CN105404771B - 一种确定辐射吊顶贴附层露点温度动态变化规律的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种确定辐射吊顶贴附层露点温度动态变化规律的方法。本发明具体步骤如下：首先确定贴附层露点温度动态变化规律的影响因素；其次利用ANSYSY软件模拟获得样本数据，然后基于SAS软件，利用多元回归分析法获得贴附层露点温度动态变化规律：y＝12.78891+0.31639×b+0.19712×c‑0.12698×d；y：贴附层露点温度；b：散湿强度；c：新风口与贴附层测试点的相对距离；d：湿源与贴附层测试点的相对距离。本发明构建室内湿量扩散模型，深入研究辐射板供水参数、室内热湿环境参数与贴附层露点温度之间的相互作用关系，运用统计分析的方法提出贴附层露点温度的动态变化规律。
Description
技术领域
本发明涉及辐射供冷技术领域，更具体的说，是涉及一种确定辐射吊顶贴附层露点温度动态变化规律的方法。
背景技术
辐射供冷是指降低围护结构中一个或多个内表面的温度，形成冷辐射面，依靠其与人体、家具及其它围护结构表面的辐射换热进行降温的技术。辐射供冷技术实现了温湿度独立控制，解决了温湿度耦合控制造成能源浪费的问题。采用辐射板供冷时，室内会形成均匀的温度场，且没有吹风感，可以在保证人体热感觉基本不变的前提下，提高室内的设计温度1-2℃。辐射供冷系统可以利用低品位的冷源，为低品位能源在建筑中的应用提供了平台，这也展现了其节能的优势。基于辐射供冷系统的节能性、舒适性，在当前我国可持续发展战略的背景下，辐射供冷空调系统成为低能耗建筑和绿色建筑的首选空调系统形式之一，具有广阔的市场应用前景。
与传统的空调系统不同，辐射吊顶供冷系统(以下简称辐射供冷系统)存在大面积的冷辐射表面，结露成为其最大问题，防结露措施会导致辐射板供水温度受限进而引发其供冷能力不足。目前辐射板冷水供应(以下简称供水)温度和新风量等参数一般固定不变，因此各个房间的防结露控制通常是每个房间供水流量的开/关控制方式来实现。防结露供水流量的开/关控制通常根据经验数据确定的安全温差(辐射板表面温度与辐射板下方贴附层露点温度之差)来确定辐射板供水流量的关闭时刻和开启时刻。在实际防结露控制中安全温差一般固定不变，当室内湿负荷突然增加时会引起以下不利结果：一是不能有效防止结露的发生，二是关闭供水流量时间过长(安全温差过大)而导致辐射板供冷能力的下降。因此，有必要研究辐射供冷房间湿量扩散特性、湿度分层特性的基础上揭示贴附层露点温度动态变化规律，以此动态控制辐射板供水温度和防结露供水流量的开/关时间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有技术中存在的不足，提供一 种确定辐射吊顶贴附层露点温度动态变化规律的方法。
本发明确定辐射吊顶贴附层露点温度动态变化规律的方法，具体步骤如下：
1)确定贴附层露点温度动态变化规律的影响因素
湿空气可以近似看作是理想气体，且其传播的运输方程与被动气体污染物的传播方程的形式相同，两者在室内传播的数学描述也具有相通性，因此可以借鉴影响被动气体污染物扩散的因子，间接地确定影响湿空气扩散的因子。
影响湿扩散有三大可及度，分别是送风可及度、初始条件可及度、湿源可及度。
(1)由初始条件可及度的定义公式知，基数取的是初始时刻室内空气含湿量的平均值，且在系统达到稳定后，在室内湿度的表达式中，初始条件的贡献率为0，所以不考虑初始条件对湿度扩散的影响；
(2)送风可及度在广义上还包括送风方式(AM)、送风口的形式(AF)以及送风速度(AV)、送风口与贴附层的相对距离(ARD)；
(3)湿源可及度包括湿源与贴附层的相对距离(WRD)对湿量分布的影响，在气流组织稳定后，湿源可及度主要是指湿源的散湿强度(WS)对室内贴附层湿量动态分布特性的影响；
2)利用ANSYSY软件模拟获得样本数据
根据所确定的模拟方案(指的是利用统计学“实验设计方法”获得的模拟内容与模拟次数)，运用ANSYSY软件模拟不同工况下室内热环境达到目标温度时所需时间；
3)基于SAS软件，利用多元回归分析法获得贴附层露点温度动态变化规律
利用“实验设计方法”优化“室内湿量扩散特性”模拟内容和次数，把模拟结果作为样本数据，利用“主成分分析和因子分析法”分析、提炼主要影响因子；通常实验、模拟数据的多个指标间具有多重共线性，主成分回归专门针对自变量之间存在严重共线性的情况，利用“主成分分析和因子分析”理论及SAS软件得到因变量与原始自变量的回归模型，利用该模型预测一定时间内贴附层露点温度的变化趋势，在实验和模拟数据分析的基础上提出主要影响因子综合变化分类条件下的贴附层露点温度动态变化规律：
y＝12.78891+0.31639×b+0.19712×c-0.12698×d
y：贴附层露点温度
b：散湿强度
c：新风口与贴附层测试点的相对距离
d：湿源与贴附层测试点的相对距离。
本发明构建室内湿量扩散模型，深入研究辐射板供水参数、室内热湿环境参数与贴附层露点温度之间的相互作用关系，运用统计分析的方法提出贴附层露点温度的动态变化规律。
本发明利用“实验设计方法”优化模拟内容和模拟次数；运用“主成分分析和因子分析法”分析、提炼对辐射板表面温度和贴附层露点温度动态变化规律有重要影响的关键影响因子；以实验和数值模拟结果为样本数据，运用基于SAS的“多元统计分析”得出贴附层露点温度动态变化规律。
本发明具有如下有益效果：
1)湿负荷突然增加时能够有效防止辐射板结露；2)尽量减少供水流量关闭时间，充分发挥辐射板供冷能力；3)系统运行过程中尽可能降低供水温度，进一步挖掘辐射供冷能力。
具体实施方式
下面对本发明做进一步说明。
1)确定贴附层露点温度动态变化规律的影响因素
目前，在暖通学科领域对湿扩散的研究较少，而湿空气可以近似看作是理想气体，且其传播的运输方程与被动气体污染物的传播方程的形式相同，两者在室内传播的数学描述也具有相通性，因此可以借鉴影响被动气体污染物扩散的因子，间接地确定影响湿空气扩散的因子，进而研究不同的影响因子对贴附层露点温度动态变化规律的影响。
影响湿扩散有三大可及度(即三个方面的影响因子)，分别是送风可及度、初始条件可及度、湿源可及度。
(1)对于初始条件这一影响因素，由初始条件可及度的定义公式知，基数取的是初始时刻室内空气含湿量的平均值，且在系统达到稳定后，在室内湿度的表达式中，初始条件的贡献率为0，所以在本文中不考虑初始条件对湿度扩散的影响。
(2)对于送风这一影响因素，送风方式(AM)、送风口的形式(AF)以及送风速度(AV)是影响气流组织分布的主要因素，而气流组织对含湿量的分布也有影响，因此送风可及度在广义上还包括送风方式(AM)、送风口的形式(AF)以及送风速度(AV)、送风口与贴附层的相对距离(ARD)。而在气流组织稳定后，送风可及度主要指的是送风含湿量对室内湿度传播的影响，夏季工况下，送风主要用于室内除湿，送风含湿量越小时，气流组织稳定后，室内各位置处的空气含湿量越小，这是显而易见的，因此在本文中不考虑送风含湿量这一影响因素，主要研究送风方式(AM)、送风口的形式(AF)以及送风速度(AV)、送风 口与贴附层的相对距离(ARD)对贴附层湿量动态分布特性的影响。
(3)对于湿源这一影响因素，与送风这一影响因素相似，湿源可及度在广义上还包括湿源与贴附层的相对距离(WRD)对湿量分布的影响，在气流组织稳定后，湿源可及度主要是指湿源的散湿强度(WS)对室内贴附层湿量动态分布特性的影响。
综上所述可以得出贴附层露点温度动态变化规律的影响因子和变换范围，见表1
表1影响因子的变化范围
2)利用ANSYSY软件模拟获得样本数据
由以上分析可以看出影响室内热环境的因子众多，且各因子之间相互影响。根据实验中影响因素的个数和各因素的变化范围，采用实验计划法有效降低试验次数，节约实验时间，确定实验中各因素的影响分析效果最佳的实验方案。根据所确定的实验方案，运用ANSYSY软件模拟不同工况下室内热环境达到目标温度时所需时间。ANSYSY软件是模块化的动态仿真程序，对系统模拟分析时，只要通过调用实现这些特定功能的模块，给定合适的边界条件和初始条件，就可以对系统的动态变化进行模拟分析。不同的模拟工况仅仅通过改变边界条件和初始条件就可以实现。
3)基于SAS软件，利用多元回归分析法获得贴附层露点温度动态变化规律
利用“实验设计方法”优化“室内湿量扩散特性”模拟内容和次数，把模拟结果作为样本数据，利用“主成分分析和因子分析法”分析、提炼主要影响因子；通常实验、模拟数据的多个指标间具有多重共线性，主成分回归专门针对自变量之间存在严重共线性的情况，利用“主成分分析和因子分析”理论及SAS软件得到因变量与原始自变量的(去掉多重共线性)回归模型，利用该模型预测一定时间内贴附层露点温度的变化趋势，在实验和模拟数据分析的基础上提出主要影响因子综合变化分类条件下的贴附层露点温度动态变化规律：
y＝12.78891+0.31639×b+0.19712×c-0.12698×d
y：贴附层露点温度
b：散湿强度
c：新风口与贴附层测试点的相对距离
d：湿源与贴附层测试点的相对距离。
Claims (1)
1.一种确定辐射吊顶贴附层露点温度动态变化规律的方法，其特征是，具体步骤如下：
1)确定贴附层露点温度动态变化规律的影响因素
影响湿扩散有三大可及度，分别是送风可及度、初始条件可及度、湿源可及度；
(1)由初始条件可及度的定义公式知，基数取的是初始时刻室内空气含湿量的平均值，且在系统达到稳定后，在室内湿度的表达式中，初始条件的贡献率为0，所以不考虑初始条件可及度对湿扩散的影响；
(2)送风可及度包括送风方式、送风口的形式以及送风速度、送风口与贴附层的相对距离；
(3)湿源可及度包括湿源与贴附层的相对距离对湿量分布的影响，在气流组织稳定后，湿源可及度主要是指湿源的散湿强度对室内贴附层湿量动态分布特性的影响；
2)利用ANSYSY软件模拟获得样本数据
根据所确定的模拟方案，即利用统计学“实验设计方法”获得的模拟内容与模拟次数，运用ANSYSY软件模拟不同工况下室内热环境达到目标温度时所需时间；
3)基于SAS软件，利用多元回归分析法获得贴附层露点温度动态变化规律
利用“实验设计方法”优化“室内湿量扩散特性”模拟内容和次数，把模拟结果作为样本数据，利用“主成分分析和因子分析法”分析、提炼主要影响因子；通常实验、模拟数据的多个指标间具有多重共线性，主成分回归专门针对自变量之间存在严重共线性的情况，利用“主成分分析和因子分析”理论及SAS软件得到因变量与原始自变量的回归模型，利用该模型预测一定时间内贴附层露点温度的变化趋势，在模拟数据分析的基础上提出主要影响因子综合变化分类条件下的贴附层露点温度动态变化规律：
y＝12.78891+0.31639×b+0.19712×c-0.12698×d
y：贴附层露点温度
b：散湿强度
c：新风口与贴附层测试点的相对距离
d：湿源与贴附层测试点的相对距离。
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