低温地板辐射供暖在高海拔寒冷地区大空间建筑中的适用性研究

发布时间：2017-10-14 08:14

  本文关键词：低温地板辐射供暖在高海拔寒冷地区大空间建筑中的适用性研究

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【摘要】：高海拔寒冷地区因其独特的地理条件,具有海拔高、气压低、气温低,冬季漫长等特点,建筑供暖期长,供暖能耗占建筑总能耗的比例较高。对于大空间建筑中常用的供暖末端在高海拔地区其供暖能耗是否受其气候条件的影响,前人研究较少。本文以日喀则某大空间建筑低温地板辐射供暖系统为基础进行研究,为高海拔寒冷地区大空间建筑低温地板辐射供暖系统的应用提供参考,对高海拔寒冷地区供暖末端的选择调控具有指导意义。在本文研究中,笔者首先针对空气热物性参数随海拔高度的变化而产生的变化得出规律,得出只有空气密度、大气压、导温系数、运动粘度随海拔高度的变化而发生变化,其他热物性参数与海拔高度无关。其次,针对大空间建筑中常用的供暖末端——风机盘管和低温地板辐射的换热过程进行理论分析,得出其换热系数随海拔高度的变化规律,风机盘管换热系数较低温地板辐射供暖系统换热系数随海拔高度的衰减较大,低温地板辐射供暖系统制热量受海拔高度的影响较小。再次,利用eQUEST能耗模拟软件,以高原地区某机场为建筑基础,建立水源热泵+低温地板辐射供暖系统和水源热泵+风机盘管供暖系统模型,进行能耗分析,并将建筑所在地改为冬季室外气温相似的北京地区进行两系统对照分析,得出结论,相较于平原地区,风机盘管供暖末端在高海拔地区能耗增加较低温地板辐射供暖系统更多,受海拔高度影响较小的低温地板辐射供暖系统更适合在高原地区使用。然后,对位于拉萨市的水源热泵+风机盘管供暖系统和日喀则市的水源热泵+低温地板辐射供暖系统进行现场实验测试,分析系统的能耗和室内的温度分布,在实测过程中,发现未考虑高海拔对风机盘管换热影响而设计的供暖系统不能达到室内设计供暖需求,而不考虑海拔高度影响的低温地板辐射供暖系统其供暖效果可以达到设计要求。验证了理论分析的结果。最后,本文对低温地板辐射供暖系统的供回水温度进行优化分析。就不同供回水温度工况下的室内温度分布,使用Fluent Airpak建立模型并分析比较,并对不同供回水温度工况下的系统年运行能耗进行分析,比较不同供回水温度的热舒适性和节能性,得出42℃/37℃为最优供回水温度。
【关键词】：高海拔寒冷地区 低温地板辐射供暖 风机盘管 eQUEST模拟 能耗
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU832
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 背景和意义8
• 1.2 国内外研究现状8-13
• 1.2.1 国内研究现状10-12
• 1.2.2 国外研究现状12-13
• 1.3 前人研究的不足之处13-14
• 1.4 课题组在高寒地区的研究现状14-15
• 1.5 本文研究内容15-16
• 2 高原寒冷地区气候特性16-30
• 2.1 高海拔寒冷地区气候特点16
• 2.2 室外气温特征分析16-19
• 2.3 热物性参数随海拔变化规律19-27
• 2.3.1 空气密度19-23
• 2.3.2 导热系数23-24
• 2.3.3 定压比热容24
• 2.3.4 导温系数24-25
• 2.3.5 动力粘度和运动粘度25-26
• 2.3.6 体积膨胀系数26-27
• 2.3.7 普朗特数27
• 2.4 本章小结27-30
• 3 几种供暖方式的理论分析30-38
• 3.1 高大空间建筑的特点30
• 3.2 对流换热供暖性能分析30-34
• 3.3 地板表面辐射换热量及换热系数34-36
• 3.4 本章小结36-38
• 4 地板辐射供暖与风机盘管供暖在高海拔寒冷地区的模型建立与比较38-60
• 4.1 建筑概况38-41
• 4.2 模拟软件介绍41
• 4.3 模拟结果41-53
• 4.3.1 日喀则地区水源热泵+低温地板辐射供暖系统41-47
• 4.3.2 日喀则地区水源热泵+风机盘管供暖系统47-49
• 4.3.3 北京地区水源热泵+低温地板辐射供暖系统49-52
• 4.3.4 北京地区水源热泵+风机盘管供暖系统52-53
• 4.4 模拟结果对比分析53-58
• 4.5 本章小结58-60
• 5 系统实测与分析60-78
• 5.1 现场实验介绍60-61
• 5.2 测试内容61-62
• 5.3 测试仪器与实验方法介绍62-67
• 5.3.1 测试仪器62-63
• 5.3.2 测试方法63-67
• 5.4 测试结果及分析67-75
• 5.4.1 室外气象数据67-68
• 5.4.2 室内壁温、空气温度及黑球温度68-72
• 5.4.3 供暖系统的性能测试72-75
• 5.5 本章小结75-78
• 6 地板辐射供暖在高原寒冷地区的优化运行78-90
• 6.1 不同供回水温度下的室内温度分布78-84
• 6.1.1 建立模型78-80
• 6.1.2 地板温度分析80-81
• 6.1.3 工作区域温度分析81-82
• 6.1.4 垂直方向温度分析82-84
• 6.2 不同供回水温度条件下的系统能耗84-88
• 6.3 本章小结88-90
• 7 结论和展望90-92
• 7.1 主要工作和结论90-91
• 7.2 展望91-92
• 致谢92-94
• 参考文献94-98
• 附录98
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文98
• B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研工作98

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本文编号：1029970