本發(fā)明屬于輻射供冷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及確定供水降溫時輻射供冷系統(tǒng)輻射板表面溫度變化的方法。

背景技術(shù)：

輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)相比，具有舒適性好，無吹風(fēng)感，無噪音，室內(nèi)溫度場分布均勻，節(jié)能的優(yōu)點。輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)了溫濕度獨立控制，解決了溫濕度耦合造成的能源浪費問題。在相同的熱濕環(huán)境下，采用輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)，人體熱舒適感相同的前提下，可以提高室內(nèi)設(shè)計溫度1-2℃。目前，我國輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)的供水溫度一般為16℃，回水溫度為18℃，因此，輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)為低品位冷源的利用提供了可能，展現(xiàn)了其節(jié)能的優(yōu)勢?；谳椛涔├淇照{(diào)系統(tǒng)節(jié)能與舒適的優(yōu)勢，解決環(huán)境問題，響應(yīng)國家建立資源節(jié)約型與環(huán)境友好型的戰(zhàn)略，輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)成為低能耗建筑和綠色建筑的首選空調(diào)系統(tǒng)形式之一，具有廣闊的應(yīng)用前景。

與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)相比，輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)擁有大面積的冷輻射表面，因此結(jié)露是其最大的問題。在輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)中，為了防止冷輻射面出現(xiàn)結(jié)露，輻射板表面溫度與貼附層露點溫度需要一定的溫差，即安全溫差。當(dāng)輻射板表面溫度與貼附層露點溫度之差小于設(shè)定的安全溫差時，輻射空調(diào)系統(tǒng)的冷表面就會出現(xiàn)結(jié)露的風(fēng)險。在實際的輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)中，安全溫差已經(jīng)設(shè)定，一般固定不變，當(dāng)室內(nèi)濕負(fù)荷突然增加時，需提高供水溫度或調(diào)節(jié)流量來防結(jié)露，當(dāng)運行穩(wěn)定后，輻射板表面溫度與貼附層露點溫度之差大于安全溫差時會造成能源浪費。因此，在研究輻射供冷房間濕量擴(kuò)散特性、濕度分層特性以及貼附層露點溫度動態(tài)變化的基礎(chǔ)上，有必要揭示為防結(jié)露提高供水溫度，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定后再降低供水溫度時輻射板表面溫度變化規(guī)律，為降低供水溫度防結(jié)露提供技術(shù)支持。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述的技術(shù)問題而提供一種確定供水溫度降低時輻射供冷系統(tǒng)輻射板表面溫度變化的方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

確定供水降溫時輻射供冷系統(tǒng)輻射板表面溫度變化的方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)實際運行條件，確定輻射板表面溫度變化的影響因素及各因素的變化范圍；

2)根據(jù)步驟1)確定的輻射板表面溫度變化規(guī)律的影響因素及各因素的變化范圍，運用ANSYS軟件模擬不同影響因素下供水溫度降低時輻射板表變溫度變化情況，獲取樣本數(shù)據(jù)；

3)基于SAS軟件，運用統(tǒng)計分析程序?qū)Σ襟E2)獲得的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析得到供水溫度降低時輻射板表面溫度變化預(yù)測模型。

步驟1)中，所述輻射板表面溫度變化的影響因素包括室內(nèi)環(huán)境溫度t_a、外窗內(nèi)表面溫度t_win、非供冷內(nèi)表面平均溫度t_average。

其中，所述供水溫度降低時輻射板表面溫度變化預(yù)測模型如下：

t_p＝-1.82173e^-τ+0.30414t_a+0.15160t_average+0.02339t_win+0.42719Δt_w+9.34133

t_p為輻射板表面溫度，單位℃，

τ為輻射板供水溫度降低后的時間τ∈[0,40]，單位min，

t_a為室內(nèi)環(huán)境溫度，單位℃，

t_win為外窗內(nèi)表面溫度，單位℃，

t_average為非供冷表面平均溫度，單位℃，

Δt_w為供水溫度變化，單位℃。

本發(fā)明通過根據(jù)輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)實際運行條件，確定輻射板表面溫度變化的影響因素及各因素的變化范圍，然后運用ANSYS軟件模擬不同影響因素下供水降溫時輻射板表變溫度變化情況，獲取樣本數(shù)據(jù)，再基于SAS軟件，運用統(tǒng)計分析程序?qū)Λ@得的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，確定預(yù)測模型以獲得供水降溫時輻射板表面溫度變化規(guī)律，回歸分析獲得的預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確性較高，控制系統(tǒng)簡單，可以實現(xiàn)實時控制，適宜在居住建筑供暖系統(tǒng)控制中應(yīng)用；運用本預(yù)測模型可以實現(xiàn)在為防結(jié)露提高供水溫度，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定后，輻射板表面溫度與貼附層露點溫度之差大于安全溫度時，有效確定降低供水溫度的最佳時間，以降低輻射板表面溫度以防結(jié)露，從而充分發(fā)揮輻射空調(diào)的供冷能力，減少能量浪費。

附圖說明

圖1為輻射供冷系統(tǒng)示意圖；

圖2為供水溫度降低時輻射板表面溫度隨時間的變化曲線圖。

具體實施方式

下面，結(jié)合實例對本發(fā)明的實質(zhì)性特點和優(yōu)勢作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明并不局限于所列的實施例。

參見圖1所示，本發(fā)明所述輻射供冷系統(tǒng)，包括輻射板，與所述輻射板的循環(huán)水路連接的板式換熱器4，其中板式換熱器4的進(jìn)水口連接分水器的一個出水口，分水器的另一個出水口連接新風(fēng)機(jī)組的進(jìn)水口，冷水機(jī)組的出水口連接分水器的進(jìn)水口，分水器將冷水機(jī)組的水分到板式換熱器以及新風(fēng)機(jī)組進(jìn)行換熱；板式換熱器4、新風(fēng)機(jī)組的回水口分別與集水器的兩個回水入水口連接，冷水機(jī)組的回水口分別連接集水器的回水出水口，集水器將自新風(fēng)機(jī)組與板式換熱器的回水返回到冷水機(jī)組；以上形成循環(huán)系統(tǒng)。

本發(fā)明目的是，針對上述輻射供冷系統(tǒng)，確定在供水溫度降低時其輻射板表面溫度的變化規(guī)律。

本發(fā)明通過研究輻射板表面溫度與與輻射板供水溫度降低后的時間、室內(nèi)環(huán)境溫度、室內(nèi)非供冷表面平均溫度、外窗內(nèi)表面溫度及供水溫度變化之間的相互作用關(guān)系，以實驗和數(shù)值模擬結(jié)果為樣本數(shù)據(jù)，運用基于SAS的多元統(tǒng)計分析，運用線性回歸的方法提出供水溫度降低后輻射板表面溫度變化預(yù)測模型，從而獲得供水溫度降低時輻射板表面溫度變化的規(guī)律。

具體的，本發(fā)明采用以下方法進(jìn)行：

1)確定輻射板表面溫度變化的影響因素

因為不同熱環(huán)境參數(shù)主要取決于對輻射板表面溫度影響顯著的因素，因此確定降低供水溫度防結(jié)露時輻射板表面溫度變化規(guī)律需考慮輻射板表面溫度變化規(guī)律的影響因素。

從輻射板的換熱角度分析，影響輻射板表面溫度的因素大致分為三部分：供水側(cè)因素、毛細(xì)管網(wǎng)輻射板側(cè)因素以及室內(nèi)外環(huán)境側(cè)因素。

(1)影響輻射板表面溫度變化的供水側(cè)因素有：水的物性參數(shù)、供水溫度、回水溫度。輻射板回水溫度是隨著供水溫度變化，因此兩者是非獨立變量，供回水溫度差一般保持在2℃，在此范圍內(nèi)水的物性參數(shù)變化很小，可以忽略其影響。因此，供水溫度t_w是影響輻射板表面溫度變化的主要因素之一。

(2)影響輻射板表面溫度變化的毛細(xì)管網(wǎng)輻射板側(cè)因素有：毛細(xì)管及輻射板的導(dǎo)熱系數(shù)，毛細(xì)管管徑、管間距，輻射板厚度，室內(nèi)環(huán)境溫度和輻射板與室內(nèi)環(huán)境間的綜合換熱系數(shù)。這些參數(shù)都與輻射板的安裝有關(guān)，因此，其對輻射板表面溫度的影響可視為常數(shù)。

(3)影響輻射板表面溫度的室內(nèi)外環(huán)境側(cè)因素有：室內(nèi)環(huán)境溫度t_a、外窗內(nèi)表面溫度t_win、非供冷內(nèi)表面平均溫度t_average。

綜上，可得出輻射板表面溫度變化規(guī)律的影響因素和變化范圍，見下表。

說明，供水溫度t_w根據(jù)《輻射供冷供暖技術(shù)規(guī)程》取值，室內(nèi)環(huán)境溫度t_a根據(jù)暖通空調(diào)設(shè)計規(guī)范中對民用辦公建筑室內(nèi)設(shè)計參數(shù)取值，外窗內(nèi)表面溫度t_win根據(jù)測試地區(qū)夏季室外計算溫度取值，非供冷表面平均溫度(不包含外窗)t_average參照ASHRAE中非供冷表面面積加權(quán)平均溫度AUST取值。

2)利用ANSYS軟件模擬獲得樣本數(shù)據(jù)

由以上分析可以看出，影響室內(nèi)熱環(huán)境的因素眾多，且各因素之間相互影響。依據(jù)現(xiàn)有輻射板固定的實驗臺及影響因素的分析，確定實驗方法。根據(jù)確定的實驗方案，運用ANSYS軟件模擬不同影響因素下輻射板表面溫度的變化情況及達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)(即溫度不出現(xiàn)波動)所需時間，從而獲得樣本數(shù)據(jù)。

ANSYS軟件是模塊化的動態(tài)仿真程序，對系統(tǒng)模擬分析時，只要通過調(diào)用實現(xiàn)這些特定功能的模塊，給定合適的邊界條件和初始條件，就可對系統(tǒng)的動態(tài)變化進(jìn)行模擬分析。不同的實驗工況僅僅通過改變邊界條件和初始條件就可以實現(xiàn)。

3)基于SAS軟件，運用統(tǒng)計分析程序?qū)颖緮?shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，獲得供水供水溫度降低防結(jié)露時輻射板表面溫度變化的預(yù)測模型。

經(jīng)回歸，由方差分析可知回歸方程整體顯著水平較高，方程擬合優(yōu)度和修正擬合優(yōu)度分別為0.6864和0.6840，各自變量回歸系數(shù)的t檢驗的P值(Pr>|t|)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.0001，各回歸系數(shù)非常顯著。

最后獲得的所述供水溫度降低時輻射板表面溫度變化預(yù)測模型如下：

t_p＝-1.82173e^-τ+0.30414t_a+0.15160t_average+0.02339t_win+0.42719Δt_w+9.34133

t_p為輻射板表面溫度，單位℃，

τ為輻射板供水溫度降低后的時間τ∈[0,40]，單位min，

t_a為室內(nèi)環(huán)境溫度，單位℃，

t_win為外窗內(nèi)表面溫度，單位℃，

t_average為非供冷表面平均溫度，單位℃，

Δt_w為供水溫度變化，單位℃。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。