熱舒適條件下的船舶空調節(jié)能研究

【摘要】： 我國“十一五”規(guī)劃中,關于推進工業(yè)結構優(yōu)化升級中明確指出要加強我國的船用裝備配套能力發(fā)展船舶空調系統(tǒng)的生產設計和運營管理是加快我國船舶建造業(yè),提升我國航運業(yè)競爭力的重要舉措;同時加強船舶節(jié)能技術應用,是節(jié)約我國匱乏能源,合理利用資源,利國利民的百年大計。本文的研究是建立在國家發(fā)展所需、人民生活所向之上的關注船舶艙室環(huán)境舒適和節(jié)能的綜合性課題研究。 國內外大量的陸上研究表明,室內熱環(huán)境對人的身心健康和工作效率有著重要的影響,海上氣象的多變,艙室環(huán)境的復雜,船上人員的不同背景,這些因素是否會導致船舶艙室熱舒適與陸上建筑之間的差異?而又如何在保證熱舒適的前提下,盡可能的做到節(jié)能? 本文以熱舒適和節(jié)能為最終目標,通過對空調系統(tǒng)設計參數(shù)的優(yōu)化、氣流組織的改進和先進控制原理的應用研究為線索,選用航行于東海海域的短途豪華游船為參照,進行了系統(tǒng)的研究。在熱舒適理論研究方面,選用PMV指標作為評價指標,分析了各環(huán)境變量對PMV指標和系統(tǒng)能耗的影響;結合Matlab編程PMV計算,給出了我國船舶空調設計可選用的參數(shù)優(yōu)化組合范圍?，F(xiàn)場研究方面,經(jīng)過對實船調查數(shù)據(jù)的整理,研究了人員背景對熱感覺投票的影響,其中包括人員性別、年齡、職業(yè)、著裝等方面的研究和分析;經(jīng)擬合得出了船舶各艙室的室內熱中性溫度;分析得出由于服裝熱阻和新陳代謝率的選取不當,造成了PMV計算值相對TSV值存在較大的偏離,經(jīng)擬合二者差異得出修正方程,采用修正計算方法可減小PMV計算值與TSV之間的差值;討論了室內溫度和熱感覺對船員工作效率的影響,經(jīng)過擬合得出了工作效率較高的室內溫度和熱感覺投票范圍。在艙室環(huán)境模擬上,針對實船原有送風方式存在的不足,提出了三組改進方案,根據(jù)Airpak模擬結果對各組方案的送風效果進行了分析;模擬了下送上回方式下的艙室溫度場、氣流組織和人員熱舒適。在空調控制方面,提出了三種不同的船舶空調系統(tǒng)可采用的熱舒適指標控制方案;運用Simulink進行仿真,對比了傳統(tǒng)PID定溫控制和PMV指標神經(jīng)網(wǎng)絡控制的性能優(yōu)劣。 【關鍵詞】：船舶空調 熱舒適 節(jié)能 參數(shù)優(yōu)化 控制
【學位授予單位】：上海海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：U664.86
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-8
• 主要符號8-9
• 主要圖表9-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 研究背景11
• 1.2 船舶空調系統(tǒng)熱舒適11-13
• 1.2.1 船舶空調系統(tǒng)概述11-12
• 1.2.2 船舶空調熱舒適要求12-13
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 國內研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 國外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文的研究內容及研究方法16-18
• 1.4.1 本文的研究內容16-17
• 1.4.2 研究方法、技術路線17-18
• 1.5 研究意義18
• 參考文獻18-22
• 第二章 基于熱舒適的船舶空調系統(tǒng)設計參數(shù)優(yōu)化組合22-37
• 2.1 熱舒適評價指標22-27
• 2.1.1 有效溫度ET22-23
• 2.1.2 標準有效溫度SET23-24
• 2.1.3 PMV-PPD指標24-26
• 2.1.4 其他指標26-27
• 2.2 影響PMV-PPD指標的因素27-31
• 2.2.1 空氣溫度和平均輻射溫度的影響27-29
• 2.2.2 空氣相對濕度的影響29-30
• 2.2.3 空氣流速的影響30-31
• 2.3 熱舒適下溫濕度參數(shù)節(jié)能優(yōu)化組合31-36
• 2.3.1 滿足熱舒適的參數(shù)組合研究31-32
• 2.3.2 實船空調系統(tǒng)設計參數(shù)優(yōu)化組合32-34
• 2.3.3 結果與分析34-36
• 2.4 本章小節(jié)36
• 參考文獻36-37
• 第三章 船舶艙室熱舒適調查研究37-55
• 3.1 船舶艙室熱舒適調查背景及方法37-40
• 3.1.1 調查背景37-39
• 3.1.2 熱環(huán)境參數(shù)測量39-40
• 3.2 調查結果與分析40-45
• 3.2.1 不同環(huán)境組合下的熱感覺投票40-42
• 3.2.2 不同艙室內的熱感覺投票42
• 3.2.3 衣著投票42-43
• 3.2.4 環(huán)境偏好43-45
• 3.3 PMV計算中人為因素的修正45-49
• 3.3.1 TSV實測值與PMV計算值45-46
• 3.3.2 關于服裝熱阻值的修正46-48
• 3.3.3 關于新陳代謝率的修正48-49
• 3.4 熱舒適與工作效率的研究49-53
• 3.4.1 室內空氣溫度的影響50-51
• 3.4.2 熱感覺影響51-53
• 3.5 本章小節(jié)53
• 參考文獻53-55
• 第四章 船舶空調艙室熱環(huán)境模擬55-70
• 4.1 Airpak軟件介紹55-57
• 4.1.1 計算流體力學及Airpak軟件國內外發(fā)展史55-56
• 4.1.2 Airpak軟件的特點56-57
• 4.2 船舶艙室Airpak模型57-62
• 4.2.1 艙室簡介57-58
• 4.2.2 流體力學模型58-59
• 4.2.3 邊界條件的設定59-60
• 4.2.4 網(wǎng)格劃分60-61
• 4.2.5 模型精確性驗證61-62
• 4.3 不同送風方式下熱舒適分析62-68
• 4.3.1 原有送風方式模擬及結果分析63-64
• 4.3.2 方案一改進模擬與分析64-67
• 4.3.3 下送上回方式模擬與分析67-68
• 4.4 本章小結68-69
• 參考文獻69-70
• 第五章 船舶空調熱舒適指標控制70-85
• 5.1 國內外熱舒適指標控制研究現(xiàn)狀70-71
• 5.2 船舶空調傳統(tǒng)控制與熱舒適指標控制簡介71-74
• 5.2.1 傳統(tǒng)船舶空調系統(tǒng)控制方法及原理71-72
• 5.2.2 熱舒適指標控制概念及方式72-73
• 5.2.3 采用熱舒適指標控制的優(yōu)越性73-74
• 5.3 船舶空調熱舒適性指標控制可選方案74-77
• 5.3.1 基于PID控制的改進方案74-75
• 5.3.2 自適應神經(jīng)網(wǎng)絡控制方案75-76
• 5.3.3 模糊控制方案76-77
• 5.4 控制系統(tǒng)的Simulink仿真77-83
• 5.4.1 控制參數(shù)設定77-79
• 5.4.2 不同控制方法仿真模型的建立79-81
• 5.4.3 結果分析81-83
• 5.5 本章小節(jié)83
• 參考文獻83-85
• 第六章 結論與展望85-87
• 6.1 結論85-86
• 6.2 展望86-87
• 致謝87-88
• 附錄A PMV-PPD計算程序88-90
• 附錄B 船舶空調環(huán)境熱舒適調查表90-91
• 附錄C 船上工作人員著裝情況91-92
• 附錄D 神經(jīng)網(wǎng)絡Matlab源程序92-93
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文著作93

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毛織物熱濕傳遞性能研究    嚴灝景,趙書經(jīng),王云祥

冬季圍護結構冷輻射對人體熱舒適的影響    袁堂仕;高甫生;

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室內熱舒適性指標的評價    俞準;謝英柏;王江江;朱能;

火車站熱舒適性調查與分析研究    楊靜竹;雷波;

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油脂生產工藝中的余熱利用與節(jié)能研究    王贊社;顧兆林;馮詩愚;

船舶空調模糊控制實現(xiàn)方式的研究    闞安康;韓厚德;紀珺;

雙層玻璃幕墻建筑冬季熱舒適性調查研究    朱文運;王芳;何蕓蕓;

低溫送風系統(tǒng)    涂光備;冀英;賀克瑾;李松深;

校辦小工廠 勇闖大市場    王新 龐銳

集成、節(jié)能、多功能：地暖發(fā)展方向    林偉

中國全面檢討能源戰(zhàn)略    曹海東

上海精心打造“綠色”機場    章迪思

孫凌云——我相信，我能!    見習記者 鞠鑫磊

兩企業(yè)進入我市“科技孵化器”    舒小琴

湖南開展火電能耗分析及節(jié)能研究    高強

建筑節(jié)能研究大有可為    本報記者　陳敬農

綠色新民居修個天井“裝”風 讓出廊道納涼    本報記者 袁弘

東莞建筑節(jié)能研究達到國內領先水平    通訊員　 孫林

空調客車內氣流分布特性及動態(tài)熱舒適性研究    向立平

天津地區(qū)辦公建筑自然通風熱舒適性研究    郭春梅

桌面工位空調系統(tǒng)室內熱環(huán)境與熱舒適性研究    端木琳

新型平衡式變量葉片泵節(jié)能研究    陳磊

高寒地區(qū)利用太陽能改善農戶熱舒適性的實證研究    羅光華

人體熱舒適氣候適應性研究    茅艷

能耗前移與球徑精確化相結合增產節(jié)能研究    杜云鶴

被動式太陽能建筑結合相變墻體在沈陽地區(qū)的應用研究    陳其針

傳感器網(wǎng)絡的部署以及節(jié)能研究    吳曉培

座椅溫覺特性與坐姿體壓分布的實驗研究    周敏

熱舒適條件下的船舶空調節(jié)能研究    邢娜

寒冷地區(qū)被動式太陽房室內人體舒適性的研究    丁穎慧

深圳市居住建筑自然通風熱舒適與節(jié)能效果研究    胡曉峰

劇院座椅下送風系統(tǒng)的流場特性與噪聲的研究    劉芳

基于皮膚溫度的人體熱感覺特性實驗研究    孫宇明

椅凳類家具溫冷感測試方法研究    陸蔚怡

桌面工位空調送風系統(tǒng)的送風性能及熱舒適性的研究    康健

置換通風系統(tǒng)室內流場的實驗研究和數(shù)值模擬    閔凱

提高置換通風熱舒適性的數(shù)值模擬研究    廖凱榮

冷卻頂板置換通風復合空調系統(tǒng)的實驗研究    馬玖辰