[发明专利]一种PCM层埋管式地板辐射供冷末端参数预测方法

权利要求书

1.一种PCM层埋管式地板辐射供冷末端参数预测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、基于TRNSYS软件建立PCM层埋管式地板辐射供冷建筑模型：

步骤101、采用计算机通过TRNSYS软件建立PCM层埋管式地板辐射供冷建筑模型，具体过程如下：

采用计算机利用TRNSYS软件中自带的“TYPE56”模块在“TRNbuild”工具中建立待研究建筑模型；其中，待研究建筑模型包括两个外墙、两个内墙、地板和顶板，地板为PCM层埋管式地板辐射供冷末端，且设定PCM层埋管式地板辐射供冷末端从上到下依次为地面层(1)、找平层(2)、PCM层(3)、保温层(4)和钢筋混凝土结构层(5)，PCM层(3)中埋设有供冷水管(6)；

步骤102、设定PCM层埋管式地板辐射供冷建筑模型的热工参数，具体过程如下：

步骤1021、设定外墙、内墙、顶板和地板中各个结构层的导热系数、比热容、密度；

步骤1022、设定外墙的总传热系数、内墙的总传热系数和顶板的总传热系数；

步骤1023、设定外墙上开设有南窗；

步骤1024、设定太阳得热系数；

步骤103、设置PCM层埋管式地板辐射供冷建筑模型的内外扰因素；

内扰因素包括人员、照明及设备；其中，设置人员人数、单个人体散热量、单位面积照明散热量及单位面积设备散热量，并设置人员的内扰作息时间，照明的内扰作息时间，设备的内扰作息时间；

外扰因素包括室外空气干球温度、室外空气相对湿度、太阳辐射强度和室外风速；

步骤104、设置空调供冷开启温度和通风换气次数；

步骤105、采用计算机利用TRNSYS软件在“TYPE56”模块中添加5个输出项和1个输入项；其中，5个输出项为地板的上表面热流密度、地板的上表面平均温度、找平层传给PCM层的热流量QCOMO、待研究建筑模型的室内空气温度和室内操作温度；1个输入项为PCM层上表面平均温度T_pcm；

步骤二、建立埋管式PCM层传热模块：

步骤201、采用计算机利用TRNSYS软件中“TRNSYS Simulation Studio”中创建埋管式PCM层传热模块，并将埋管式PCM层传热模块命名为“TYPE207”模块；

步骤202、采用计算机利用TRNSYS软件在“TYPE207”模块的“Variables”工具中添加参数项，“inputs”工具中添加输入项和“outputs”工具中添加输出项；其中，参数项包括供冷水管(6)的埋管间距L、PCM层(3)的厚度d、PCM层(3)中相变材料固态时的密度ρ_s、PCM层(3)中相变材料液态时的密度ρ_l、PCM层(3)中相变材料固态时的导热系数λ_s、PCM层(3)中相变材料液态时的导热系数λ_l、PCM层(3)中相变材料固态时的比热容C_ps、PCM层(3)中相变材料液态时的比热容C_pl、PCM层(3)中相变材料的相变潜热H、供冷水管(6)中流体与管壁面间的对流换热系数h₁、供冷水管(6)的供水温度T_g、供冷水管(6)中流速u、水的比热容C_fld、供冷水管(6)自身的导热系数λ_g、时间步长Δt、PCM层(3)中相变材料相变区间的最大温度值T_max和PCM层(3)中相变材料相变区间的最小温度值T_min，初始温度为T_C，供冷时间段s；

输入项为PCM层上表面热流密度q₁；

输出项为PCM层上表面平均温度T_pcm和埋管回水温度T_o；

步骤203、采用计算机利用TRNSYS软件在“TRNSYS Simulation Studio”菜单中选择“导出为FORTRAN”，则创建“TYPE207.f90”文件；

步骤204、采用计算机利用TRNSYS软件启动TypeStudio，并从“Workspace”菜单中“AddSource Files”工具中选择创建的“TYPE207.f90”文件；

步骤205、采用计算机在“TYPE207.f90”文件中建立埋管式PCM层传热的物理模型；

步骤206、采用计算机在“TYPE207.f90”文件中采用二维有限体积法对埋管式PCM层传热的物理模型进行控制体划分并建立控制体中心节点的温度求解模型；

步骤207、采用计算机利用残差迭代法对节点的温度求解模型进行残差迭代求解，得到各个控制体的中心节点的温度，进而得到PCM层上表面平均温度T_pcm和埋管回水温度T_o；

步骤三、埋管式PCM层传热模块和TRNSYS软件的耦合；

步骤四、PCM层埋管式地板辐射供冷末端参数预测与输出。