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地板送风空调房间数学建模及仿真
MODELINGANDSIMULATIONOFAIRCONDITIONINGROOMWITH
UNDERFLOORAIRDISTRIBUTION
双亮
理工大学环境与建筑学院，200093
E-mail:csh_h@163.com
：结合室内热力分层特性，将地板送风空调房间模型分为两个方面来建立：其一，以能量守恒原理为
基础，建立了地板送风空调的黑箱模型，并利用阶跃响应实验确定了房间传递函数的各项参数；其二，在
黑箱模型基础上考虑温度分层特性，结合房间的温度经验关系式，建立具有分层特性的地板送风空调房间
数学模型。通过MATLAB进行控制建模及仿真，并利用仿真模型对实验的两种负荷工况进行仿
真计算。仿真结果与实验结果吻合较好。
：地板送风；温度分层；房间数学模型；仿真
0前言建立具有分层特性的地板送风空调房间数学模型[4]。
地板送风系统通过地板层布置风管或直1.1地板送风空调黑箱模型
接作为静压箱，并利用变风量末端装置或者变风量将地板送风空调房间看成是一个封闭的系统，
送风口控制风量大小。与常规上送风空调系统相比，根据能量守恒原理得到房间平均温升与总得热间
地板送风系统最主要的特点是在供冷条件下，在房的数学模型，这里称为黑箱模型。
间内形成较为明显的温度分层[1]。这种温度分层效1.1.1黑箱模型理论推导
应既是地板送风系统节能的关键，也是控制的难点根据能量守恒定律，单位时间内进入房间的能
[2]。地板送风空调技术能够成功节约能源的关键在量减去单位时间内流出房间的能量等于房间内能
于能够保证室内温度分层，而这个很大程度上取决量量的变化率。由此可得到空调房间的数学表
于控制系统。达式[5]：
dtt−t
全室性上送风空调系统假设室内空气完全混CnLctqqLctn0
1=ρs+1+2−ρn+(1)
合，室内任意点温度均可代表室内平均温度[3]。因dτr
此，控制方面对室内温度分布情况并不关注。而地考虑到房间温度处于变化的过渡状态，将式
(1)经过多次变形，两边取拉布拉斯变换，并考虑
到空调系统的延迟性，可求得以下的一阶惯性传
区温差控制在一定范围内。这就需要对地板送风空递函数[6]
：
调房间的室内温度分布情况有较深的了解，才能够
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