臺灣博碩士論文加值系統

本實驗之輻射冷房系統架構在長10m、寬7.6m、高3.85m的辦公室建築空間中。文中實驗主要目的是探討藉由不同進水溫度以及流量在輻射冷房中的冷卻效益，在一個辦公空間中不使用額外強制對流機械通風方式，僅使用輻射以及自然對流來達到換熱效果，以固定進板面水溫16℃、18℃、20℃、22℃、24℃五種變化搭配流量40LPM (公升/分鐘)、60LPM、80LPM、100LPM四種流量在1小時內相互影響來測試室內溫度變化。綜合實驗結果，在無冷凝水結露於輻射板面狀態下，18℃進水水溫，流量100LPM下可以得到本次實驗最佳冷卻效益。模擬部分則利用TRNSYS能源解析軟體以輻射冷板作為模擬對象，將實際實驗室現況作為模擬的環境參數，進而討論變更輻射冷板溫度、室內使用人數、儀器設備對於系統效能之影響，其結果可應用於往後開發輻射冷房系統之先期規劃中。後續實驗主要目的是探討輻射冷房在一般辦公室使用下，採用空調箱置換室內空氣，在上班時間中室內空氣品質與換氣量探討，實驗以二氧化碳濃度為室內換氣效率之指標進行為期一個月之監測，固定輻射冷板進水流量80LPM(公升/分鐘)水溫18℃，搭配進風溫度18℃，並控制相對濕度約60％，使室溫維持在25℃~27℃之間，從早上9點至下午6點間來測試室內二氧化碳濃度變化，綜合實驗結果發現室內CO2含量與換氣效果會隨使用者多寡以及使用時間長短而改變，而經由實驗所得的數據可用於評估預測一天二氧化碳濃度的分佈情形。

This study is to test the cooling capacity of radiant ceiling system established in a typical office. The dimension of the test chamber is 10 (Length), 7.6 (Width), and 3.85 meter (Height). The objective of this research is to figure out different supplying water temperature and flow rate embedded in radiant ceiling panels with a water circulatory system, which influences the cooling and energy efficiency of the test room. The heat transfer principles of radiation and natural convection are used to remove the sensible heat from the studied office without using any additional mechanical ventilation system to provide forced convection. Five conditions of inlet water temperature 16, 18, 20, 22, and 24 ℃ with water flow rate 40, 60, 80, and 100 LPM (liter per minute) is used to test the vertical temperature difference inside the room and discuss the interactive effects between the parameters within one hour. The experimental values reveal that the better operative efficiency occurs as the inlet water temperature is 18 ℃ and flow rate is 100 LPM without water condensation on the radiant panel surface. TRNSYS is used to simulate the radiant ceiling system and the parameter settings are based on the real environmental data. Radiant ceiling panel temperature, number of occupants and equipments are controllable to examine the system energy efficiency. The obtained results can be applicable in planning a new radiant cooling ceiling system in the future. The following part is to perform an experiment to discuss the indoor air quality and air exchange efficiency for a typical office installed with a radiant ceiling system and air handling unit. This experiment was conducted for one month from 9am to 6pm to measure the variation of CO2 concentrnation and estimate indoor air change rate. The inlet water temperature is 18℃ with flow rate 80LPM (liter per minute) is adopled to test this system. The diffuser airflow temperature is set 18℃ with the relative humidity 60％ to control the indoor air temperature at 25-27℃. The results reveal that the CO2 concentration distribution and air change rate vary with the number of occupants and how long they work in this office. In addition, the CO2 concentration distribution in one day can be predictable by way of the obtained data in this study.

中文摘要…………………………………………………………………………….II
英文摘要…………………………………………………………………………………….III
致謝…………………………………………………………………………………………V
目錄……………………………………………………………………………………………….VI
圖表索引…………………………………………………………………………………IX
緒論…………………………………………………………1
1-1 研究動機及目的………………………………………………………………1
1-2 研究對象與方法………………………………………………………………2
1-3 研究步驟與流程…………………………………………………………………3
第一章 文獻回顧……………………………………………………5
2-1 輻射冷房系統概述………………………………………………………………5
2-1-1 輻射換熱原理…………………………………………………………………5
2-1-2 輻射冷房系統源起……………………………………………………………6
2-1-3 輻射冷房系統上之應用………………………………………………………7
2-1-4 輻射冷房系統設備…………………………………………………………11
2-1-5 輻射冷房供風系統設備……………………………………………………14
2-2 台灣夏季環境氣候的特性……………………………………………………15
2-2-1 夏季都市熱島效應…………………………………………………………15
2-2-2 空氣線圖……………………………………………………………………16
2-3 建築熱環境……………………………………………………………………18
2-3-1 建築熱傳……………………………………………………………………18
2-3-2 室內氣候的舒適範圍………………………………………………………19
2-3-3 室內發熱量…………………………………………………………………19
2-4 通風與室內空氣品質…………………………………………………………20
2-4-1 換氣方式……………………………………………………………………20
2-4-2 室內空氣品質………………………………………………………………21
2-4-3 必要換氣量…………………………………………………………………25
第二章 輻射冷房系統實驗與分析……………………………………26
3-1 輻射冷房實驗概述……………………………………………………………26
3-2 研究方法………………………………………………………………………27
3-2-1 實驗系統與量測方法………………………………………………………27
3-2-2 實驗理論分析………………………………………………………………31
3-3 電腦模擬軟體概述……………………………………………………………34
3-3-1 TRNSYS模組化動態系統模擬程式簡介……………………………………34
3-3-2 TNY2標準氣象年簡介………………………………………………………35
3-4 TRNSYS模組化動態系統模擬程式使用流程…………………………………36
3-4-1 TRNSYS輻射冷房模組選用及建立…………………………………………36
3-4-2 符合模擬條件之輻射冷房模組確立………………………………………42
3-5 室內空氣品質實驗概述………………………………………………………43
3-5-1 室內空氣品質實驗量測方法………………………………………………44
3-5-2 換氣量計算方法……………………………………………………………45
第三章 結果與討論……………………………………………………46
4-1 進水溫度及流量實驗結果……………………………………………………46
4-1-1 22℃與24℃輻射冷板進水溫度以及不同流量之實驗結果…………………47
4-1-2 20℃輻射冷板進水溫度及不同流量之實驗結果……………………………48
4-1-3 16℃與18℃輻射冷板進水溫度及不同流量之實驗結果……………………49
4-1-4 不同進水溫度及流量對於輻射熱傳影響…………………………………………50
4-2 TRNSYS各項變因之設定及分析………………………………………………51
4-2-1 TRNSYS模擬空室及有內部熱負荷…………………………………………51
4-2-2模擬空室時輻射冷板進水溫度22℃與24℃…………………………………52
4-2-3 模擬空室時輻射冷板進水溫度20℃………………………………………53
4-2-2 模擬空室時輻射冷板進水溫度18℃………………………………………54
4-2-3 模擬空室時輻射冷板進水溫度16℃………………………………………56
4-2-5 模擬輻射冷板進水溫度18℃與室內8人12台電腦………………………56
4-3室內空氣品質實驗結果與討論…………………………………………………57
4-3-1單日室內CO2濃度在100%換氣下之實驗結果……………………………57
第四章 結論與建議…………………………………………………59
5-1進水溫度及流量實驗結果……………………………………………………59
5-2 TRNSYS模擬結果……………………………………………………………60
5-3空氣品質實驗結果………………………………………………………………60
5-4 後續研究建議…………………………………………………………………61
附錄A…………………………………………………………………62
A-1單週室內CO2濃度在100%換氣下之實驗結果……………………………62
A-2五月至六月室內CO2濃度在100%換氣下之實驗結果……………………64
A-3單日實測換氣量與規定換氣量比較結果……………………………………65
A-4單週實測換氣量與規定換氣量比較結果……………………………………66
A-5五月至六月實測換氣量與規定換氣量比較結果……………………………69
參考文獻…………………………………………………………………70

參考文獻
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