輻射供冷及表面結(jié)露特性及研究實驗

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1、輻射供冷的表面結(jié)露特性研究一、實驗?zāi)康?.對不同輻射末端、不同輻射板表面材料、不同輻射供冷供水溫度和供水流量進(jìn)行結(jié)露現(xiàn)象的實驗研究，并針對實驗現(xiàn)象進(jìn)行分析；2.針對影響結(jié)露狀態(tài)的因素，提出防止結(jié)露的方法，并對其進(jìn)行試驗驗證。二、實驗方法本項目將采取理論研究與實驗研究相結(jié)合，并以實驗研究為主的研究方式。三、實驗裝置及測量1、實驗房間實驗房間總面積為24m2，其構(gòu)造為：長×寬×高=4m×6m×3.5m。此房間是為了進(jìn)行輻射供冷暖實驗特定在一面積為120m2的實驗室中搭建的。采用彩鋼板制作而成，其彩色復(fù)合夾芯板的面質(zhì)

2、材料及保溫材料均為非燃材料，完全能夠滿足防火規(guī)范的要求，且導(dǎo)熱系數(shù)低，具有良好的保溫隔熱效果。實驗房間內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1實驗房間內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖窗戶結(jié)構(gòu)為北面的空腹雙層玻璃鋼窗，窗墻比為28.5%。輻射面的冷媒水管采用外徑為7mm的聚乙烯管，造價低并且不容易腐蝕，管間距為75mm；其中地板層結(jié)構(gòu)見圖2。圖2地板構(gòu)造示意圖輻射房間有四塊輻射板，分別布置在地面、屋頂以及兩面墻壁上，四塊輻射板共用一套分集水器，可以實現(xiàn)獨立和聯(lián)合運行，四塊輻射板可任意配合實驗。分集水器構(gòu)造見圖3。圖3分集水器另外，實驗室內(nèi)設(shè)有風(fēng)機(jī)盤管

3、系統(tǒng)，可以根據(jù)實驗需要選擇風(fēng)機(jī)盤管單獨運行、輻射供冷單獨運行，或者風(fēng)機(jī)盤管與輻射供冷系統(tǒng)同時運行聯(lián)合供冷。圖4表示實驗室中的風(fēng)機(jī)盤管。圖4風(fēng)機(jī)盤管實驗所用的冷水機(jī)組由海信變頻空調(diào)KFR-35W改造而成，主要由分體熱泵型變頻房間空調(diào)器的室外機(jī)，阿法拉代液—液板式換熱器，電腦控制箱和水泵組裝而成，由于采用了變頻壓縮機(jī)，本機(jī)組可以制出溫度較恒定的冷水，具體構(gòu)造如圖5。圖5冷水機(jī)組的組裝圖2實驗參數(shù)測量系統(tǒng)1.溫度測量溫度參數(shù)是本實驗測量的重點和難點，空氣干、濕球溫度均用K型熱電偶測量，其中空氣的濕球溫度用潤濕的紗布包

4、裹熱電偶進(jìn)行測量，測量方法示意圖如圖6所示。空氣的干球溫度的測量跟濕球溫度測量相似，只是沒有濕潤紗布裹起來，直接置于空氣中。熱電偶測量的溫度的電壓信號通過智能巡檢儀采集顯示，如圖7。圖6空氣濕球溫度測試示意圖圖7實驗數(shù)據(jù)記錄2.流量測量冷水的質(zhì)量流量通過玻璃轉(zhuǎn)子流量計測量。利用玻璃轉(zhuǎn)子流量計測出冷水的體積流量，量程為250-2500L/h，精度為10L/h。3測點的布置在地板、頂板表面布置六個熱電偶，南墻壁表面布置四個熱電偶，分別測量板面的表面溫度；在距離地面0．1m、1．1m、1．7m、2.4m、3.4m不同

5、高度分別布置六個測點，測量實驗室內(nèi)空氣溫濕度的分布；另外，在地板盤管的進(jìn)出口管道分別布置測點測量進(jìn)出口水溫。圖8和9分別表示實驗中測點布置示意圖和實際圖。圖8測點布置示意圖圖9測點的布置四、實驗分析及結(jié)論1.單獨運行地板輻射空調(diào)系統(tǒng)輻射板結(jié)露現(xiàn)象分析單獨開啟輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)時，在啟動階段，輻射板里的水管里的冷媒首先將輻射板溫度降低，輻射板表面通過輻射換熱和自然對流換熱的形式帶走室內(nèi)空氣的熱量。單開輻射供冷系統(tǒng)在運行初期實驗室內(nèi)輻射板結(jié)露現(xiàn)象如下表所示。表1初始運行階段的地板表面溫度與室內(nèi)露點溫度表上圖表示了單獨

6、輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)在運行初期4小時內(nèi)的地板表面溫度和距地面0.1m處空氣露點溫度。觀察實驗現(xiàn)象，在系統(tǒng)運行約1.8小時左右，輻射板面開始結(jié)露，結(jié)露初期輻射板面上有輕微霧氣，而后輻射板面溫度一直低于其附近空氣露點溫度，結(jié)露現(xiàn)象逐漸嚴(yán)重，具體表現(xiàn)為：輕微霧氣變明顯-形成輕微水珠-形成較大水滴。并且實驗過程中發(fā)現(xiàn)，在地板表面溫度和距地面0.1m處空氣露點溫度相等的時刻，輻射板面上并沒有發(fā)現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，而是在兩者相差0.5℃左右的時候才出現(xiàn)輕微霧氣，證明了理論分析結(jié)果，即當(dāng)輻射板溫度等于空氣露點溫度時，并不立即發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象

7、，一定的壁面過冷度是凝結(jié)發(fā)生的前提條件。由于冷媒管管所在的換熱層的換熱延遲，實驗房間空氣溫度近3個小時后才達(dá)到設(shè)計值。由實驗數(shù)據(jù)可知，系統(tǒng)運行前距離地面0.1m處的空氣含濕量與4小時后基本沒有差別，說明了冷水不能完全排除室內(nèi)產(chǎn)生的逐時濕負(fù)荷，單獨的輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)基本沒有除濕效果。單獨運行輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)，特別是在系統(tǒng)剛啟動階段，房間內(nèi)空氣的溫度和含濕量較高，露點溫度相應(yīng)也較高，并且，輻射板表面的溫度下降的速度比室內(nèi)空氣的降溫速度快，輻射板面很容易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。由上圖及上述分析，由于實驗室內(nèi)沒有除濕設(shè)備，隨著輻

8、射供冷系統(tǒng)運行時間的增加，那么結(jié)露情況會持續(xù)并且可能會更加嚴(yán)重。下表給出系統(tǒng)運行中后期地板表面溫度及其附近空氣露點溫度。系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，輻射板表面與其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面輻射換熱以及與空氣間的對流換熱基本達(dá)到平衡，地板表面溫度波動較小，維持在21℃左右，實驗房間內(nèi)空氣溫度在25-26℃左右。由于0.1m處空氣露點溫度始終高于輻射板溫度，結(jié)露現(xiàn)象一直存在，并且地板上有大面積積水現(xiàn)象。房間內(nèi)相