基于新型工位辐射供暖末端的热舒适性实验与模拟研究

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随着人们生活水平的提高,人们也越来越重视室内环境的舒适程度。研究表示,即使传统空调消耗了大量的能源,营造出一个相对均匀的室内环境,也很难满足人们多样化的舒适度需求。相对来说,非均匀的环境更加普遍,而个性化系统既能满足人们的舒适需求,又能减少不必要的能源消耗。近年来,关于个性化舒适系统的研究日益增多,学者们也探索出了很多种局部制冷或者供暖的方式来满足人们个性化的需求。但是系统类型多以夏季制冷或通风为主,少有关于冬季供暖的研究出现,且工位空调与辐射供暖相结合的个性化系统对人体热感觉与热舒适的影响方式也不明朗。非均匀环境中,局部辐射供暖对人体的刺激反应以及人体热感觉模型的变化趋势也有待进一步研究。本文将工位空调与辐射供暖相结合,通过实验的方式对工位辐射供暖末端(WRHT)的热舒适性进行了研究。根据实验设计,共邀请了20名在校大学生参加了此次热舒适系列实验,男生与女生各10名。本文主要研究了在不同室内环境温度(14、16、18、20℃)以及不同辐射末端板面温度(50、60℃)的实验条件下,人体热感觉与热舒适的响应趋势。实验中共涉及了10个工况,通过问卷调查的方式收集了所有受试者在受试过程中的主观热反应,包括整体热感觉、局部热感觉、整体热舒适、局部热舒适、热期望和热可接受度。实验过程中的其他客观参数也采用了相关仪器进行监测与采集。后续,采用UCBComfort软件建立了这种供暖方式下的人体热感觉模型,并根据实验数据进行了模型验证。采用验证后的合理模型对人体热感觉进行了拓展模拟,研究了其随室内环境温度、辐射末端板面温度、辐射末端宽度以及末端与人体之间距离的变化趋势。实验结果表明,WRHT在一定的条件下能使受试者产生积极响应,与18℃的环境温度的工况相比,在14、16℃的情况下效果更加明显,且16℃(板温60℃)能使受试者热感觉均值达到热中性。使用WRHT后,受试人员对当前环境的接受度明显升高。模拟结果表明,人体热感觉在随末端宽度与末端距离的变化之中存在变化节点,为后续相关组合方式优化与实验参数的优化研究中提供了参考依据。并且,WRHT的使用可以延伸背景区域空调的设定温度区间,减少冬季集中供暖时间,具有一定节约建筑能耗的潜力。
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