毛细管重力循环供冷末端设备性能研究

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1、分类号：密级：学校代码：10069研究生学号：Y20100183毛细管重力循环供冷末端设备性能研究ResearchOilPerformanceofCapillaryGravity—PoweredCoolingTerminalDevice研究生姓名：谷德军专业名称：供热、供燃气、通风及空调工程指导教师姓名：金梧凤副教授论文提交日期：2013年05月学位授予单位：天津商业大学独创性声明及使用授权声明学位论文独创性声明本人所撰写的学位论文是在指导教师的指导下独立完成的研究成果。除己明确标注或得到许可外，所撰写的学位论文中不包含他人已申请学位或其他用途所使用过的成果，不包含其他个人或集体已经发表或撰

2、写过的研究成果，本人的指导教师对此进行了审定。对本文的研究做出重要贡献的个人或集体，本人己在文中做出明确的说明并表示谢意。如有不实，本人承担相应责任。二、学位论文及研究成果使用授权声明本人同意授权天津商业大学以非赢利方式保存、使用本人的学位论文的电子版及纸质版。授权天津商业大学将本论文的全部内容或部分内容提供给有关方面编入数据库进行检索、出版及提供信息服务。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。本人在校期间取得的研究数据、相关成果等知识产权归天津商业大学所有。注：涉及保密的学位论文在解密后适用本授权。⋯姗擗明指导教师签字：∥垂魂耘肚日砂7多年多月r日摘要降低以供冷为主的建筑能耗

3、，利用地表水和可再生能源等高温能源供冷，实现能源的阶梯利用是目前建筑能源领域的研究课题之一。风机盘管联合新风、全空气等空调系统形式在现代建筑中被广泛采用，通过空气对流的形式进行热量交换，室内温度分布容易出现不均匀性，而且会造成能源的巨大浪费。辐射空调供冷方式作为一种新型、节能的空调方式，以毛细管为换热元件，利用16～18。C冷水进行供冷，能够有效利用低品位能源。当房间维护结构的保温措施做得比较好时，对于人员活动量比较小的房间，辐射空调方式有可能能够满足负荷要求，不需要额外的补助制冷方式。但是，在大部分情况下，供冷过程中辐射板的供冷能力受结露风险以及室内吊顶空间的限制，辐射吊顶不能完全消除室内

4、显热负荷。当房间由于某种需要人员突然增多时，室内的负荷会相应跟着突然增大，由于辐射空调系统的降温速度较慢，也需要补助制冷方式进行加速降温处理。在增加辐射空调末端制冷量的措施中，大都围绕改变辐射板本身的结构的研究，在板表面进行一些技术处理，通过防结露的措施达到增加制冷量的目的。然而，此举虽有效的提高了辐射板的供冷能力，但是仍不能达到单依靠辐射板消除全部室内负荷的效果。重力柜是将毛细管网置于特殊制作的柜壳中，柜壳外表面上下开风V1，依靠循环柜内空气与室内空气的密度差，室内与循环柜之间形成仅依靠热压作用的空气自然对流循环，达到降低室温的目的。本文在设备结构参数的优化研究中，通过Fluent数值模拟

5、的方法得到设备的温度场分布特性，分析了设备内置毛细管网的管间距、管排数以及安装位置等参数对温度场、冷量的影响，以及室内流场分布情况。在设备的运行特性研究中，实验方法研究重力柜的供冷能力以及重力柜壁面盘管的冷量贡献率，使用吊顶辐射供冷系统时，在某些地区，当吊顶辐射不能完全消除室内负荷，或者当房问负荷突然增加，室内温度不能快速有效得到控制时，重力柜作为补助制冷设备起到补充冷量的作用，实验方法研究重力柜的补助制冷性能以及对室内热舒适性的影响。研究结果表明：重力柜内置毛细管网管间距为20mm、管排数由l排增加到2、3排时，冷量由218．4W增加到430．1W、737．6W，能够显著提高重力柜的供冷性

6、能；当内置1排毛细管网、管间距由30mm、减小到20mm、10mm时，冷量由197．4W增加到249．7W；重力柜厚度为150mm、内置l排毛细管网、管间距为20mm时，与后壁面、风口面距离分别为60、85．7mm时，冷量值达到最大218．4W。当重力柜内置3排毛细管、入口速度为0．15m／s时，出风口冷空气的影响范围达到重力柜风口前方1．9m处；由于出风口周围地面的温度比较低，出风口周围的地板结构具有蓄冷作用，使得地面以辐射、对流形式消除部分室内负荷，一定时间内也能维持供冷效果。由此可知，重力柜具有部分辐射供冷的效果。重力柜联合吊顶辐射板运行时，在室内达到稳定状态后，距重力柜水平O．3m以

7、内的区域，最大垂直温差达到3．5℃；0．3m以外的区域，人体活动区温度梯度在0．9．2．6℃内，符合ASHRAE手册中人体热舒适性标准的要求。因此建议采用重力循环系统形式时，将人员活动区设在距离重力柜水平0．8m以外的区域，由PMV和PPD值分析得知，重力柜对室内热舒适性没有影响。关键词：毛细管网；重力循环供冷末端装置；补助制冷；供冷特性ABSTRACTReducethebuildingsenergycons