冷卻頂板加置換通風(fēng)系統中頂板進(jìn)水溫度的影響實(shí)驗研究

簡(jiǎn)介： 本文通過(guò)實(shí)驗研究了冷卻頂板加置換通風(fēng)系統中頂板進(jìn)水溫度的影響。頂板進(jìn)水溫度降低將使室內空氣溫度、壁面溫度都降低。頂板進(jìn)水溫度降低增大了冷卻頂板的制冷量，但削弱了置換通風(fēng)的制冷量。本文的研究使得對冷卻頂板加置換通風(fēng)系統的運行有了部分定量的了解。
關(guān)鍵字：送風(fēng)溫差 溫度梯度 出風(fēng)溫度

1 引言

　　置換通風(fēng)以較低的速度把新鮮清潔的冷空氣從房間下部送入，氣流以類(lèi)似層流的活塞流的狀態(tài)緩慢向上移動(dòng)，到達一定高度后，由于受熱源和頂板的影響，發(fā)生紊流現象，產(chǎn)生紊流區，然后從上部開(kāi)口排出。置換通風(fēng)的氣流有熱力分層現象，在下部為單向流動(dòng)區，空氣有明顯的溫度梯度和濃度梯度；在上部為混合區，溫度場(chǎng)和濃度場(chǎng)比較均勻，接近排風(fēng)的溫度和濃度。新鮮清潔的冷空氣先經(jīng)過(guò)人的呼吸區，然后排出，通風(fēng)有效性好。但由于房間下部存在明顯的溫度梯度，容易使人產(chǎn)生腳涼頭暖的不適感，所以送風(fēng)溫差不能太大；另外，由于送風(fēng)速度太大容易使人產(chǎn)生吹風(fēng)感，所以送風(fēng)速度也不宜太大。送風(fēng)溫差和速度的這兩個(gè)限制使得置換通風(fēng)提供的制冷量就較小，一般難以完全滿(mǎn)足房間制冷量的需求。目前解決這一問(wèn)題的最佳方案被認為是和冷卻頂板結合，冷卻頂板可以負擔顯熱冷負荷，使置換通風(fēng)送風(fēng)量減小，另外由于冷卻頂板的輻射作用，可以削減置換通風(fēng)帶來(lái)的較大垂直溫度梯度，提高人體舒適度[1, 2]。

　　目前國內對這種結合的空調系統雖有討論，但主要在于對國外技術(shù)的介紹或評述[1-4]，實(shí)驗研究很少。本文所涉及的實(shí)驗對冷卻頂板加置換通風(fēng)系統進(jìn)行了較全面的測試，限于篇幅，在此處只介紹冷卻頂板加置換通風(fēng)系統中頂板進(jìn)水溫度的影響實(shí)驗部分。

2 實(shí)驗條件

2.1 實(shí)驗房間

　　實(shí)驗房間平時(shí)的用途是一個(gè)綜合布線(xiàn)實(shí)訓室，尺寸（長(cháng)×寬×高）為7.07m ×5.73m×2.63m，其中高度為地板上表面至頂板下表面的距離。冷卻頂板是通過(guò)傳熱片把水管和金屬頂板聯(lián)結成的冷吊頂單元板形式（見(jiàn)圖1），每個(gè)單元板的尺寸（長(cháng)×寬）為1.175m ×0.575m，冷吊頂單元板之間串聯(lián)或并聯(lián)連接。吊頂的平面圖見(jiàn)圖2，共布置41塊冷吊頂單元板，有4塊和冷吊頂單元板面積相同的位置布置照明燈具，冷卻頂板布置總面積為27.7m2,占吊頂建筑面積的68%。實(shí)驗房間的平面圖見(jiàn)圖3，圖3中標號1、2、3、4、5、6、7和8是桌子，9、10、11是柜子，部分桌子的前面有凳子，共計15個(gè)凳子，每個(gè)凳子上坐一人。桌子7上放置采集數據用的計算機和采集板。室內的熱源是人員、計算機和采集板、照明燈具。實(shí)驗房間的南墻朝向和大氣相通的外界，距地面0.6m 以上全部是玻璃窗，玻璃窗為雙層，內有拖地窗簾，外有大面積遮陽(yáng)棚，太陽(yáng)光不能直射到南墻。東墻和西墻連接的都是有空調的房間，北墻連接的是走廊。置換送風(fēng)口為條形風(fēng)口，設置在北墻下部，為側送方式。排風(fēng)口設置在北墻上部。

2.2 測點(diǎn)布置

　　室內設6組測點(diǎn)測量空氣溫度梯度，6組測點(diǎn)分別編號為A、B、C、D、E、F，具體位置見(jiàn)圖2和圖3所示。每組測點(diǎn)有10個(gè)，高度分別為0.0，0.15，0.5，0.9，1.1，1.5，1.8，2.1，2.5，2.61m。

　　室內的墻面也設了部分測點(diǎn)，由于條件所限，東墻布置有5個(gè)測點(diǎn)，高度分別為0.5，1.1，1.8，2.1，2.5m；北墻設4個(gè)測點(diǎn)，高度分別為0.5，1.1，1.8，2.5m；西墻和南墻各設3個(gè)測點(diǎn)，高度分別為0.5，1.8，2.5m；因為南墻有拖地窗簾，所以南墻的測點(diǎn)實(shí)際是緊貼在窗簾的內表面上。冷卻頂板上部墻面也設有一溫度測點(diǎn)。進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口、冷卻頂板進(jìn)水口和出水口都各布置一溫度測點(diǎn)。以上所提及的溫度測點(diǎn)均為銅——康銅熱電偶，連接在溫度采集板上，溫度采集板又和計算機相連，每分鐘采集一組數據，寫(xiě)入指定數據文件。

　　另外還用溫度自記儀記錄室外大氣、鄰室、走廊的溫度。置換送風(fēng)風(fēng)量通過(guò)測試送風(fēng)口斷面上多處風(fēng)速求得，通過(guò)冷卻頂板的水量通過(guò)把水引出用稱(chēng)重法求得。

3 冷卻頂板溫度影響實(shí)驗

　　實(shí)驗1：置換通風(fēng)進(jìn)風(fēng)量605m3/h，進(jìn)風(fēng)溫度22.2℃；冷卻頂板進(jìn)水溫度21℃，水量0.288kg/s。

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