毛細輻射空調(diào)技術的傳熱及流動特性研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，空調(diào)能耗迅猛增加，傳統(tǒng)空調(diào)采用溫濕度耦合處理技術，消耗了大量高品位的能量，低碳經(jīng)濟催生低碳空調(diào)，輻射空調(diào)系統(tǒng)應運而生。
　　輻射空調(diào)以其舒適、健康、環(huán)保、節(jié)能的優(yōu)越性得到世人的青睞，而利用多孔介質微細通道內(nèi)的強迫對流換熱已被證實是最具發(fā)展?jié)摿Φ母咝Ю鋮s解決方案之一，本文結合輻射板空調(diào)技術及熱管理論創(chuàng)新地提出了毛細吸液芯輻射換熱板空調(diào)系統(tǒng)。針對輻射空調(diào)的對流換熱和輻射換熱，以及冷媒介質在多孔介質內(nèi)

2、部的流動特性進行了研究。
　　本文的毛細吸液芯輻射換熱板技術源于熱管技術，在該毛細吸液芯輻射換熱板中，為了獲得最大的冷（熱）量，需要毛細吸液芯有足夠的毛細抽吸力，較小的流動阻力。首先對吸液芯多孔介質的孔隙率，疏水速度、平均孔隙半徑和承壓強度進行了研究。并通過添加緩凝劑得到了最佳配比。
　　通過比較傳統(tǒng)輻射空調(diào)末端換熱技術，在不斷改進的的基礎上設計了第三代毛細吸液芯輻射換熱板，通過搭建實驗模型空間，對冷媒不同進口溫度和改變發(fā)射

3、率條件下的毛細吸液芯換熱板的換熱了進行了測試，并比較了相同條件下蛇形輻射換熱盤管的換熱量，分析了不同板面溫度下的空間溫度分布，結果表明：在冷水進口溫度為11℃-16℃的條件下，制冷量提高了37％-57.7%，相比現(xiàn)在經(jīng)常采用的蛇形輻射換熱盤管，毛細吸液芯輻射換熱板增加了換熱面積，板面溫度分布更加均勻，而且可以做為吊頂層并承擔一定的壓力。表面發(fā)射率改變后，空間溫度分布相對于改變前更均勻，主要是因為表面發(fā)射率增大后，輻射換熱量增加，空間溫度

4、波動更小。根據(jù)毛細吸液芯輻射換熱板空調(diào)系統(tǒng)的熱交換過程，分析了冷媒介質與毛細吸液芯壁面換熱、毛細吸液芯輻射換熱板與裝飾層換熱、天花板表面裝飾層與房間空氣的對流換熱及各表面的輻射換熱。得到了天花板壁面溫度的計算公式以及毛細吸液芯輻射換熱板空調(diào)系統(tǒng)的綜合換熱系數(shù)。共同構成了毛細吸液芯輻射換熱板對室內(nèi)傳熱的數(shù)學描述。為毛細吸液芯輻射換熱板在以后的應用過程中奠定了一定的理論計算基礎。
　　通過對多孔介質流動理論分析，結合Hagen-Poi

5、seuille方程，建立了毛細吸液芯輻射換熱板流動阻力模型，所得到的模型是孔隙率、孔隙半徑、顆粒直徑、流體性質、流體速度、迂曲度的函數(shù)。該模型不含經(jīng)驗常數(shù)，每個參數(shù)都有明確的物理意義。通過比較可知，本模型和Ergun方程、實驗數(shù)據(jù)符合得較好，證明了該模型的合理性。比較分析了毛細吸液芯輻射換熱板和傳統(tǒng)的蛇形輻射換熱盤管的阻力，并利用ICP-Optional Emission Spectrometer對循環(huán)水在毛細吸液芯輻射換熱板內(nèi)部運行鈣

6、離子濃度進行了測試。
　　對傳統(tǒng)空調(diào)和輻射空調(diào)的耗能進行了分析，通過熱力學第一定律提出了綜合散熱度和集中散熱度揭示了輻射空調(diào)節(jié)能的原因，指出輻射空調(diào)的設計溫度相比常規(guī)空調(diào)的設計溫度高2～3℃。并通過熱力學第二定律火用值理論分析了毛細吸液芯輻射空調(diào)的節(jié)能優(yōu)勢。
　　最后，通過理論分析，采用C語言編程，CFD計算模擬，分析了毛細吸液芯輻射換熱空間內(nèi)溫度梯度分布及內(nèi)部多孔介質流動壓降，并將數(shù)值模擬結果與實驗數(shù)據(jù)、本模型公式、厄根公