混凝土輻射供冷非穩(wěn)態(tài)傳熱RC簡(jiǎn)化模型的優(yōu)化及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.pdf

1、混凝土樓板的非穩(wěn)態(tài)傳熱過程研究是混凝土輻射供冷系統(tǒng)的一個(gè)重要研究方向，對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行和控制具有重要意義。RC簡(jiǎn)化模型是研究樓板傳熱的一種工程簡(jiǎn)化算法，簡(jiǎn)化模型的重點(diǎn)在于核心溫度層熱容和熱阻參數(shù)的確定。目前，天津大學(xué)張誠(chéng)提出了一種根據(jù)系統(tǒng)的幾何及熱工參數(shù)建立模型的方法，并用有限元數(shù)值模擬方法(FEM)驗(yàn)證了模型的計(jì)算精度。本文的主要目的是在此簡(jiǎn)化模型的基礎(chǔ)上，對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化研究，并通過實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)一步驗(yàn)證簡(jiǎn)化模型的適用性。
　　

2、模型的優(yōu)化主要從兩個(gè)方面進(jìn)行：一、在原三節(jié)點(diǎn)溫度簡(jiǎn)化模型中加入供水流量參數(shù)的模擬研究，實(shí)現(xiàn)供水溫度和流量的聯(lián)合變化工況模擬；二、利用有限差分法，將RC簡(jiǎn)化模型擴(kuò)展應(yīng)用到整個(gè)空調(diào)房間。另外，通過搭建混凝土樓板輻射供冷系統(tǒng)的全尺寸標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試艙，實(shí)驗(yàn)測(cè)定供水溫度階躍變化、供水流量階躍變化、室內(nèi)得熱階躍變化、系統(tǒng)啟動(dòng)過程和系統(tǒng)停機(jī)過程中，混凝土樓板的穩(wěn)態(tài)及非穩(wěn)態(tài)傳熱性能。最后，利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)建立的簡(jiǎn)化模型進(jìn)行驗(yàn)證。
　　 本課題的主要研究

3、成果包括：
　　 (1)利用熱電類比理論，計(jì)算樓板內(nèi)部垂直方向溫度分布；
　　 (2)在原混凝土輻射供冷系統(tǒng)RC簡(jiǎn)化模型(模型1)的基礎(chǔ)上，結(jié)合供水側(cè)的能量平衡分析，建立了混凝土輻射供冷系統(tǒng)的非穩(wěn)態(tài)流量模型(模型2)；
　　 (3)結(jié)合空調(diào)房間的結(jié)構(gòu)尺寸、混凝土輻射樓板的構(gòu)造參數(shù)、供水管路的布置形式等建立了簡(jiǎn)化模型的擴(kuò)展模型(模型3)；
　　 (4)利用MATLAB GUI編寫了模型2和模型3的可視化計(jì)算

4、程序；
　　 (5)搭建了混凝土樓板輻射供冷系統(tǒng)的全尺寸標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試艙；
　　 (6)利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分別對(duì)三個(gè)模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)工況驗(yàn)證，并對(duì)實(shí)驗(yàn)和模擬數(shù)據(jù)的對(duì)比時(shí)間序列進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析和熱響應(yīng)時(shí)間分析。
　　 結(jié)果表明：供水流量變化對(duì)混凝土輻射供冷系統(tǒng)的供冷性能影響很小，不宜采用此方法進(jìn)行供能調(diào)節(jié)；三種模型的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)模擬誤差較小，在非穩(wěn)態(tài)工況下，模型的模擬參數(shù)曲線與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)基本一致，簡(jiǎn)化模型對(duì)有明顯階躍