热管技术在太阳能地板辐射采暖中的应用-论文.pdf

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1、第40卷第28期山西建筑Vo1．40No．282014年10月SHANXIARCHITECTUREOct．2014·127·文章编号：1009—6825(2014)28—0127—03热管技术在太阳能地板辐射采暖中的应用撤文辉(山西省建筑科学研究院，山西太原030001)摘要：针对北方冬季干燥少雪的季节特性，提出采用太阳能作为热管地板辐射采暖的热源，并建立了试验模型，对热管的敷设倾角、蒸发段长度、供水温度等一系列问题进行了试验分析，得出试验运行的较佳性能参数。关键词：集热器，热管，辐射采暖中图分类号：TU832．17文献标识码：

2、A我国北方地区建筑以多层或单层建筑为主，其采暖形式主要b．冷风渗透耗热量：为散热器或者地板辐射采暖。采用散热器采暖占据空间、室内温Q2=0．278c(t一t)(2)度不均匀，人体舒适度不佳、供水温度高且效率较低。采用塑料c．冷风侵入耗热量。Q，的计算公式与Q相同，则室内的总管地板辐射采暖，能有效解决以上问题，但由于塑料热阻较大，导热负荷为：热系数小，传热性能差，所以采用金属热管作为导热材料。太阳Q=Q+Q：+Q3一Q(3)能作为一种可再生能源，在北方具有独特的地理优势，具有供给其中，为室内得热量，为电器、人体等散热体散出的热量。

3、量大、可再生等一系列优点。同时，利用光热效应将太阳能转换2)确定设计气象条件。太阳能集热器作为采暖热源时，在冬成热能加以利用，是目前技术最成熟、成本最为低廉的太阳能利季运行时，环境气温一般取当地气温或最冷月平均气温，在2月用方式。采用热管地板辐射采暖，除了具有塑料管辐射采暖的各份对于北方地区，太阳辐照度可取600m。种优点外，还具有很多塑料管不具有的特点。首先热管具有很高通过测试，太阳能集热器在冬季白天正常情况下，可将温水的导热性，是热的超导体，由于热管内为真空，热管在很低的温度加热到4O℃～50℃，完全满足采暖需求。下工作液体

4、就可发生相变，导热速率快。其次热管具有很好的等3热管散热器性能测试温性，冷凝段温度基本一致。最后热管具有热流密度可变性，可热管散热器采用620，壁厚6=0．8mm，长度L=1000mm的以独立改变蒸发段或冷凝段的加热面积，即以较小的加热面积输焊管。关于最佳充液量，Imura，Harada，Feldman等人做了大量试入热量，以较大的面积输出热量，或以大面积输入热量，而以小面验，但结果都在18％～35％之间。经试验分析，如果充液量过小，积输出热量，从而改变热流密度。利用以上几个特点将其做成热会造成蒸汽不能有效的充满冷凝段，从而造成

5、距离蒸发段较近的管辐射板，太阳能集热器供给热媒水。冷凝段壁温较高，较远的冷凝段壁温较低，从而造成热管冷热不1采暖系统构造均，增加热管的无效冷凝段。而充液量过大，第一会造成冷凝段采暖系统热源来自太阳能集热器，水经集热器加热后流至电空间过小，散热面积过小，从而减小了散热功率。第二充液量过加热水箱，水箱内设有温控器，能自动调节水温。冬季在最寒冷大，热管相变导热变为部分相变导热和部分液体热传导导热，增月份，水温达不到设定要求的情况下，温控器会自动启动电加热加了热管内部热阻，使热管导热功率下降。实验得出充液量在器，加热水至设定温度。在天气

6、较好的情况下，水温过高，超过辐30％时，热管传热功率较佳，所以取热管充液量为30％。热管结射采暖温度要求，温控器会自动启动，进行补水调温至设定温度。构地板图见图2。到夜晚时，可关闭循环泵前的阀门，开启旁通阀门，这样回水不经一圯J云1份水泥3份砂子一填充层I过太阳能集热器直接进入电加热水箱加热。水箱设有液位计与石子配一热管泄水阀门，当液位超过设定液位时，可以开启泄水阀门。水经分一辐射层i一保温层l水器至每个房间经热管散热器辐射采暖，散热后汇合至集水器，一结构层然后返回太阳能集热器进行加热。采暖系统图见图1。·：．．：0■．调温补水

7、＼、＼＼、、＼＼、＼、＼＼＼＼、、＼、＼、＼、、太阳图2热管结构地板图1)热管倾角试验。单根热管在不同的角度，其冷凝段壁面温度、传热功率、散热量都不相同。通过实验，测得热管在不同角度的壁面温度数据如下：从图3中可以看出，在供回水温度、充液量一定的情况下，冷凝段壁面温度随着倾角的减小而增大。这表明图1采暖系统图热管散热功率随着倾角的减小而不断增大。当热管垂直时，重力2太阳能集热器的选择对工作液体的作用力最强，使得蒸汽及流体对热管冲刷距离最1)确定室内热负荷：短，作用范围小，容易出现局部干涸现象，所以换热系数小，在蒸a．围护结构耗热

8、量计算：发段温度较低时，这时热管的顶部温度最低。当热管倾斜放置Ql=KF(t一t)Ot时，重力对工作介质的作用力逐渐减小，使得液体从蒸发段到冷收稿日期：2014-07-21作者简介：撖文辉(1980．)，男，硕士，工程师·第204JD1卷4年第1280期月山西建