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一、系統(tǒng)概述
在冬季供暖和夏季空調(diào)中,末端設(shè)備的形式不統(tǒng)一,限制了輻射吊頂的應(yīng)用。國外的末端產(chǎn)品,一般只包括輻射板本身,采用直接連接的形式,通風(fēng)系統(tǒng)則單獨(dú)處理,而冬季供暖采用其它方式,使得室內(nèi)管路很多,系統(tǒng)復(fù)雜。筆者采用新型輻射吊頂作為供暖系統(tǒng)的末端設(shè)備,同時(shí)不須改變系統(tǒng)連接方式,可以有效的解決這一問題。
系統(tǒng)仍采用夏季供冷系統(tǒng),但在冬季供暖環(huán)境中,因?yàn)闆]有送風(fēng)系統(tǒng),只有板式換熱器投入使用,運(yùn)行模式單一,系統(tǒng)相對(duì)簡單。
二、實(shí)驗(yàn)介紹
1.實(shí)驗(yàn)臺(tái)介紹
根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罱▽?shí)驗(yàn)臺(tái),實(shí)驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)平臺(tái)為一個(gè)真實(shí)的小室,具有一面外墻,開有外窗,朝向西。吊頂采用模塊式輻射吊頂,配有專用機(jī)組。一次水為熱網(wǎng)供水。房間長為5.2米,寬3.4米,高2.7米。吊頂?shù)拿娣e約為17.6平方米,由五組輻射末端并聯(lián)形成。
2.測(cè)點(diǎn)布置
室內(nèi)空氣溫度,包括空氣溫度梯度和黑球溫度梯度兩部分。室內(nèi)空氣溫度覆蓋率度測(cè)點(diǎn)布置在小室中央,共10個(gè)測(cè)點(diǎn)以地面為垂直標(biāo)高零點(diǎn),向上為正,標(biāo)高和測(cè)點(diǎn)編號(hào)見表1。
表1空氣溫度測(cè)點(diǎn)布置測(cè)點(diǎn)編號(hào)T1T2T3T4T5T6T7T8T9T10標(biāo)高(米)2.652.652.550.52.452.41.81.10.50.1
在1.8米,1.1米,0.5米和0.1米的高度上,同時(shí)布置黑球溫度計(jì),以測(cè)量環(huán)境的平均輻射溫度。
三、數(shù)據(jù)分析
1.典型空氣溫度梯度
在輻射吊頂供暖的環(huán)境中,室內(nèi)空氣溫度存在梯度。其中,2.7米處的溫度,是根據(jù)當(dāng)時(shí)輻射吊頂下表各測(cè)點(diǎn)的溫度測(cè)量值,計(jì)算得到的平均溫度;0.0米處的溫度,是該時(shí)刻地面溫度的平均值。
可以得到,室內(nèi)空間可以分為四個(gè)區(qū)域。在0.1米以下,溫度基本不變或略有降低;在2.65米以上的范圍內(nèi)由于2.65米和2.70之間沒有布置更多的測(cè)點(diǎn),因而無法得到溫度梯的準(zhǔn)確值,但是可以判斷,溫度梯度很大。由于這一區(qū)域貼近吊頂,而且所占的空間很小,僅對(duì)流散熱產(chǎn)生影響,而基本不影響室內(nèi)的環(huán)境,因此在這里不做更多的討論。
在0.10米到2.65米的主要空間內(nèi),分析空氣溫度梯度曲線,可以大致的將溫度梯度分成兩個(gè)區(qū)域,參見圖1。其中,虛線為將溫度梯度沿高度分成兩個(gè)區(qū)域后,根據(jù)各自的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)得到的線形梯度擬合線。
從圖中分析,折線的折點(diǎn)位于高度為2.45米附近,將此高度根據(jù)吊頂?shù)母叨葻o量綱化,其相對(duì)高度為0.9,可以將室內(nèi)主要空間分為高區(qū)和低區(qū)。計(jì)算其與相應(yīng)測(cè)量值的剩余平方和,為0.23。其他時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)也基本上符合這一規(guī)律。高區(qū)溫度梯度較大,低區(qū)溫度梯度較小,是人員活動(dòng)區(qū)。在本例中,低區(qū)的溫度梯度為1.89℃/m,高區(qū)的溫度梯度為8.00℃/m。
2.黑球溫度分布
隨時(shí)間變化,相同位置的黑球溫度值波動(dòng)很小,不同高度的黑球溫度差別較大,其差值穩(wěn)定,參見表2。
表2黑球溫度波動(dòng)標(biāo)高(米)/溫差(℃)1.8-1.11.1-0.50.5-0.11.1-0.1最大值1.171.240.621.77最小值0.961.010.471.48平均值1.061.100.521.62
根據(jù)分析,室內(nèi)溫度穩(wěn)定,波動(dòng)很小,且兩者趨勢(shì)相同,因此黑球溫度和空氣溫度的溫度差也相對(duì)穩(wěn)定。
3.熱舒適性分析
為了對(duì)比相應(yīng)位置的空氣溫度,選擇在同一時(shí)刻,典型的空氣溫度、黑球溫度和周圍環(huán)境表面的平均輻射溫度(簡稱輻射溫度)的曲線,參見圖2。從圖中可以看到,在人員活動(dòng)區(qū),黑球溫度、平均輻射溫度基本呈線形變化,隨高度的上升,與空氣溫度的溫差有所減小。
表3溫差比較標(biāo)高(米)1.81.10.50.1黑球溫度與空氣溫度(℃)0.630.771.011.05輻射溫度與空氣溫度(℃)0.861.051.391.47
從這四點(diǎn)典型溫度可以計(jì)算黑球溫度和周圍環(huán)境表面的平均輻射溫度的溫度梯度。根據(jù)計(jì)算,其溫度梯明顯小于室內(nèi)的空氣溫度梯度。