05-大空间建筑分层空调负荷新计算方法.pptx

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/11/10,#,单击此处编辑母版标题样式,上海理工大学,黄,晨,2016.11.11,大,空间建筑分层空调负荷新,计算方法,雏形,介绍内容,1,2,3,新方法计算思路,新方法提出背景,4,5,辐射、对流热转移负荷计算方法,新分层空调负荷计算方法验证,后续研究计划,2025/4/29 周二,大空间常见的典型气流组织,1.,新方法提出,背景,3,中送下回,喷嘴侧送分层空调,下送中回,置换分层空调,全,室空调,上送下回,下送上回：置换式,H,t,分层空调,2025/4/29 周二,4,大,空间分层空调传统负荷计算方法,1.,新方法提出,背景,实用供热空调设计手册：,分层空调负荷,围护结构负荷,室内热源负荷,新风渗透负荷,辐射转移负荷,对流转移负荷,喷嘴侧送下回分层空调系统：,工程常用简化处理：,分层,空调,70%,全室空调,空调区,常规空调,负荷,辐射热转移,对流热转移,+,辐射转移负荷,对流转移负荷,2025/4/29 周二,辐射热转移负荷,传统,计算方法,1.,新方法提出,背景,非空调区对空调区的,辐射热转移负荷：,式中：,C,1,=1.3,（地板辐射热转移,空调区辐射热转移）,式中：,C,2,称为冷负荷系数,，,（空调区辐射热转移,空调区,辐射转移负荷）,通常,C,2,=0.450.72,，,一般取,0.5,。该系数,基于三天的实测,数据。,直接辐射计算,C,1,=,f,（分层高度等）,C,2,=,f,（材料特性、逐时概念等）,5,2025/4/29 周二,对流,热转移负荷传统计算方法,1.,新方法提出,背景,非空调区对空调区,的对流热转移负荷：,空调区热强度,非空调区热强度,非空调区排热量,实验数据,无物理,意义，其它气流组织？,非空调区得热较大时，无法图解,查图得到,q,d,6,2025/4/29 周二,传统分层空调负荷计算方法不足,1.,新方法提出,背景,辐射热转移负荷：,实验数据,无物理,意义，,其它气流组织,？,非空调区得热较大时，无法图解,直接辐射计算,C,1,=,f,（分层高度等）,C,2,=,f,（材料特性、逐时概念等）,对流热转移负荷：,送风形式单一：无下送风、中部顶部送风等的计算方法,非逐时计算,屋顶附近温度取值：,t,p,=,t,w,+,（,23,C,）,壁面温度的简单求解,温度取值,7,2025/4/29 周二,大,空间分层空调负荷新计算方法思路,2.,新方法计算思路,对流热转移负荷：喷嘴送风、下送风,机理：分层面温差传热,+,流动换热,考虑适应任何气流组织的求解,C,0,考虑室内长波辐射反射问题,C,1,考虑,不同分层高度等,因素,C,2,考虑,不同建筑结构特性等问题,辐射热转移负荷,温度参数、,气流流动参数等,Block-Gebhart,模型,线算图表,辐射热转移负荷逐,时,负荷法,RTF,软件,8,2025/4/29 周二,3.,辐射、对流热转移负荷计算方法,大,空间分层空调辐射热转移负荷新计算方法思路,确立标准建筑，采用,C,0,、,C,1,、,C,2,确立实际建筑的修正方法，采用,RTF,法进行逐时计算，,C,0,、,C,1,、,C,2,、,RTF,法均进行了实验验证,辐射模型,空调,区得热,9,2025/4/29 周二,标准建筑设立,大,空间实验房结构特征,辐射热转移负荷,-,标准建筑的建立,3.,辐射、对流热转移负荷计算方法,10,2025/4/29 周二,辐射热转移,负荷,-,模型修正系数确定方法,影响因素,由建筑宽长比、发射率查图得到,建筑相对高度,3.,辐射、对流热转移负荷计算方法,地板辐射热转移,=C,0,地板,直接辐射热转移,11,2025/4/29 周二,影响因素,空调区得热修正系数,/C,1,辐射热转移,负荷,-,空调区得热修正系数确定方法,3.,辐射、对流热转移负荷计算方法,空调区辐射热转移,=C,1,地板,辐射热转移,12,2025/4/29 周二,辐射热转移,负荷,-,空调区得热修正系数确定方法,3.,辐射、对流热转移负荷计算方法,影响因素,高宽比,x,1,x,2,x,3,空调区辐射热转移负荷,=C,2,空调区辐射热转移,13,2025/4/29 周二,喷嘴侧送下回：,下送中回：,射流卷吸,机理分析,回风携带,模型实验,温度分布,盐水实验,回风机理,射流卷吸,示踪实验,环境实验,表征温度,PIV,技术,CFD,理论研究,Block-Gebhart,Multi-chamber,因素分析,来自非空调区,风量,G,net,因素的关联性,及其,关联程度定量,规律研究,先算图,表,系数,卷吸量,回风占比,大,空间分层空调对流热转移负荷新计算方法思路,3.,辐射、对流热转移负荷计算方法,T,1,T,2,14,T,1,T,2,G,非,-,空,T,h,2025/4/29 周二,对流转移热,=f,（送风温度、送风速度、非空调区内热源、送风排热比）,3.,辐射、对流热转移负荷计算方法,按传统方法计算获得：,Q1,、,Q2,、,q1,、,q2,、,qp,qd/Q2 qd,辐射转移负荷受气流组织影响可以忽略，,但对流转移负荷受气流组织影响较大,气流组织设计？,大,空间对流转移负荷曲线图,气流组织关键参数,风速、送风温度,组合,15,2025/4/29 周二,工况,P-1,P-2,P-3,P-4,P-5,P-6,室外温度,（,）,32.2,30.98,33.02,34.08,37.40,38.24,太阳辐射（,W/m2,）,156.5,245.0,675.0,521.5,670.0,322.5,送,风量,(m,3,/h),22030.5,21777.5,18764.0,18476.5,21613.0,24705.0,送风温度（,）,16.10,17.35,15.40,16.30,17.60,18.50,送风速度（,m/s,）,7.00,6.92,5.96,5.87,6.87,7.85,回风温度（,）,22.65,23.85,23.15,23.80,24.90,25.70,空调区内热源负荷,13523.54,4326.00,0,0,0,0,制冷量,(W),48580.92,43685.06,48958.40,46653.16,53117.55,49904.10,辐射热转移负荷,4099.06,10289.99,9480.70,13263.55,14755.20,17868.37,对流,热转移,负荷,实验值,(W,),11055.,7,11362.9,15478.4,11100.,2,14545.3,11429.3,理论,-,对流,热转移负荷,(W),11293.97,9782.17,13171.02,9704.76,13244.44,9615.25,理论,-,分层,空调负荷,(W),48819.20,42104.30,46651.03,45257.74,51816.71,48090.02,传统,-,对流,热转移负荷,(W),9641.61,8046.89,10043.09,8455.46,10210.68,8273.26,传统,-,分层空调冷,负荷,(W),47166.84,40369.01,43523.09,44008.44,48782.95,46748.03,对流,：,理论,-,实测,_,误差,-2.16%,13.91%,14.91%,12.57%,8.94%,15.87%,对流：传统,-,实测,_,误差,12.79%,29.18%,35.12%,23.83%,29.80%,27.61%,分层,负荷,：,理论,-,实测,_,误差,-0.49%,3.62%,4.71%,2.99%,2.45%,3.64%,分层,负荷,：传统,-,实测,_,误差,2.91%,7.59%,11.10%,5.67%,8.16%,6.32%,500m,2,大空间实验基地（喷嘴送风）：新方法、传统法、实验对比,4.,新分层空调负荷计算方法,验证,16,2025/4/29 周二,变量,分层高度,电热膜加热功率,工况,Case-1,Case-2,Case-4,Case-6,Case-7,Case-3,Case-4,Case-5,分层高度,/m,1.3,1.2,1.1,0.9,0.7,1.1,1.1,1.1,电热膜,功率,均值,/W,480,480,480,480,480,637,480,380,q/W,（,传统方法）,361.6,339.7,324.1,297.0,267.5,417.3,324.1,239.2,q/W,（,新方法）,400.0,419.8,395.6,368.3,369.4,520.4,395.6,284.6,送回风,负荷,/,W,413.7,408.4,380.8,373.6,349.0,494.9,380.8,269.7,误差,1,/%,-9.59,-19.07,-18.06,-19.35,-27.5,-19.82,-18.06,-15.93,误差,2,/%,-3.32,2.80,3.88,-1.41,5.85,5.15,3.88,5.50,误差,3,/%,-12.59,-16.81,-14.88,-20.49,-23.36,-15.68,-14.88,-11.31,传统方法和新方法简化算法分层空调负荷计算结果分析,大空间缩尺模型实验台（下送风）：新方法、传统法、实验对比,4.,新分层空调负荷计算方法,验证,17,2025/4/29 周二,大空间缩尺模型实验台（下送风）：新方法、传统法、实验对比,工况,分层高度,/m,房间发热,功率,/,W,风量,/(,m/h),实验时间,/h,回风温度,/,峰值,误差,均值,误差,Case-1,1.3,480,277,36,26.25,3.67%,3.35%,Case-2,1.2,480,266,36,26.07,4.82%,6.08%,Case-3,1.1,637,281,36,26.23,5.21%,8.11%,Case-4,1.1,480,282,36,25.89,6.49%,7.26%,Case-5,1.1,380,277,36,25.91,5.63%,7.02%,Case-6,0.9,480,261,36,25.97,5.41,%,4.41%,Case-7,0.7,480,269,36,25.91,5.01%,7.82%,实验工况表,工况,1,工况,3,4.,新分层空调负荷计算方法,验证,18,2025/4/29 周二,后续研究计划,完善计算方法，更多工况的繁衍计算,实验修正完善,实际建筑应用完善,绘制设计用莫迪图,编制软件,考虑热羽流作用的大空间射流设计方法,5.,后续研究计划,19,2025/4/29 周二,(300m,2,-8.75m),大空间热环境实验基地,1,、,16m,2,缩尺模型实验台,喷嘴送风,下回风,二次气流设备,可调侧杆,布袋送风,布袋送风,柱状下送风,上回风,二次诱导设备,中部回风口,下送风风口,电热膜,遥控测杆,20,2025/4/29 周二,(500m,2,-14m,),大空间热环境实验基地,2,、辐射换热模型实验台,喷嘴送风,二次接力,布袋送风,下送风,辐射换热模型实验台,21,2025/4/29 周二,大空间,盐水,缩尺模型实验台,环境水箱,羽流注入口,溢流槽,加固措施,模型回风口,模型柱状,下送风口,(,PIV),盐水、清水流量可控,浓度自动配比,盐水回收再利用,22,上海理工大学,黄晨,敬请各位同行提问、指导,