基于等相对湿度线新风处理的室内热湿环境营造节能基础研究

The purpose of indoor thermal built environment is to control temperature and humidity parameter and reduce energy consumption during the whole year working condition. The temperature and humidity independent control (THIC) system use fresh air and sensible heat sub-system to control indoor humidity and temperature separately, and increase the efficient of heating/cooling sources at the same time. The core idea of THIC system is to apply energy use principle of stepped utilization. This project will adopt the structure of THIC and use theoretical and experimental analysis to study the fresh air handling process and the network of sensible heat: (1) explore the formation mechanism of iso-relative humidity line of fresh air handling process, get the cooling/heating quantity, temperature grade requirement and regulating range of fresh air; (2) investigate the matching property of fresh air and sensible heat sub-system in the condition of different outdoor parameter and indoor heat humidity ratio; (3) establish the dynamic relationship among exergy destruction, heat and mass transfer dissipation and energy, identify the method of reducing destruction/dissipation and rising system efficiency. The result of this project is meaning for the formation mechanism of air handling process and provides the theoretical foundation of reducing destruction/dissipation and rising system efficiency.

建筑室内热湿环境营造的目标是控制温度和湿度参数并减少能源消耗。温湿度独立控制空调系统采用新风和显热子系统，分别控制室内湿度与温度，其核心思想是“温度对口、梯级利用”的能源使用原则。本课题将基于温湿度独立控制架构，采用理论推导和实验相结合的方法对新风处理和显热传递网络开展研究：（1）探索新风处理等相对湿度过程线的形成机理，得到不同过程线对应冷热量、冷热源温度品位的需求以及送风状态的调节范围；（2）在室外环境参数和室内热湿比变化条件下，研究新风子系统和显热子系统的匹配关系；（3）建立空调系统中热-功转换损失、冷热湿量传递耗散和能耗的动态关系，明确减少各环节损失/耗散与提高系统性能的方法。课题研究成果有助于实现室内温湿度参数的实时有效调控和冷热源的高效利用、梯级利用，对揭示空气处理过程的形成机理具有普适意义，为减少空调系统中的损失/耗散，降低建筑能耗提供理论基础。

建筑室内热湿环境营造的目标是控制温度和湿度参数并减少能源消耗。温湿度独立控制空调系统采用新风和显热子系统，分别控制室内湿度与温度。本课题将基于温湿度独立控制架构，采用理论推导和实验相结合的方法对新风处理和显热传递网络开展研究。主要研究内容及进展包括：（1）通过解析解研究新风处理传热传质驱动力的变化规律，获得典型室外环境参数和送风参数之间过程线的形成机理，分析不同过程线对冷热量和温度品位的需求以及送风状态的调节范围。（2）在新风系统层面，定量刻画新风热湿处理过程中介质、过程线、入口参数、热容流量比等因素和显热传递网络中的传热方式、流体掺混、传热能力、热容流量比等因素的影响。在空调系统层面，得到了在室外环境参数和室内热湿比变化条件下，新风子系统和显热子系统之间的动态匹配关系，并获得了在新风和显热子系统之间实现温度梯级利用的方法。（3）研究了全年工况和动态变化工况，在此基础之上，建立空调系统中的火用损失、冷热湿量传递耗散和能耗的动态关系，明确减少各环节损失/耗散与提高系统性能的方法。课题研究成果有助于实现室内温湿度参数的实时有效调控和冷热源的高效利用、梯级利用，对揭示空气处理过程的形成机理具有普适意义，为减少空调系统中的损失/耗散，降低建筑能耗提供理论基础。研究期间共表研究论文4篇，均为SCI检索论文（项目申请人为第一作者或通讯作者），申请国家发明专利4项，参加国内外学术会议3次，培养研究生2名，以上成果均已达到或超过项目预期研究成果。