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冷卻頂板加置換通風系統(tǒng)中頂板進水溫度的影響實驗研究
簡介： 本文通過實驗研究了冷卻頂板加置換通風系統(tǒng)中頂板進水溫度的影響。頂板進水溫度降低將使室內(nèi)空氣溫度、壁面溫度都降低。頂板進水溫度降低增大了冷卻頂板的制冷量，但削弱了置換通風的制冷量。本文的研究使得對冷卻頂板加置換通風系統(tǒng)的運行有了部分定量的了解。關(guān)鍵字：送風溫差 溫度梯度 出風溫度
1 引言
置換通風以較低的速度把新鮮清潔的冷空氣從房間下部送入，氣流以類似層流的活塞流的狀態(tài)緩慢向上移動，到達一定高度后，由于受熱源和頂板的影響，發(fā)生紊流現(xiàn)象，產(chǎn)生紊流區(qū)，然后從上部開口排出。置換通風的氣流有熱力分層現(xiàn)象，在下部為單向流動區(qū)，空氣有明顯的溫度梯度和濃度梯度；在上部為混合區(qū)，溫度場和濃度場比較均勻，接近排風的溫度和濃度。新鮮清潔的冷空氣先經(jīng)過人的呼吸區(qū)，然后排出，通風有效性好。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，所以送風溫差不能太大；另外，由于送風速度太大容易使人產(chǎn)生吹風感，所以送風速度也不宜太大。送風溫差和速度的這兩個限制使得置換通風提供的制冷量就較小，一般難以完全滿足房間制冷量的需求。目前解決這一問題的最佳方案被認為是和冷卻頂板結(jié)合，冷卻頂板可以負擔顯熱冷負荷，使置換通風送風量減小，另外由于冷卻頂板的輻射作用，可以削減置換通風帶來的較大垂直溫度梯度，提高人體舒適度[1, 2]。
目前國內(nèi)對這種結(jié)合的空調(diào)系統(tǒng)雖有討論，但主要在于對國外技術(shù)的介紹或評述[1-4]，實驗研究很少。本文所涉及的實驗對冷卻頂板加置換通風系統(tǒng)進行了較全面的測試，限于篇幅，在此處只介紹冷卻頂板加置換通風系統(tǒng)中頂板進水溫度的影響實驗部分。
2 實驗條件
2.1 實驗房間
實驗房間平時的用途是一個綜合布線實訓室，尺寸（長×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。冷卻頂板是通過傳熱片把水管和金屬頂板聯(lián)結(jié)成的冷吊頂單元板形式（見圖1），每個單元板的尺寸（長×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?shù)钠矫鎴D見圖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%。實驗房間的平面圖見圖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個凳子，每個凳子上坐一人。桌子7上放置采集數(shù)據(jù)用的計算機和采集板。室內(nèi)的熱源是人員、計算機和采集板、照明燈具。實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(nèi)有拖地窗簾，外有大面積遮陽棚，太陽光不能直射到南墻。東墻和西墻連接的都是有空調(diào)的房間，北墻連接的是走廊。置換送為條形，設(shè)置在北墻下部，為側(cè)送方式。排設(shè)置在北墻上部。
2.2 測點布置
室內(nèi)設(shè)6組測點測量空氣溫度梯度，6組測點分別編號為A、B、C、D、E、F，具體位置見圖2和圖3所示。每組測點有10個，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(nèi)的墻面也設(shè)了部分測點，由于條件所限，東墻布置有5個測點，高度分別為0.5，1.1，1.8，2.1，2.5m；北墻設(shè)4個測點，高度分別為0.5，1.1，1.8，2.5m；西墻和南墻各設(shè)3個測點，高度分別為0.5，1.8，2.5m；因為南墻有拖地窗簾，所以南墻的測點實際是緊貼在窗簾的內(nèi)表面上。冷卻頂板上部墻面也設(shè)有一溫度測點。進、排、冷卻頂板進水口和出水口都各布置一溫度測點。以上所提及的溫度測點均為銅——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(shù)據(jù)，寫入指定數(shù)據(jù)文件。
另外還用溫度自記儀記錄室外大氣、鄰室、走廊的溫度。置換送風風量通過測試送斷面上多處風速求得，通過冷卻頂板的水量通過把水引出用稱重法求得。
3 冷卻頂板溫度影響實驗
實驗1：置換通風進風量605m3/h，進風溫度22.2℃；冷卻頂板進水溫度21℃，水量0.288kg/s。
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