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1、连续式和间歇式控制的实验研究DSHP地板辐射供暖系统摘要:本文研究了一个连续和间歇控制了地板辐射采暖系统采用直接加热介质的制冷剂流量的一种新的实验研究。两种控制模式对热舒适性和测量的室内和室外空气温度，湿度和能源消耗的能源消耗方面进行对比。结果表明，该系统都能够在两种操作模式创造一个舒适的环境。在连续工作模式，垂直温度，楼板温度的变化很小，而且不由室外环境变化。身体的踝关节（0.1M）和头部（1.75米）之间的温度垂直梯度约0.4。在间歇性的经营模式，有2 空气温度变化（21-23 ）和4（23-27）的楼板的温度变化。身体的踝关节（0.1M）和头部（1.75米）之间的温度垂直梯度约0.5 C
2、。当使用间歇式加热方式，加热时间可以减少，跟连续模式下相比有30以上的能耗可以节省。热舒适性和节能的间歇运行模式时在供热系统中使用的一种新型保温材料墙和优化楼宇自控系统的控制策略将在未来广泛使用。关键词：DSHP，地板辐射采暖系统，操作模式，热舒适性，节能引言随着人口增长和生活水平提高，能源问题在当今世界正变得越来越重要。出于这个原因，越来越多的住宅供暖系统采用间歇性的操作方法。间歇运行模式可以大大减少加热时间，使能源消耗和成本也可以减少（徐，周，2000）。这可能是一个非常昂贵的系统，消耗大量的能量，以创建一个理想的热环境。但在现实中，我们需要制定切实可行的制度，创建一个更舒适的热环境相比于
3、传统的全空气系统，降低能源消耗。这些解决方案之一是地板辐射采暖系统（RFH）。 RFH系统有许多吸引人的优势，如良好的热舒适性，卫生和成本效益，（王，2004年）。低温空气源热泵水力与地板辐射采暖系统相结合，王等人进行了研究（2004年）。测量和分析系统的可行性。胡等控制策略，对水力地板辐射采暖系统的热舒适性和能源消费调查。 （2005年），这证明了节能减排可以实现间歇性的操作模式。良好的室内环境，间歇操作的低温热水地板辐射采暖系统的室内热环境数学模型由刘和刘（2004）发明，通过分析数学模型，可以得到当系统在冬天运行约半天时的能耗。空气源热泵和RFH相结合的相互方法的想法已经被一些研究人员所
4、提出。但上述所有研究加热低温热水进入管道，由于循环加热系统，需要大量的循环水系统，占能源消费总量的约40（Zhang等，2007）的供水。针对这些缺点，一种新的地板辐射供暖系统的制冷剂流量直接加热介质和新的图片系统与数码涡旋空气源热泵（dshp）使用的实验已在本文进行了研究。实验系统和程序原理图直接加热系统的传感器和控制设备布置如图1所示。一个数码涡旋空气源热泵(DSHP)作为热量来源和RFH制冷剂流量系统采用直接加热介质,利用一个变量DSHP涡旋压缩机制冷剂体积,可变电容可以从10%调整到100%,不断调整脉冲宽度调制(PWM)的阀门。与传统的低温液体循环RFH系统相比,在这个系统中,建筑加
5、热相变传热从压缩机流入管道放下的混凝土板。整个加热系统包括热泵装置，两个通风管道和两个地板采暖系统，供热系统的总面积约为82平方米。实验房子由三间房，其中之一是用于控制室，其他两个房间安装了嵌入式管道与地板辐射采暖管，间隔为150mm（第一室）和100mm（第二室）。在本文中，第二个房间进行了详细分析。第二室，共同的墙壁，4.8（深）X3.6（宽）X3.5（高）m，地板表面约17。图2所示的辐射楼板的施工细节。钢管混凝土板下的维嵌入式8x0.75毫米。为了减少流动阻力，管道被分隔成内蛇纹石模式的许多团体，各组的进风口和电源插座被设计成扭转回报系统。实验监测在实验过程中有三个参数测定：室内和室外
6、空气温度，湿度和能源消耗。测量中使用的构想是在表1所示。对于室内环境测量，电阻温度探测器（RTD）传感器被放置在不同的点的房间里，温度点的分布：12分在楼板面，4墙壁，天花板和地板的中心，7分室内中心线，高度0.75米水平在实验（GB/T13754-92）设定点温度的垂直。图3显示了在房间里的温度点。PT：压力/温度传感器 T：温度传感器1.电源2.数码涡旋压缩机3.电磁阀（PWM）4.风扇5.四阀6.室外换热器7.膨胀阀8.贮液器9.角阀10.岔管11.视镜 12.13.室内空气管道14.球阀15.地板辐射系统图1.示意图地板辐射直接加热系统DSHP。图2.楼板的垂直和水平的横截面的细节表1
7、.测量设备和他们的决定。DevicesTypeNo.PurposePrecisionRTDPT10055To measure temperatureo.rcPressure transmitterPT4-30S8To measure pressure0.1%Thermo-hygrometersTES-13651To measure ambient temperature and humidity0.5C/3%RHAmmeterDTS-86661To measure electric power consumption0.5%Data loggerXSL1To record data for T
8、emperature and pressure0.2%图3.实验温度分布的室内环境。待添加的隐藏文字内容1实验方法实验进行了3个月（11月2008年1月2009年）在中国河南省郑州市，采暖季节。这意味着在最坏的气候和操作条件下对实验装置的观察和测试。在这里，我们调查了两个经营策略（一）连续性和（二）间歇性。在连续工作模式，室外单元每天24小时以40负载运行，这是由热负荷的实验室决定的。间歇性的连续操作模式是在40负荷运行，使用间歇时间（1:00-5:00,9:00-13:00,17:00-21:00）（S.H.Cho and M.Zaheer-uddin.,1999），上午1:00开始系统运行
9、4个小时，然后在上午5:00关闭系统，上午9:00重新启动系统，不停地运行了4个小时，然后在13:00关闭;再次开启系统在 17:00然后在21:00关闭。实验结果与讨论数据是在2008-2009年采暖季收集到的，那些日子里，室外气象条件类似，所以连续式和间歇式的经营模式的性能结果是可以比拟的。 1月11日，2009年（连续）和2009年1月13日，（间歇）被选为分析，周围空气的温度范围-45，湿度1045。用两种不同的经营模式，分别测得的数据分析，分别得到24小时的温度曲线，如tj（室内空气平均温度），twp（结构围护结构的平均气温），tf（平均气温楼板的表面温度），ti（室内中心线的垂直高
10、度，在那里我是室内中心线的高度对应的温度）和to（操作温度）（ISO7730），和电力消费是两种不同的经营模式分析。热舒适传统的强迫对流供暖系统的参数室内空气温度，空气的干球温度。但RFH系统采用热辐射效应与辐射地板下铺设管道，只使用空气干球温度不能准确地评价热舒适性，所以W（平均辐射温度）能从本文中获得。当室内空气的速度小于0.2米/ S，W和tin这是方程（1），W可近似twp（结构围护结构的平均气温），可写为式（2）（王，2004年）。其中Aj是围护结构的面积权重系数，tj是相应的围护结构表面温度图4和图5显示tm，twp，tf，W（室外温度）的变化（P（室外湿度）的两种不同的加热模式，
11、随着时间的推移。图4显示，在连续加热模式下，温度基本上保持在22 C，有0.5的变化。它表明，连续操作模式，能够满足热舒适性与ISO7730推荐的舒适指数。结果还表明，tin，twp，tf与连续工作模式的微小变化，不与室外环境的变化。连续操作模式导致1 C的房间内的变化，空气温度（23-24 C）和2 C（26-28）在楼板的温度变化。图5显示了连续式和间歇式的差异。在间歇性的经营模式，tin，twp，tf，周期性变化。与连续模式相比，to有大的变化在间歇运行模式下（20-22.5），但仍保持高于20C，这意味着间歇性的，能够满足居民的热舒适性需要。 TF是上升时，在17:00开始的RFH系统
12、，然后，tj，twp，分别相应提高到最高值21:00。供暖系统停止运行后，气温逐渐下降，然后重新启动系统在1:00翌日上午，间歇供暖方式（1:00-5:00，9:00-13:00，17访问:00- 21：00）。间歇性的操作模式在2 C的房间内的变化导致空气温度（21-23C）和4 C（23-27）在楼板的温度变化。空气温度分布完全由热辐射交换引起的在无机械通风与地板辐射采暖系统的房间。两种不同的经营模式与空气温度的垂直分布图6和图7所示。图6显示了空气温度在连续工作模式下的垂直分布。有一种强烈的辐射传热之间的地板表面和0.1米水平的高度，因为它们之间的温度梯度较大，楼板和天花板之间的差别在温
13、度低于6 C。在人（小于2m高度的水平）的活动区域，不同空气温度的垂直分布均匀，人体的脚踝（0.1M）和头部（1.75米）之间的温度梯度约为0.4 C，负梯度，创造了一个“冷静的头脑，暖脚”的辐射环境。图7显示了间歇性的空气温度的垂直分布。所有温度周期性变化，并与小的垂直温度差异。在活动区域的人（小于2m高度的水平），人体的脚踝（0.1M）和头部（1.75米）之间的温度梯度约为0.5 C，与空气温度的垂直分布均匀变化。所以间歇性也能满足热舒适性的要求。能源消耗DSHP和RFH综合系统的目的是产生一个舒适的温度从地面延伸到一个正常的天花板高度的辐射加热区。连续操作模式可以很好地满足热舒适性。但是
14、，考虑到连续运行模式的经营成本高和一般民众的日常行程，间歇性的经营模式在（1:00-5:00,9:00-13:00,17:00-21:00）使用。表2显示的电能表计量的两种模式的电力消耗。表2显示，在热舒适性的前提下，间歇性的经营模式，可以节省更多的30的能量相比于连续的经营模式，而且，结论适应室外温度-45，与墙厚度240mm。根据潜在的节省，更多的技术将被用于加强节约能源，包括优化能源在建筑设计过程中，建设的信封中的新技术，配电系统，以减少能源消耗的技术，楼宇自控系统的优化控制策略等。结论一个地板辐射采暖系统与数码涡旋空气源热泵作为加热介质使用的制冷剂流量（DSHP）的一种新的实验研究。实
15、验结果和讨论是有益的辐射直接加热系统DSHP地板的设计和操作参考，得出的结论显示如下：（1）在连续工作模式，tj，twp，tf是小的变化，而不是由室外环境变化持续1 C的室内空气温度的变化（23-24 C）和2 C在楼板的温度变化（26-28）。有4之间的室内空气的温度和楼板的温度彗星。身体的脚踝（0.1M）和头部（1.75米）之间的温度垂直梯度约为0.4，与负梯度，创造了一个“冷静的头脑，暖脚”的辐射环境。从热舒适点，连续的，是一种理想的操作模式。（2）在间歇性的经营模式，tj，twp，tf是周期性的变化。ti的改变，从21至23 C，并保持在22 C基本上tf改变在23日和27 C时，人体
16、的脚踝（0.1M）和头部（1.75米）之间的温度垂直梯度约为0.5C，与平均空气温度的垂直分布，这意味着，间歇性的经营模式，能满足居民的取暖需求的变化。（3）间歇性的操作模式不仅满足热舒适性的要求，而且它与连续工作模式相比有明显的节能，在间歇性试验条件下所节省的能源达30以上。（4）热舒适性和节能的间歇运行模式，在供热系统中使用的一种新型保温材料墙和优化楼宇自控系统的措施将被广泛使用。参考文献：Xu, W., Zhou, Y. (2000) Temperature Control and Heat Metering Technology for HeatingSystem. China Pla
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