tǒng)。毛細(xì)管輻射板一般是由聚丙烯材料的塑料水管構(gòu)成的集成網(wǎng)柵,網(wǎng)柵表面積較大,供水管道細(xì)密且均勻,使得輻射板表面溫度的分布非常均勻,且其熱響應(yīng)較快可實現(xiàn)即時調(diào)控。混凝土輻射供冷系統(tǒng),其供水管道嵌入樓板結(jié)構(gòu)混凝土層中,由于其結(jié)構(gòu)部件的高蓄冷能力,運行控制不同于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)。混凝土結(jié)構(gòu)的高蓄熱特性使得間歇運行方式具有優(yōu)越性。蓄熱效應(yīng)可以實現(xiàn)峰值負(fù)荷的轉(zhuǎn)移,具有響應(yīng)延遲性,不僅能夠保持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定性,還能使輻射供冷系統(tǒng)實現(xiàn)其節(jié)能性。本課題以西安地區(qū)住宅建筑為研究對象,利用模擬軟件TRNSYS對地源熱泵-輻射供冷系統(tǒng)的系統(tǒng)模型進(jìn)行了構(gòu)建。針對不同末端形式的特點,研究針對性的控制方式。針對地源熱泵-毛細(xì)管輻射供冷系統(tǒng),以熱舒適參數(shù)為控制參數(shù),提出了設(shè)定室溫范圍下機組的啟�？刂坪驮O(shè)定PMV范圍下機組的啟�？刂苾煞N控制方式,通過比較室內(nèi)舒適性、系統(tǒng)能耗等參數(shù),選擇較優(yōu)的控制方式作為該系統(tǒng)的基本控制方式,并在該控制方式上加入地埋管直供與水泵變頻優(yōu)化控制,以此提高系統(tǒng)性能,實現(xiàn)更大的節(jié)能性。針對混凝土輻射空調(diào)系統(tǒng),提出了地埋管直供供冷,通過比較不同供冷時長及同一供冷時長下不同時段分布方案的室內(nèi)熱舒適及系統(tǒng)能耗等,選取最優(yōu)方案,并驗證了地埋管直供混凝土輻射供冷系統(tǒng)的可行性。本課題研究的主要結(jié)論有:對于地源熱泵—毛細(xì)管輻射供冷系統(tǒng):(1)采用設(shè)定PMV范圍控制機組的啟停控制相比設(shè)定室溫范圍下機組的啟�？刂品绞皆跓崾孢m方面稍具優(yōu)勢,但是差異很小,僅比室溫控制下PMV值滿足Ⅰ級舒適標(biāo)準(zhǔn)的時間占比高2%左右,且兩種控制皆可滿足室內(nèi)熱舒適要求。(2)設(shè)定室溫范圍下機組的啟停控制方式下熱泵機組運行時間較短,使熱泵機組能耗和水泵能耗共降低了298kW?h。且該控制下土壤平均溫度僅上升2.08℃,穩(wěn)定性較好。(3)當(dāng)?shù)芈窆艹隹跍囟刃∮诘牡扔?8℃時,加入直供系統(tǒng),其余時間啟動熱泵機組,該方式使系統(tǒng)節(jié)能率提高了5.7%,系統(tǒng)平均能效比達(dá)4.82,比僅采用室溫控制方式提高了22.6%;加入水泵變頻優(yōu)化后,節(jié)能率達(dá)到了19.9%,系統(tǒng)平均能效比達(dá)到5.81。對于地埋管直供混凝土輻射空調(diào)系統(tǒng):(1)以室內(nèi)操作溫度及PMV值作為熱舒適評價指標(biāo),得出8小時供冷時長下舒適性最好,且僅水泵能耗高出6小時供冷32.1kW?h。(2)同一供冷時長下不同供冷時段分布的系統(tǒng)能耗情況基本一致。白天時段供冷方式室內(nèi)溫度的波動性較小,但水泵的頻繁啟停控制方式可使系統(tǒng)的供冷量增大,供冷效果更好。(3)土壤升溫率隨供冷時長的增加而增大。不同供冷時長下地埋管平均出口溫度皆為18℃左右,證明了地埋管直供混凝土輻射供冷系統(tǒng)的可行性。
【圖文】：

輻射供冷系統(tǒng)傳熱圖

地源熱泵-輻射空調(diào)系統(tǒng)原理圖
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU83

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本文編號：2685035