[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

说明书

本发明公开了一种PCM层埋管式地板辐射供冷末端参数预测方法，该方法包括以下步骤：一、基于TRNSYS软件建立PCM层埋管式地板辐射供冷建筑模型；二、建立埋管式PCM层传热模块，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。本发明方法步骤简单，设计合理，采用二维有限体积法对埋管式PCM层传热的物理模型进行节点划分并建立节点的温度求解模型，然后对节点的温度求解模型进行残差迭代求解，得到PCM层上表面平均温度和埋管回水温度，进而实现PCM层埋管式地板辐射供冷末端参数预测。

技术领域

本发明属于相变辐射供冷技术领域，尤其是涉及一种PCM层埋管式地板辐射供冷末 端参数预测方法。

背景技术

相变蓄能式辐射供冷/暖系统是近年来受关注较多的一种应用于建筑中的主动式相变蓄能技术。主动式相变蓄能技术能够主动调节蓄存能量的大小，以适应建筑的动 态需求，可较好的解决被动式相变蓄能技术受气候条件制约的局限性。相变蓄能式辐 射供冷/暖系统是将相变材料添加到辐射末端中，利用相变材料的较大的蓄热能力实 现系统的间歇运行，通常在夜间利用低谷电通过相变材料的相变过程将冷/热量蓄存 起来，在白天通过相变过程将冷/热量释放。该系统将蓄能式技术与辐射供冷/暖技术 的优势有效结合，既可较好的满足人体对热舒适性的需求，也可缓解电力峰谷差，并 利用峰谷电价政策降低运行费用，同时相变材料的加入提高了辐射末端的热惯性，降 低室内空气温度波动，从而减少冷热负荷，达到建筑节能的目的。

PCM层埋管式相变地板辐射供冷系统是相变蓄能式辐射供冷系统的一种形式，将供冷管置于地板的PCM层里面，相比管道置于PCM层外，PCM层直接与供冷水管接触， 增大了接触面积，降低了传热热阻，进而提高传热效率，可以充分发挥相变材料的作 用。现有研究常采用实验法或模拟法对主动式相变蓄能式辐射供冷技术进行研究。实 验法更接近工程实际，但是成本高，且实验工况受限。而模拟法不但操作方便，成本 低，且易实现多工况的仿真模拟。目前建筑热过程及建筑环境控制系统瞬态仿真软件 TRNSYS已耦合了相变模块，但仅能用于模拟单一PCM层的传热过程，仅能实现供冷水 管置于PCM层下方或上方的辐射供冷末端的模拟，不能用于计算模拟PCM层内部埋设 供冷水管的传热过程，因此不能实现对PCM层埋管式地板辐射供冷末端的模拟及运行 参数的预测，无法指导该系统的优化设计及运行调控。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种PCM层埋管式地板辐射供冷末端参数预测方法，其方法步骤简单，设计合理，采用二维有限体 积法对埋管式PCM层传热的物理模型进行节点划分并建立节点的温度求解模型，然后 对节点的温度求解模型进行残差迭代求解，得到PCM层上表面平均温度和埋管回水温 度，进而实现PCM层埋管式地板辐射供冷末端参数预测。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：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；