辐射吊顶空调系统过冷度与结露延迟时间特性研究

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1、辐射吊顶空调系统过冷度与结露延迟时间特性研究辐射空调系统是一种通过辐射换热结合对流传热对室内供冷的空调系统, 其具有较好的节能性和热舒适性, 辐射空调最主要的缺点是辐射板表面有结露的风险。 现有的辐射空调的防结露措施大多为控制辐射板的温度始终比室内贴附层露点温度高 1-3 ( 经验性安全温差 ), 安全温差的大小直接影响辐射顶板的制冷能力。在工程实际中结露现象并非在辐射板温度低于露点温度时瞬间产生, 而是需要一定过冷度并存在一定的延迟时间。 在辐射空调的防结露措施中将结露延迟时间纳入考量可以大幅度推迟防结露控制启动时间 , 进而有效提升辐射空调的供冷能力。辐射空调领域对辐射空调结露的过冷度和延

2、迟时间特性的研究较少。 本课题通过实验研究与数值模拟相结合的方法, 综合研究了室内热湿状态与新风状态对辐射空调结露的过冷度与延迟时间的影响。本课题通过实验研究了室内热湿环境对辐射板表面结露的过冷度和延迟时间的影响。实验结果表明 :(1) 结露发生后, 辐射板表面的冷凝水在室内湿源正上方呈环状分布, 湿源上方的中心和四周的结露较少;(2) 辐射板表面结露的过程为辐射板表面先产生雾气, 经过 30 分钟左右产生颗粒状露珠, 再经历约 4 小时才会开始滴落 ;(3) 随着加湿速度速度的上升, 过冷度逐渐增加, 结露延迟时间逐渐降低,加湿速度每升高一倍结露过冷度增加约 0.084 ,延迟时间降低约 2

3、.8min;(4)随着辐射板表面温度的降低, 结露过冷度升高而延迟时间减少, 辐射板表面温度每升高 1结露过冷度降低约 0.53 , 延迟时间增加约 4min;(5) 随着室内温度的 升高 , 辐射板表面结露过冷度和延迟时间逐渐降低。室内温度每升高1结露过冷度减少约 0.078 ,延迟时间减少约 0.8min;(6)随着室内湿度的升高 , 辐射板表面结露过冷度变化较小而延迟时间逐渐降低, 室内相对湿度每升高5%结露过冷度降低约0.112 , 延迟时间降低约 1.2min 。 以上实验研究结论说明室内温湿度一定时, 过冷度越高延迟时间越低; 辐射空调房间内辐射板表面结露延迟时间随加湿速度的升高、

4、 辐射板温度的降低、 室内温度的升高和室内湿度的增高而降低。加湿速度和辐射板温度的改变会改变过冷度从而影响延迟时间 ; 室内温度和湿度改变结露所需的能量从而影响结露延迟时间。 在实验结果的基础上建立与实验相同的小型辐射空调房间模型, 验证并完善了模型的准确性。在此基础上为了扩展研究建立了实际应用空间的物理模型与数学模型, 研究了无新风、采用贴辐射流送风方式和采用置换通风三种送风状态下分别以0.5m/s 、 1m/s、 1.5m/s 和 2m/s 的风速运行时, 新风的送风方式、风速和相对湿度(45%-65%)等三个影响因子对结露过冷度和延迟时间的影响。模拟结果表明 :(1)相比无通风的工况,

5、贴附射流和置换通风的方式都不同程度减少结露的过冷度和增加结露延迟时间;(2) 置换通风房间内风速每升高 0.5m/s 过冷度平均降低0.72 , 延迟时间平均增加约 1.056min; 贴附射流也能减少过冷度但是不能增加结露的延迟时间 , 但是减少了辐射板表面结露的面积;(3) 贴附射流和置换通风都能降低贴附层空气平均含湿量, 且二者都是风速越大贴附层空气含湿量越低。贴附射流和置换通风都能降低贴附层空气的含湿量且贴附射流效果更显著 ,在相同的风速下贴附射流的贴附层空气含湿量比置换通风减少5-7%;(4) 新风湿度的增加会使得结露过冷度增加而延迟时间减少, 新风湿度每降低5%,结露延迟时间平均增加 0.14min 。以上模拟研究结论说明贴附射流防止结露的效果更好而对于已经结露的状态, 置换通风对减少结露速度有更好的效果。更高的风速和更低的送风湿度能增长置换通风房间内的结露延迟时间。 本课题采用了实验与模拟相结合的方法研究了房间内温湿度与新风状态对辐射空调结露的过冷度和延迟时间的影响 , 得出结露过冷度和延迟时间随各影响因子的变化动态特性, 本课题研究成果为进一步提升辐射空调系统的供冷能力和提高防结露技术的准确性提供了重要的基础性技术依据。