基于微热管阵列的地板辐射供暖模拟研究

提出了 1种基于微热管阵列的地板辐射供暖系统,建立了供暖单元传热模型,利用实验数据验证了模型的可靠性.并对该辐射供暖传热过程及关键影响因素进行了模拟与分析,得到了供水温度和循环流速对供暖性能的影响.当流速为0.2 m/s,不同供水温度下,地板表面温度的实验数据与模拟数据最大差值为1.6℃.地板表面温度均随着供水温度的增大增幅明显;在相同供水温度下,地板表面温度受循环流速影响较小.在供水温度为40℃,流速为0.2 m/s时,模拟地面温度在23.9～29.9℃之间,热媒输送通道细小通道扁管上方地板表面温度较高.提出地暖结构的优化方法,以减少地板温度不均匀性.     

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。     

地板辐射、散热器供暖方式下人体失热量比较

建立供暖房间几何模型及人体与围护结构、室内空气传热模型。设定地板辐射供暖、散热器供暖条件下,供暖室内设计温度分别为16、18℃。对两种供暖方式下,人体与围护结构、室内空气的传热量进行计算。供暖室内设计温度降低2℃、地板辐射供暖方式下,人体的失热量比散热器供暖方式低。     

基于微热管阵列的地板辐射采暖系统性能实验研究

设计并搭建了基于微热管阵列的新型地板辐射采暖系统,对系统核心换热单元的热性能进行实验研究,主要对不同供水温度、流量和流动阻力进行了测试。结果表明:地板表面温度和散热量随供水温度的升高而明显增加,随流量的增加呈缓慢上升趋势。当供水温度为40℃,流量为300 L/h时,传热模块的传热功率达154.93 W/m2,在相同室内设计温度条件下,比传统地板辐射采暖系统的传热功率高29.33 W/m2,新型地板辐射采暖系统在较低的供水温度下即可满足供暖需求,且换热更高效,具有一定优势。     

严寒地区被动房辐射楼板换热性能实验研究

对哈尔滨地区某被动房样板间楼板的换热性能进行实验研究。该被动房为顶棚辐射供暖,测试了供回水温度、围护结构内表面温度及空气温度,计算得到了顶棚和地面的辐射换热系数和表面传热系数、辐射热流密度和对流热流密度以及总热流密度。实验样板间位于第3层,仅南墙为外墙,室外空气温度在-8. 9～-2. 1℃范围,供水温度在30. 0～31. 6℃范围。实验结果表明,当室外温度为-2. 1℃,邻户正常供暖,但该样板间未供暖时,其室内空气温度也能达到21℃左右。供暖开启后,供水温度在30. 0～31. 6℃范围内每上升1℃,室内空气温度上升1. 3℃。辐射换热占比约为91. 5%。在顶棚辐射换热量计算中,可以根据辐射热流密度估计总热流密度。辐射换热系数和表面传热系数随供水温度的升高而升高,且辐射换热系数比表面传热系数高一个数量级。顶棚辐射供暖中,总热流密度随顶棚表面温度(或供水温度)的升高而升高。总热流密度和顶棚表面温度之间存在很强的线性关系。文末附有严寒地区被动房的应用实例视频,可扫二维码观看。     

地板辐射供暖与散热器供暖的比较分析

建立南方地区地板辐射供暖房间的物理模型,利用已知条件对地板辐射供暖房间建立数学模型,通过对模型进行计算,得出地板辐射房间各表面的温度、室内的空气温度以及PMV,通过调整地板表面的温度得出当地板温度为26℃时室内热环境最舒适。在相同的物理模型下将地板辐射供暖与暖气片供暖进行比较,比较分析得出散热器供暖房间的平均空气温度比低温地板辐射供暖房间高0.87~0.95℃。     

太阳能地板辐射供暖制冷系统模型仿真

近年来,我国北方地区新建住宅的采暖系统多数采用地板辐射供暖技术,而制冷系统仍采用传统的空调制冷技术,有必要对地板辐射制冷技术的应用进行研究,为此,针对一套实验用太阳房,搭建了太阳能地板辐射供暖制冷系统.通过计算确定了集热器面积、蓄热水箱体积、吸收式制冷机组的制冷量.利用TRNSYS仿真平台建立了系统仿真模型,并对控制策略进行了验证.仿真结果表明,该系统能有效地利用太阳能保持冬季室温18℃左右、夏季26℃左右的舒适温度.     

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。     

薄型干式地板辐射供暖系统实验研究

本文建立了双层铝箔薄型干式地板辐射供暖的实验系统和样板间,在供暖期间测试了连续供暖和间歇供暖模式下室内空气温度、地板表面温度和热流密度的变化规律,并与数值模拟结果进行了比较。研究表明:本文提出的薄型干式地板构造与常规湿式低温热水地板辐射供暖地板构造相比,可有效降低地板构造层厚度、减小楼板荷载、节约建造能耗;地板表面温度分布均匀,向下传热比例小,向下热流密度占总热流密度的18.13%;薄型干式地板的供暖预热期少于2 h,可实现间歇供暖且停暖后室内空气温度仍可达到17℃;实验测试结果与数值模拟结果在误差允许范围内较吻合,为新型薄型干式地板辐射供暖系统地板的设计和工程应用提供了参考和依据。     

太阳辐射对多孔地板辐射采暖热舒适性的影响

本文针对含多孔型地板的室内低温地板辐射采暖的传热问题进行研究,采用有限元法求解控制方程,分析了太阳辐射对整个室内空间温度场和速度场的影响,探讨了不同时刻太阳辐射对室内温度场和速度场的影响规律。在保证室内空气温度和速度均达到规范中冬季供暖的舒适性设计值的前提下,再根据温度和速度计算出PMV和PPD的数值,获得不同时刻下所需求的地板辐射热流密度最佳范围。     

西南山地村镇住宅毛细管辐射供暖性能研究

为开展毛细管地板辐射供暖在西南山地村镇住宅中的运行性能及适用性研究,搭建实验台,采用计算机数据自动采集的实测方法,分析毛细管地板辐射供暖在系统启动阶段的室温响应特性,稳定运行阶段的室温、地板温度特性和关机后的室温、地板温度衰减特性。实测分析结果显示:启动阶段地板温度升高快,室温2 h即可达到稳定状态;稳定运行阶段,地板温度分布较为均匀稳定,室内温度场整体呈现"下热上冷"的状态,符合人体热舒适的要求;关机后室温和地板温度呈现阶段性迅速下降趋势;供水温度从35℃提高到50℃,散热面单位面积散热量提高了1.75倍,供水温度每提高5℃,散热面单位面积散热量增加30 W/m2左右。同时供水温度30℃并不适用于西南山地村镇住宅,35℃为适宜供水温度。     

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。     

新疆严寒地区被动式太阳房冬季供暖试验研究

以新疆石河子市郊区已建被动式太阳房为研究对象,根据该地区2002~2012年气象数据及太阳房围护结构的构造,计算出在基础室温为16℃和18℃条件下,太阳房的供暖保证率、节能率、辅助热量和室内温度等设计预测值。为掌握该太阳房的真实集热效率,了解住户在供暖期对太阳房的居住感受,依照GB/T 15405—2006《被动式太阳房技术条件与热性能试验方法》的要求,我们采用MS6501数字温度表、JTRG-II建筑热工温度与热流自动测试系统等仪器,在2012年11月~2013年4月对该太阳房进行了近1个供暖期的试验。通过分析试验数据,计算出该太阳房在维持基础室温16℃时,太阳能供暖保证率为26.50%,供暖节能率为28.90%;维持基础室温18℃时,太阳房供暖保证率为22.70%,供暖节能率为27.06%。南卧室室内空气温度与内墙表面平均温度的最大温差为1.9℃;各壁面温差在1℃以内;屋顶内表面与地面最大温差为2.8℃,该太阳房的热工稳定性能好,住户也反映热舒适度高。设计预测与实际测试结果对比表明该太阳房实际集热效率略低于设计预测值,并找出了造成差距的原因。     

低温热管辐射地板采暖性能的实验研究

为将低品位可再生能源直接应用于采暖系统,提出了一种以碳钢／水重力式热管为加热管的低温辐射地板采暖方式,分析了其传热特性并对热工性能进行了实验研究。在不同供水温度（35～45oC）、供水流量（0．12—0．37m。／h）以及地板表面初始温度（26～30℃）下,分别得到了地板表面及热管壁面的温度分布、地板散热量和传热滞后时间等参数。实验结果表明：热管辐射地板可以在较低的供水温度下达到较高的散热量,供水温度可比常规塑料埋管地板降低5℃左右;地板升温快、蓄热好,升温期时间约为降温期时间的1／3;地板表面温度梯度合理,有利于减小热损失。根据实验结果拟合了低温热管辐射地板的散热量计算公式。     

拼装反射式地板辐射供暖系统试验研究

近年来,低温热水地板辐射供暖系统的节能及舒适性得到了人们的普遍重视,该项技术在国内外也得到了广泛的应用和发展。本文在对比分析当前传统地板辐射供暖系统热性能的基础上,提出了一种新型地板辐射供暖系统——拼装反射式地板辐射供暖系统,并对拼装反射式地板辐射供暖单元进行了优化设计,建立了拼装反射式地板辐射供暖的实验系统。而后,利用SWP-SSR-M型智能化64路巡检仪等测试仪器对该实验系统进行了现场实测,并与传统地板辐射供暖系统的热性能进行了对比分析。研究表明:拼装反射式地板辐射供暖单元实现了模块化,可干式施工,且施工方便;拼装反射式地板辐射供暖单元向下传热损失仅为17.3%,保温效果良好;该供暖系统地板辐射散热率为62.3%,辐射率高;在相同供热量的情况下,与传统地板辐射供暖房间相比,拼装反射式地板辐射供暖房间的室内空气温度高1.3℃,地板表面温度高2.1℃;在热源、运行费用相同的情况下,拼装反射式地板辐射供暖系统比传统地板辐射供暖系统成本费用低,初投资少。     

五棵松体育馆观众休息厅地板辐射供暖供冷的研究和应用

介绍了地板辐射供暖供冷系统的传热计算方法及其在五棵松体育馆观众休息厅中的应用。分析表明,地板辐射供暖供冷系统可以作为常规供暖空调系统较好的补充方式。     

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。     

地面盘管地板辐射供暖的模拟计算与设计

介绍了地面盘管低温热水地板辐射供暖系统,置于地板装饰层与楼板保温层之间封闭夹层空间内的热水盘管直接加热地板表面。在分析传热机理的基础上,用有限单元法对这种结构的二维综合传热问题进行了数值求解,模拟计算了地板装饰层的材质与厚度、盘管间距、供水工况和供暖室内、外温度在合理范围内的变化对地板热力性能的影响,给出了设计原则。     

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。     

基于Gebhart辐射模型的建筑壁面对流辐射传热计算方法

建筑内壁面传热是一种导热、对流和辐射共存的复合传热过程,基于Gebhart辐射模型,建立建筑壁面传热同步模型,可同步计算壁面温度和空气温度,在此基础上分析建筑壁面对流辐射传热特性。研究结果表明:传热同步模型的空气温度理论计算值小于实测值,偏差均在0.25℃以内;壁面温度计算值与实测值的偏差基本在1℃以内。并对南墙加热壁面与地板的导热传热、对流传热及辐射传热进行分析。研究结论为进一步应用Gebhart辐射模型和研究壁面的对流辐射传热提供了参考依据。