基于PMV指标的室内环境热舒适度控制器设计

针对目前室内热环境调节缺少合理控制方法的问题,本文在分析温度、湿度、风速和平均辐射温度四个热环境参数对PMV指数影响的基础上,基于人体舒适度模型的模糊控制,将嵌入式ARM9芯片作为主控制芯片,结合无线传感网络,设计了一种室内舒适度控制器,并阐述了其系统构成与决策方法。该控制器不仅布设方便,而且能够在保证人体室内舒适度的情况下,减少调节室内热环境过程中带来的能耗。

基于ECOTECT模拟的魏家大院冬季热舒适性研究

为探究并改善传统民居的热舒适性,通过对冬季工况下魏家大院热环境要素实测数据及ECOTECT软件模拟结果进行耦合分析,以探讨赣南传统民居魏家大院建筑群的热舒适性特征。结果表明:针对魏家大院“厅屋组合式”的建筑空间布局,室外及天井处PMV的波动值大于室内,且两种研究方法下天井处测值弹性变化幅度均大于室内,但总体变化趋势相近。最终提出面向冬季工况下热舒适性改善的传统建筑空间优化建议,以期为传统建筑再利用提供新思路。

载人潜水器深海作业舱室热舒适性分析

为改善载人潜水器舱室热环境舒适性,采用PMV-PPD(predicted mean vote-predicted percentage of dissatisfied)热舒适性模型,分析了载人潜水器任务过程中舱室热环境与舒适性变化特征.以载人潜水器低纬度海域7 000 m海试任务环境数据为基础,分析了海试下潜过程中8个典型任务阶段的舱室热环境动态变化特征,并获取关键人因数据与环境数据,利用Matlab计算获得任务过程中舱室平均热感觉指数PMV与预计不满意者的百分数PPD,通过对比PMV-PPD线型,研究了过程舱室热舒适性动态特征和分布特征,针对风速和服装热阻两个可控因素进行热舒适性优化分析.研究结果表明:载人潜水器水下任务过程中,舱室PMV值在[-2,+2]之间持续变化;任务前期热舒适性特征为偏热,任务中后期热舒适性热证为偏冷;其中84%任务阶段舱室热舒适性较差,其中79.69%的任务阶段偏冷,16%任务阶段偏热;风速v和服装热阻I_(cl)为密闭舱室调节热舒适性重要影响因素.针对缺少空调系统的载人潜水器,控制热环境阶段保持0.5 m/s左右风速,冷环境阶段提升0.93～1.48服装热阻可有效改善舱室热舒适性.

基于节能理念的高职“楼宇自动化技术”教学研究

建筑节能的快速发展对从业人员的知识和技能提出了新的要求,相关课程的教学内容也需随之调整以适应这种新需求。文章探讨了在《楼宇自动化技术》课程中如何就中央空调系统节能新技术展开教学工作,主要从节能控制指标、通风系统能耗模型及模型预测控制的优势等三方面展开论述。

制冷剂辐射式供冷系统热舒适性研究

以郑州市一采用制冷剂辐射式供冷系统的办公室样板间为例,利用Airpak3.0软件模拟分析了热泵标准制冷工况下、蒸发毛细盘管间距为100mm时室内的温度场、速度场、相对湿度场、PMV和PPD分布云图。利用实验结果证明了模拟结果的可靠性。模拟结果显示:该办公室采用制冷剂辐射式供冷系统,仅距离地板0.36 m以上范围内能满足人体热舒适性要求。

侧墙和顶板毛细管辐射供冷性能的实验研究

研究了供水温度16℃和18℃时侧墙和顶板毛细管辐射供冷室内热环境响应特性及舒适性等。结果表明:2种末端供冷室内平均辐射温度和操作温度均在4h内达到稳定,且稳定阶段温度低于28℃;毛细管间距2cm与4cm情况下侧墙辐射单位面积热流量稳定值差20.62 W/m^2。稳定阶段2种辐射末端室内温度分布均匀,顶板辐射室内满足I级热环境标准(PMV≤0.5),侧墙辐射满足II级热环境标准(0.5<PMV≤1)。2种形式辐射末端都能营造舒适室内热环境。

自然通风建筑热舒适评价模型

针对自然通风建筑环境内预计平均热感觉指数PMV与实际热感觉投票值TSV有明显偏差的问题,总结分析了目前自然通风建筑热舒适评价模型的研究成果,介绍了PMV修正模型和适应性模型以及将二者结合的预测适应性平均热感觉aPMV模型。结果表明,3种评价模型均可预测自然通风建筑的热舒适性,但各有优缺点。虽然目前我国已有针对自然通风建筑的热舒适性评价标准,但PMV模型与适应性模型相结合的研究还不够,二者结合的作用机理尚不完全明确。如何利用已有的评价模型指导自然通风建筑的设计和运行,使之发挥更大的节能潜力是未来自然通风建筑热舒适性研究的方向之一。

基于太阳辐射影响的室内热环境特性

通过实验测试和理论计算,从平均辐射温度和实际热感觉投票等方面综合分析了太阳辐射影响下室内热环境特性的变化规律,分析了适用于此环境下平均辐射温度的计算方法,并提出了现阶段空调分区存在的问题,研究了更为细致的空调分区方法。研究表明:太阳辐射影响下室内热环境整体呈现不均匀分布的现象,壁面温度、空间温度及平均辐射温度与太阳辐照度之间存在密切联系;当室内环境受太阳直射影响时,使用黑球辐射温度换算得到平均辐射温度的方法存在一定偏差,使用辐射区平均辐射温度理论值计算得到的PMV与人体实际热感觉投票值基本一致;建议在建筑内外区划分的基础上,对建筑进行更为细致的分区,以便对建筑不同区域的瞬时负荷实时调控,以期达到热舒适及节能的目的。

室内热环境自动控制方法综述

分析了室内热环境自动控制方法,将其归纳为4个发展阶段:基于设定值的控制、基于PMV的控制、基于热感觉表达的控制、基于热感觉预测的控制。介绍了每个阶段的室内热环境自动控制方法的优缺点。随着信息技术、人工智能技术的发展,基于热感觉预测的室内热环境自动控制方法是室内热环境自动控制技术的发展方向。

基于驾乘人员热感觉的车内空调送风参数设计

由于车内热环境的高度不均匀性,适用于均匀热环境的平均热感觉(PMV)评价方法无法对乘员热舒适状态做出客观评估。等效均匀温度(EHT)评价方法则考虑了不均匀热环境对人体的影响。通过建立计算流体力学(CFD)与人体热调节模型的耦合模型,采用最优拉丁超立方设计法,建立乘员舱空调送风参数和太阳参数与EHT和PMV等参数之间关系的近似模型。基于两种评价方法,通过序列二次规划优化算法(NLPQL),对不同热舒适需求下的送风参数进行设计。对比两种评价方法所设计的送风参数下,人体平均皮肤温度、人体与车内热环境的潜热/显热交换量等参数的区别。发现同一热舒适需求下,相较于PMV评价方法,基于EHT评价方法设计出的送风状态更偏向高风温及高风速。

风扇调风作用对建筑空调能耗的影响分析

通过CFD模拟了风扇调风作用对典型建筑室内风场的影响,将调风作用下室内风速的调节区间作为研究依据。以PMV作为热舒适性的评价指标,研究了典型人体活动状况下,空调及空调加风扇调风两种工况下的风速和温度等因素的耦合关系,得出了引入风扇调风后满足热舒适性标准时的室内温度值,分析了风扇调风措施对建筑节能的影响及节能潜力,并提出了相关的节能建议。

高海拔矿井作业人员动态热舒适性评价

针对高海拔矿井井下通风环境差及通风能耗浪费问题,通过修正的高海拔矿井平均热感觉指数(PMV)模型,评价高海拔矿井作业人员的动态热舒适性。根据典型工况日的气象参数信息计算井上逐时热舒适度,生成井上逐时热舒适度曲线控制图,并通过建立的井下PMV模型,拟合生成井下仿自然热环境控制曲线,实时反映井下作业人员的热舒适感变化情况。研究表明:井上环境12:00-19:00时间段内舒适度为稍凉,7:00-12:00与19:00-3:00舒适度为凉,3:00-7:00舒适度为冷,经试验验证修正后的PMV模型适用于高海拔低气压环境,优化后井下热舒适度0:00-12:00及18:00-0:00舒适度为中性,12:00-18:00舒适度为稍暖;优化后的井下热舒适指标更接近人体热舒适感的最优值。

不同供暖末端室内热舒适实验研究

实验测量了室内设计温度为18℃时,分别采用风机盘管、顶板辐射、侧墙辐射、地板辐射4种不同供暖末端时的室内温湿度、空气流速和壁面温度等。结合16名受试者的皮肤温度测试和主观问卷调查,对比分析了这4种供暖末端的热舒适性。结果表明:4种供暖末端室内竖直温差和辐射非对称性均满足热舒适要求;地板辐射的竖直温差最小,脚背温度及脚部热感觉和热舒适投票最高,整体热舒适和热可接受度都高于其余3种末端;顶板辐射的头部和上身热感觉和热舒适投票高于其余3种末端;毛细管网底端距地面0.5m的侧墙辐射,头脚温度梯度最大,其整体热感觉与热舒适投票均偏低;对于顶板辐射和风机盘管,在空气温度相差不大时,有较高黑球温度的顶板辐射的热感觉和热舒适投票更高;PMV预测评价辐射环境热舒适时,需对其进行修正。

方柱面贴附置换通风模式效果及人员热舒适性研究

为有效解决现有大空间建筑传统混合通风模式存在的弊端,提出了一种基于方柱面贴附的置换通风模式。建立了包含4根方柱的数值计算模型,采用Airpak软件对不同送风温度和速度组合工况下该通风模式的通风效果和人员热舒适性进行了模拟研究,得到了空间内速度场、温度场、PMV及平均空气龄的分布特性。并与传统混合通风模式进行了通风效率、空气扩散性指标(ADPI)、PMV及呼吸区高度平均空气龄的对比分析。研究表明,方柱面贴附置换通风模式较现有混合通风模式通风效率高、人员热舒适性好。

围护结构内表面发射率对人体热舒适的影响

基于人体热平衡和辐射换热原理,对Fanger的PMV模型进行了改进,建立了基于围护结构内表面发射率的热舒适模型,分析了冬夏季工况下不同内表面发射率对人体热舒适和平均辐射温度的影响,得到了满足人体热舒适与节能要求的围护结构内表面最佳发射率。结果表明:夏季工况下,随着表面发射率的减小,PMV值减小,同等舒适条件下室内设计温度可提高1～2℃;冬季工况下,随着表面发射率的减小,PMV值明显增大,同等舒适条件下室内设计温度可降低2～3℃。

基于现场调查的地下工程人员热感觉分析

通过对影响地下工程热环境的特殊因素进行分析,探讨了地下工程内人员热感觉变化的主要原因。对全国32个典型城市地下工程内部进行了热环境测试和人员热感觉问卷调查,分析了地下工程平均辐射温度对人员热感觉变化的影响,对比分析了人员的实际平均热感觉指标AMTS和预计平均热感觉指数PMV。结果显示:地下工程内温度较低时,人员的实际冷感更强烈;而温度较高时,AMTS比PMV略小。对全国不同地域的热中性温度与地温进行了回归分析,得到了地下工程的热中性温度模型和可接受的温度范围。

兼顾舒适度和节能要求的建筑能源控制系统研究

探讨利用太阳能在降低建筑能耗的同时又满足居住者舒适度需求,有利于改进建筑结构设计,利用可再生能源资源(风能、太阳能等),优化能量管理方式,降低建筑自身能耗以达到低排放或零排放目的。利用太阳能的能量补偿作用以及建筑自身的储热效应,根据国际ASHRAE标准设计满足舒适度指标要求的节能控制系统,以实现节能和舒适性双目标。首先分析了建筑围护结构散热、空气渗透失热、建筑内部热扰、太阳辐射获得热能以及设备的耗能等影响室温的多种耦合因素,然后利用仿真软件ENERGYPLUS和建筑控制虚拟试验平台(BCVTB)搭建了具有三个区域的办公建筑模型,综合利用制热-通风-空调系统(HVAC)设备及日照能量补偿的多种组合,进行了仿真试验。讨论了同时满足舒适性和节能双目标的最优控制方案。实验结果表明:利用可再生能源,在维持舒适性的同时,可以减少建筑能源消耗。研究量化了光照的能量补偿效果,并设计了相应的控制策略,为实现低/零能耗建筑提供参考方案。

基于个人热舒适模型的室内热环境控制方法综述

分析了基于个人热舒适模型的室内热环境控制方法,其中将个人热舒适模型分为2类:一种是PMV舒适模型,另一种是自适应热舒适模型。分别介绍了基于这两类热舒适模型对室内热环境进行控制的方法及优缺点。与传统的室内热环境控制方法相比,这种基于个人热舒适模型的控制方法充分体现了房间用户个性化的需求,能更好的满足个人热舒适性。

多联干式毛细管辐射热泵室内热舒适性实验研究

针对传统毛细管辐射空调的毛细管末端采用水作为载冷剂,二次换热降低了能效且存在冬天冻坏管路等隐患,本文提出以制冷剂为载冷剂的多联干式毛细管辐射热泵系统,并搭建了实验台,对该机组进行在冬季工况下制热测试。在冷凝温度48℃时,分别测试了风管机制热和毛细管辐射制热时的室内温湿度和空气流速。并结合PMV-PPD热舒适评价指标,对比分析了这两种供暖末端的热舒适性。实验结果表明:多联干式毛细管辐射热泵系统冬季工况制热8 h长时间运行,室内温度场分布均匀,1.5 m处水平温差最大为0.56℃、垂直方向温差最大为0.37℃,在回油过程中降温小于1℃,相对湿度维持在60%~65%,PMV和PDD热舒适指标分别维持在-0.5~0、0~10%,满足Ⅰ级舒适标准,且各指标均优于风管机。

辐射冷吊顶系统夏季室内设计参数探讨

基于经典的热舒适理论,利用PMV指标计算方法,研究了辐射冷吊顶系统夏季室内设计参数的选取问题,构建了该系统的室内设计参数的舒适性区域。通过与对流空调系统常用的夏季室内设计参数对比,给出了辐射冷吊顶系统等效热舒适条件下的夏季室内干球温度取值建议。