0 引言

制冷剂辐射式供冷是一种新型的建筑物供冷形式[1]。它将空气源热泵、工质相变直接蒸发辐射供冷、温湿分控等技术结合，改变传统的对流换热方式，可同时实现供冷、供新风、除湿以及空气净化等功能，具有广阔的应用前景[2]。

与传统的水媒辐射式供冷系统相比，制冷剂辐射式供冷系统可将冷量在制冷剂和室内空气之间直接进行交换，减少了中间换热环节，进而降低了冷量损失，提高了系统的整体性能。本文利用Airpak3.0软件研究了采用制冷剂辐射式供冷系统的空调房间内人体的热舒适性。

1 热舒适性评价指标

目前普遍采用房间平均辐射温度、操作温度以及PMV-PPD等指标评价房间人体的热舒适性。国际标准ISO 7730:2005采用PMV-PPD指标描述和评价室内热环境，规定-0.5≤PMV≤0.5，PPD≤10%时的热环境为满意的热舒适环境。郭利华等人提出了我国热舒适性PMV，PPD的推荐值：-1.5≤PMV≤1.2，PPD≤20%[3]，本文选取该推荐值作为热舒适评价标准指标。

（c）I borrowed the book from the library， I can keep for a week.

图 13(b)为不同进口压强条件下自喷口中心点起往后各截面氢气的燃烧效率的发展趋势. 氢气的燃烧效率随着气流轴向发展逐渐增大, 并随着进口压强的增大, 燃烧效率不断增大. 其原因在于进口压强的增大使得空气质量流量增加, 同时高压对燃烧也起到一定的促进作用, 因此氢气的燃烧效率随进口压强的增大而增大, 最大值由0.435增大至0.646.

现代立体漆艺在继承传统的基础上不断向前发展，仅就胎骨的选择来看，有的艺术家沿用既有的几种类型的胎骨来表达现代人的审美理想。

2 数值模拟

2.1 物理模型

  

图1 郑州市样板办公室模型

z=-0.6 m截面的温度云图见图4。从图4可以看出，采用制冷剂辐射式供冷系统的办公室，在竖直方向上温度分层现象比较明显，室内温度随着高度增加逐渐升高，在距地面0.2 m处，上下区域温度变化较明显，而后逐渐趋于平缓，工作区域的温度维持在25.3 ℃左右。受到室内热源如计算机、人体的影响，工作区域的室内空气温度较其余部分温度高。人体脚踝处(y=0.1 m)遇到新鲜的低温空气时会产生羽流现象，0.1 m高度处的温度在23.2 ℃左右，与头部1.1 m高度处的温差约为2.2 ℃，满足不超过3 ℃的舒适性要求。

第四，在新时期的国有企业重组整合中，资产管理公司需要承担更加重要责任。相关的投资过程，融资制度向市场转变。原来的财政主导型逐渐向金融类别倾斜。在整个财政主导型中，财政支出毕竟有限。国有企业的重组、并购中的巨量资金难以得到满足。随着改革的进行，国有企业的资金支持也发生了相应的一些转变。最开始的财政拨款支持，后期补充的银行借款提供者资金。国有企业得到银行的资金支持也越来越多。也有一部分企业经营困难，导致企业债务延期，相关的机构也面临了很多的损失。资产管理公司能够进行更多的金融产品创新，进行资产管理操作，例如债转股等的业务。

2.2 数学模型

x=2.8 m截面的相对湿度分布图见图6。由图6可以看出：空气相对湿度沿高度方向上的变化较为均匀，工作区域内的相对湿度变化较小，房间内空气相对湿度为40.4%～43.7%；相对湿度在地板表面处最大，随高度增大，相对湿度减小；在靠近西外墙处由于外界温度的干扰，相对湿度最小。

  

图2 z=-0.6 m截面网格图

2.3 边界条件及相关参数设置

设定热泵标准制冷工况下的参数为蒸发温度10 ℃，过热度5 ℃，蒸发毛细盘管间距为100 mm。设定夏季室内设计温度为26 ℃，相对湿度为50%。在此工况下，计算可得夏季地板表面温度为19.8 ℃。西外墙、西外窗设为常热流边界条件，其他围护结构均设为绝热边界条件。夏季模拟时取送风温度为22 ℃，相对湿度为50%，送风速度为0.3 m/s，送风口尺寸为300 mm×200 mm。回风口采用默认边界条件。夏季典型着装的服装热阻取0.5 clo(0.08 m2·K/W)[5]。

3 模拟结果及分析

3.1 模拟结果验证

由图7～9可以看出：采用制冷剂辐射式供冷系统房间地板附近的热感觉较冷，随着高度的增加热感觉向适中变化，总体来看人体在该区域感觉“稍凉”；PMV为-1.690～-0.185，PMV下限超出了文献[3]提出的热舒适PMV值范围；距地面0.36 m高度以下的区域，PPD在20.0%～61.1%范围内，超出了文献[3]提出的热舒适PPD值范围；地板表面附近的温度最低，人员不满意度最大，PPD随着高度增加逐渐减小；当遇到计算机、人体、荧光灯的内热源作用导致室内温度提升时，PPD发生波动但变化不大。

根据ISO 7730:2005及ASHRAE相关标准，评价制冷剂辐射式供冷系统的室内热舒适性标准还包括：1) 距地板表面0.1 m和1.1 m高度处的温差不能超过3 ℃；2) 室内风速v≤0.25 m/s；3) 供冷室内温度在23～26 ℃范围内；4) 室内相对湿度在30%～70%范围内；5) 人体脚踝0.1 m高度处的温度不低于20 ℃。

☆ 张超，男，1974年10月生，博士，教授

  

图3 y=1.1 m截面温度模拟值与实测值的比较

由图3可以看出，各测点温度实测值稍高于模拟值，模拟值与实测值最大相差1.4 ℃，最大相对误差小于5.5%，这在工程上是可以接受的。总体而言，Airpak3.0软件的模拟结果与实测结果基本一致，表明本文建立的数学模型和选取的边界条件是合理的，模拟结果也是可靠的。因此，本文利用Airpak3.0软件，对上述工况和边界条件下房间内的温度场、速度场、湿度场及PMV-PPD云图进行模拟和分析。

3.2 温度场分析

  

图4 z=-0.6 m截面温度云图

研究对象为郑州市一采用制冷剂辐射式供冷的办公室样板间，其物理模型如图1所示。该办公室房间尺寸为7 m×5 m×3.6 m(长×宽×高)，位于建筑物中间层。西外墙上有2个尺寸为2.1 m×2.1 m的双层中空玻璃塑钢窗，窗台高0.9 m，采用内遮阳措施。其他三面均为内墙，东内门尺寸为0.9 m×2.1 m，地面敷设地板砖。房间内有2个人、2台台式计算机和2盏荧光灯。考虑到计算机内存和计算时间等因素，将台式计算机、灯具简化为相应尺寸的六面体模型。每台台式计算机的功率为120 W，简化为0.4 m×0.4 m×0.4 m(长×宽×高)的六面体模型；每盏单管荧光灯的功率为36 W，简化为1.2 m×0.2 m×0.2 m(长×宽×高)的六面体模型；每个人静坐发热量按58 W计算。新风除湿机的送风口布置在墙面上，距地板表面200 mm高，回风口布置在吊顶内。该房间采用热泵机组作为冷热源，蒸发毛细盘管安装在地板下，制冷剂在其中直接蒸发冷却制取冷量。蒸发毛细盘管采用总分式连接方式，双平行布置[4-5]，选取盘管间距为100 mm。

3.3 流速分析

  

图5 z=-0.6 m截面空气流速矢量图

z=-0.6 m截面的空气流速矢量图见图5。制冷剂辐射式供冷系统采用下送上回的置换送风方式。由模拟结果可以看出：室内空气的最大流速为0.25 m/s；在人体工作区域近地面处的水平方向空气流速约为0.05 m/s，人体所在区域竖直方向的空气流速为0.05～0.13 m/s；当高度达到1.73 m以上时，流速趋于平稳并维持在0.13 m/s。满足舒适性空调在供冷工况下人员长期滞留区域空调室内风速应不超过0.25 m/s的要求，工作区人员在室内无吹风感，舒适性较好。

3.4 相对湿度场分析

  

图6 x=2.8 m截面相对湿度分布

该系统办公室的送风速度较小，室内空气可视为不可压缩流体且符合Boussinesq假设；房间内空气流动属于稳态湍流；送风口送风均匀，室内空气的物性参数设为定值。在计算中选取K-ε两方程模型和离散坐标(DO)辐射换热模型。对房间离散采用六面体非结构化网格，x，y，z方向上网格的最大单元尺寸为0.3 m，对外窗等温度梯度较大的地方局部加密后表面的网格数为5，细化后的网格信息为：网格数为220 700，节点数为235 230。z=-0.6 m截面的生成网格如图2所示。

3.5 舒适性分析

z=-0.6 m和x=2.8 m截面上的PMV，PPD云图分别见图7，8。典型点(3 m,0 m,-2.5 m)沿高度y方向的PMV，PPD的变化曲线如图9所示。

 

  

图7 典型截面PMV云图

 

  

图8 典型截面PPD云图

 

  

图9 典型点(3 m,0 m,-2.5 m)沿y方向PMV和PPD的变化

为了验证模拟结果的准确性，将模拟结果与实验结果进行了对比分析。在静坐时人体头部(y=1.1 m)高度截面上，从典型点(0.5 m,1.1 m，-2.5 m)开始，沿x方向每隔1 m布置一个测点，采用VICTOR816型智能化微型测温仪，在上述边界条件下待系统运行稳定后测定各测点的空气温度，并将测试结果与模拟结果进行比较，结果如图3所示。

4 结语

针对郑州地区一采用制冷剂辐射式供冷系统的办公室样板间，利用Airpak3.0软件模拟了该样板间热泵标准工况下、蒸发盘管管间距为100 mm时室内的温度场、速度场、相对湿度场、PMV和PPD分布，并对室内的热舒适性进行了分析。分析结果表明，该采用制冷剂辐射式供冷系统的办公室在距地板0.36 m高度以下的区域，人员感觉“稍凉”，不满意度较高。可采用调整蒸发盘管制冷剂入口温度、优化蒸发盘管间距等措施扩大满足人员热舒适的范围。

参考文献：

[1] 余院生，张国伟. 地板辐射供冷与置换通风空调房间热环境模拟与分析[J]. 制冷空调与电力机械，2008，29(1)：11-16

[2] 王园园，张超，梁年良，等. 空气源热泵制冷剂直热式建筑采暖系统研究现状[J]. 建筑节能，2015，43(7)：21-24

[3] 郭利华, 朱能，蒋薇. 人体热舒适的实验研究[C]∥2002年全国暖通空调制冷学术年会文集，2002:119-223

[4] 李永安,闫佳佳,田丹丹,等. 毛细管网敷设方式对换热性能的影响研究[J]. 暖通空调,2015,45(4):78-83

[5] 王园园. 制冷剂辐射式供冷暖系统舒适性研究和能耗分析[D]. 郑州：中原工学院，2016：16