双回型辐射地板表面平均温度测量位置的模拟与分析

建立了辐射地板供冷／供暖系统传热过程的数学模型，分析了埋管上方结构热阻、室内负荷、供回水温差及埋管间距等因素对地板表面平均温度分布的影响，前三者的影响可以忽略。发现相同供回水平均温度条件下，不同供回水温差的两根供回水管间的地板表面平均温度是相同的；相邻两管间温差为0℃时，不同埋管间距地板表面平均温度的测量位置与埋管间距的比值均为0．22。     

基于Fluent的埋管式辐射地板传热及供冷能力研究

充分了解辐射供冷系统的传热特性有助于该系统的设计、推广及应用。构建了埋管式辐射地板的三维稳态传热模型,进行供冷工况下地板内部传热情况的数值模拟,得到了辐射地板内部及表面的温度场。经实验验证,建立的传热模型与实际误差小于9.01%。模拟分析了换热盘管长度与供水温度对辐射地板的供回水温差、供冷能力及温度分布的影响。结果表明：在相同供水温度下,换热盘管越长,埋管式辐射地板的供冷能力越弱,温度分布均匀性越差,管长每增加10 m,单位面积辐射地板供冷量约降低1.5 W/m²;在相同换热盘管长度下,供水温度越高,地板的供冷能力越弱,温度分布均匀性越好。     

板式地板辐射供暖系统传热性能模拟研究

建立了板式地板辐射供暖的二维稳态传热模型。采用有限元分析软件ANSYS,分析了地板表面温度分布、传热计算单元内部温度分布、地板表面热流密度的影响因素及地板表面平均温度的影响因素,在考虑地板向下传热时对模拟计算结果进行了修正。供、回水平均温度是影响地板表面热流密度和平均温度的主要因素。当室内温度为20℃时,在维持适宜的地板表面平均温度范围24~28℃的前提下,供、回水平均温度的变化范围为27~34℃,考虑地板向下传热后,应控制在30~35℃。考虑地板向下传热后,应将模拟计算结果乘以一个不小于0.9的修正系数。     

板式地板辐射供暖系统的热工性能研究

介绍了板式地板辐射供暖系统的结构及特点,建立了板式地板辐射供暖系统的传热计算模型。通过实验,研究了地板表面平均温度随供回水平均温度的变化,室内空气温度、黑球温度及辐射照度随高度的变化。当供回水温度为30~40℃时,地板表面平均温度的变化范围为24~26℃,符合地板辐射供暖标准。室内空气温度及黑球温度的分布能满足人员对舒适度的要求。     

基于可再生能源的地板辐射供暖传热分析

结合甘肃河西地区的气候特点和当地丰富的可再生能源,研究了以太阳能和沼气互补的低温热水地板辐射供暖传热性能,建立了低温地板辐射供暖系统二维稳态传热数学模型,通过有限元法对不同管间距和供回水平均温度下地板表面的热流密度及地板表面温度分布进行分析研究,探讨了以可再生能源作为系统驱动热源的可行性,为可再生能源在低温热水地板辐射供暖系统中的应用提供一定的技术参考。     

辐射供冷末端节能特性分析

建立了辐射供冷末端设备的分析模型,通过对比耗节能率φ,效率系数ξ两个参数的变化情况,分析了不同室外环境干球温度及不同供回水温度对辐射供冷末端节能特性的影响。结果表明:供回水温度一定,φ和ξ均随室外干球温度的增大而减小,其中ξ的变化更为显著;室外干球温度一定,φ和ξ均随供回水平均温度的升高而变大,而平均温度不变时,φ和ξ随供回水的温差增大而减小。因此确定辐射供冷供回水温度时,在能达到供冷需求的前提下,应综合当地气候条件等因素,优先考虑采用平均温度高,温差小的供回水方案。     

地板辐射采暖结构层传热分析计算

建立了低温地板辐射采暖结构层二维稳态导热数学模型;采用有限差分法,对数学模型进行离散,利用Fortran语言编制了计算机的程序,并进行了数值模拟计算;分析了供回水平均温度、排管间距、填充层厚度、以及传热管径对地板表面温度及热流密度的影响。     

干式地板辐射供暖系统热工特性

建立了干式地板辐射供暖系统传热模型并编制相关软件,对软件计算值作实验验证的结果表明,地板表面平均温度的软件计算值与实验值误差小于10%,作用温度误差在3%范围内.应用软件计算得出,地板表面平均温度、室内空气温度和作用温度随管间距的增加而降低,随供回水平均温度的升高而升高,且室内空气温度变化率小于地板表面平均温度变化率.实验研究表明,水平和竖直方向作用温度分布均匀,竖直方向作用温度出现正的温度梯度.系统稳定时辐射换热量占总换热量的份额约为60%,但相对于湿式地面供暖,地板表面温度分布均匀性略差.     

低温地板辐射供暖供冷系统传热研究

低温地板辐射供暖供冷系统作为一种新兴的供暖供冷方式,应用越来越广泛,介绍了低温地板辐射供暖供冷系统的优缺点,详细的分析了系统的供暖供冷传热过程,解决了低温地板辐射供暖供冷系统的换热计算问题,为计算热(冷)负荷提供一定的帮助。     

室外温度对地板辐射供暖供水温度影响分析

为了优化集中供暖调节方法,进一步降低机组冬季运行能耗,本文研究了室外温度与低温地板辐射供暖供水温度的关系。首先利用DeST模拟了建筑的热负荷需求,并结合地板辐射供暖传热模型,在供需匹配的情况下,建立了最不利室外温度与低温地板辐射供暖供水温度之间的定量关系。研究了在不同供回水温差下,室外温度与供水温度关系,为冬季低温地板辐射供暖系统日间的运行提供了技术参考。     

Numerical simulation of radiant floor cooling system: The effects of thermal resistance of pipe and water velocity on the performance

Using the existing floor heating system, the radiant floor cooling system can be used as an alternative to the conventional all-air cooling systems. In this paper, a numerical model for the radiant floor cooling system is built using finite volume method. The objective of this study is to research the effects of the thermal resistance of pipe and water velocity on the performance of the radiant floor cooling system. In order to provide better heat transfer simulation in the pipe, composite grids are used in the model. The numerical floor surface temperature and the heat flux are in agreement with the measured results. The results illustrate that the pipe has effect on the performance of the radiant floor cooling system when the thermal conductivity of the pipe is low. However, the effect of the water velocity on the performance of the cooling system is not great. The model is helpful to calculate and design such kind of radiant floor cooling systems.     

无保温楼板辐射供冷系统热过程的研究

楼板辐射供冷是一种舒适度很高的新型空调技术：楼板内若不设保温层，天棚和地板均成为冷辐射表面向房间供冷：系统的供冷能力和楼板上下表面温度是空调供冷系统运行和调节的关键参数，研究它们与影响因素之间的关系是十分重要的。本文建立了无保温楼板辐射供冷系统的物理模型和数学模型，并对控制方程进行数值模拟，给出了系统供冷能力和楼板上下表面温度和诸多影响因素之间的关系。研究结果显示：冷水温度越低，天棚和地板的表面温度越低，系统提高的冷量越大；天棚表面温度略大于地板表面温度；随着冷水温度的升高，天棚和地板之间的温度差异将减小，房间的舒适性好；地板辐射换热量远大于对流换热量，天棚辐射换热量略大于对流换热量；天棚提供给房间的冷量大于地板提供的冷量。且冷水温度越低，相差越大；管子埋深越大，天棚和地板表面温度越大，系统供冷量越小，但差别不显著；埋管间距越大，天棚和地板表面温度越大，系统供冷量越小；埋管管径越大，天棚和地板温度越小，系统供冷量越大，但差异不显著。研究结果可为实际工程的设计、运行参数的选择和系统的可行性分析提供依据和指导。     

Application of the control methods for radiant floor cooling system in residential buildings

In applying radiant floor cooling, its control system must prevent the floor surface condensation in hot and humid weather conditions. With no additional dehumidification system, only the radiant floor cooling system prevents floor condensation. In this case, the effects of the control of the cooling system on the indoor conditions can be changed because of the thermal inertia of the systems. Also different types of control system can be composed according to the control methods, which can affect the construction cost in the design stage. Therefore, the control methods for the radiant cooling system with respect to floor surface condensation must be studied. Furthermore, because Korean people's lifestyle involves sitting on the floor, it is necessary to evaluate if a floor cooling system will influence the thermal comfort of the occupants. This study intends to clarify the control methods of the radiant floor cooling system and to analyze the control performance and applicability of each control method with regard to the floor surface condensation and comfort by computer simulations and experiments on the control methods of the radiant floor cooling system. The results of computer simulations and experiments show that water temperature control is better than water flow control with respect to temperature fluctuations in controlling room air temperature. To prevent floor surface condensation, the supply water temperature could be manipulated according to the dew point temperature in the most humid room, and in individual rooms, the water flow rate (on/off control) can be controlled. Also, the results of radiant cooling experiments show that the floor surface temperature remained above 21 °C, the temperature difference among surfaces remained below 6 °C, and the vertical air temperature difference remained below 1.9 °C, conforming well to comfort standards.     

地板辐射供冷-置换通风的实验研究

为了研究地板辐射供冷的热工性能,测试了北京地区不同室外气温下地板辐射供冷系统的运行工况,得到了该系统的制冷量,地板表面温度,室内温度场分布等参数,并且把单独地板辐射供冷系统的运行参数与地板辐射供冷-置换通风复合式系统进行了对比,提出了将地板辐射供冷与置换通风配合用于夏季空调室内供冷除湿的新型空调方式,置换通风系统在近地面处形成干燥空气层,可有效防止夏季热湿天气在地板表面出现结露现象,并且使这种新型空调系统条件下地面与室内的换热得到强化.通过理论分析和实验研究指出这是一种舒适、节能的空调方式.     

太阳能热泵-低谷电与地板辐射采暖系统联合运营方式探讨

论述了太阳能热泵与低谷电作为地板辐射采暖热源的可行性和必要性,提出了一种利用太阳能和低谷电作为地板辐射热源采暖的方案,讨论了系统在冬季采暖期的运行方式.太阳能是一种无污染、无穷尽的自然能源,但具有不稳定和不可靠性,特别在冬季尤为明显.而低谷电作为太阳能的辅助能源,却可以有效弥补太阳能的不足.这两者结合具有节能、环保等优点.终端利用地板辐射采暖与太阳能热泵-低谷电系统提供热水温度特点一致,能够提高热泵制热性能系数,并且具有良好的舒适性和节能效果.因此,在我国北方地区,太阳能热泵与低谷电联合供暖在建筑领域值得推广和应用.     

Analytical solution for heat transfer in a multilayer floor of a radiant floor system

In radiant floor systems, the distribution of the floor surface temperature, which can be used to determine the mean temperature and the lowest/highest temperature of the floor surface, is an important parameter. The mean temperature of the floor surface determines cooling/heating capacity and indoor thermal comfort. The lowest surface temperature, which considers the dew point in an indoor environment, is a crucial factor in the prevention of condensation on a floor surface. The highest surface temperature is typically considered for local thermal comfort. In this paper, an analytical solution for heat transfer in a multilayer floor structure of a radiant floor system is proposed based on the analysis of the heat transfer process of a multilayer floor, equivalent thermal resistance and separation of variables method. The corresponding formulas are derived to estimate the distribution of floor surface temperature. The calculation results are validated by experiments. The calculation and experimental results show good accordance. The absolute error between the calculation and experimental results for floor surface temperature is within 0.3°C. A method for the calculation of the dimensionless temperature of the floor surface, which can be used for radiant heating and cooling systems, is provided. Using this proposed method, the distribution of floor surface temperature and the influence of floor structure parameters on the thermal performance of floors can be estimated and analyzed.     

地板辐射供冷系统分析

本文介绍了地板辐射供冷系统的室内外设计参数选取和负荷计算方法,通过采用CFD数值模拟的方法,分析了辐射供冷地板系统在不同的室内设计温湿度及冷水温度条件下的供冷量,冷损失量及表面温度等。应用该方法可以建立系统设计查找表格为地板辐射供冷系统设计提供基础数据。本文也给出了埋管辐射地板的系统布置方式及设计流程等。     

M型环保节能低温热水地面辐射模块的设计与实现

通过实验研究和有限元软件仿真模拟等方法,将M型低温热水地面辐射采暖模块采暖方式与传统低温热水地面辐射采暖方式进行对比分析。结果表明,M型低温热水地面辐射采暖模块以其特殊结构及骨料,在保证了抗压强度符合要求的条件下,传热效率更高,生产、施工成本更低,经济效益更好。     

地板辐射与置换通风空调系统运行参数

建立了基于EnergyPlus的地板辐射供冷加置换通风空调系统模型,模拟得到的室内温度和辐射地板所承担冷量与实验结果的误差小于±7%。在此模型基础上,改变送风参数和供水参数,得到置换通风供冷量、辐射地板供冷量、地板表面温度、室内空气平均温度、AUST温度等参数的变化规律。结合热舒适性模型,得到满足室内热舒适性(-0.5≤PMV≤0.5)条件下,置换通风的送风参数和辐射地板的供水参数范围,为复合系统设计和应用提供依据。     

北京韩美林艺术博物馆空调冷热源及系统设计

介绍了空调冷热源及系统的设计特点和控制方法,详细阐述了土壤换热器的结构及设计形式。采用地板辐射供冷供热结合新风置换通风的方案,重点考虑了围护结构的热工性能、楼板蓄热效应以及防结露措施。采用带室温反馈的室外温度控制方式(前馈-反馈控制)解决了地板辐射供冷系统调节反应速度延迟问题。