冷暖地板及其发展动向

《冷暖地板及其发展动向》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、冷暖地板及其发展动向摘要：建立了冷暖地板换热的数理模型，分析了盘管内水与管壁、盘管管壁与地板表面、地板表面与房间的换热过程，形成了地板表面换热能力与表面温度的计算方法综述地板供暖的节能性、舒适性、适用场合以及用于夏季的地板供冷系统的主要特性。关键词：地板供暖传热过程舒适地板供冷1引言现代的建筑节能技术己从单纯地抑制需求，降低热舒适性，发展成为提高能量利用率，用最少的能量最大限度地满足人们迅速增长的健康和舒适的需求；并提出了能源需求侧管理技术（DSM），即以日益增长的需求为目标用最小的能源消费代价来取得最大的经济和社会效益，使建筑节能技术步入可持续发展的轨道。冷暖地板辐射式

2、采暖系统就是属于DSM技术中的一种［1］。冷暖地板可提高供冷时的冷水温度，降低供热时的热水温度，因而有利于利用天然的低品位的冷热源供冷供热。用它作为地下蓄能系统冷热联供的室内换热装置，能提高系统的能效比。为了进一步推广这一技术，有关研究部门对于地板供暖的节能性、舒适性和适用建筑类型等进行了深入的理论研宄。近年来，又开始研宄、推广地板供暖系统用于夏季降温，并取得了一定成效。2冷暖地板换热模型冷暖地板换热过程可分解为3个阶段。第1阶段，盘管内水与管壁的换热;第2阶段，盘管壁通过覆盖找平层、表面装饰层与地板表面的换热；第3阶段，地板表面与房间的换热[3]。盘管内水与管壁的换热盘

3、管内水与管壁的换热属于管内强迫对流换热，为简化。按常壁温处理。换热量Q用下式计算：Q1二ciFAtm(1)式中a为管内对流换热系数，W/(m2•°C);Fd为管壁面积，m2;Atm为对数平均换热温差，°C，△tm=(tf'2-tfl)/ln[(tb-tfl)/(tb~tf2)](2)式中tb为管壁温度，°C;tf2,tfl分别为进出水温度，°C。取水的特性温度tma为tma=tb士△tm(正为通热水、负为通冷水)(3)按tma确定水的物性参数运动粘度v、导热系数X、普朗特数Pr、密度P、比热容c等，计算雷诺数Re、管内对流换热系数ad，Re=ud/v(4)ad=NuA/d

4、(5)式中u为管内水流速度，m/s；d为管径，m，Nu为努谢尔特数，按下式计算:式中L为盘管长度，m:Prb为按管壁温度查取的水的普朗特数。水经过盘管后自身热焓变化量为Ql'=cm(tf2-tf1)(7)式中m为管内水的质量流量，kg/s。由能量守恒有：Q1:Q1'(8)管壁与地板表面的换热管壁经覆盖找平层、装饰层与地板表面的换热属于导热换热。可用下列二维稳态导热微分方程求解换热量Q2:(9)求解的边界条件是管壁温度tb和地板表面温度twl。地板表面与房间的换热地板表面与房间的换热包括辐射与对流两部分。为了计算地板表面与房间的辐射换热，建立“地板环境平均辐射温度”的概念。

5、地板环境平均辐射温度tr'是与地板进行辐射换热的各表面温度的加权平均值，即tr'=(10)式中Fi为除地板面积F1以外的室内表面i的面积，m2；twi为表面i温度。地板F1与其它所有表面F2构成封闭的辐射换热空间，辐射换热Qr可用下式计算:Qr=(11)式中ob为斯蒂芬一波耳兹曼常数，又称黑体辐射常数ob=X108W/(m2•K4);Twl，e1分别是地板表面热力学温度和表面发射率；Tr，£2分别是室内其它表面的热力学温度和表面发射率。地板与室内空气的换热，若忽略人员设备对空气的扰动，可视为自然对流换热。夏季为冷面朝上的冷地板；冬季是热面朝上的热地板。计算自然对流换热，先

6、确定努谢尔特数Nii，Nu=C(Gr•Pr)n(12)式中Gr是格拉晓夫数；C，n为实验常数，对于冷地板，C=，n=l/5(Gr•Pr=105〜1011)对于热地板，C=，n=l/4(Gr•Pr=2X104〜8X106)C=，n=l/3(Gr•Pr=8X106〜1011)地板表面对流换热系数aL，aL=Nu入/L(13)式中X为空气导热系数，W/(m-°C)；L为特征尺寸，m0对冷地板，L为地板两邻边边长的平均值；对热地板，L为面积与周长之比。地板表面与房间空气的对流换热量Qc为：Qc=ctL(tfl-ta)F1(14)式中ta为室内气温，°C。地板表面与房间空气的对流换

7、热热量Q3为:Q3=Qr+Qc（15）通过上述公式的计算显示，在各因素中，地板环境平均辐射温度Tr对房间冷（热）负荷影响最大，在常温下Tr降低或升高1°C，冷（热）负荷将增加或减少5%以上，人体表面也是以复合换热的方式散热的，在这样的环境下工作，当为同一室温时，冬季tw>ta使人获得比较多的辐射热量，而夏季tw