重庆地区居住建筑毛细管网地板辐射供暖性能和运行模式研究
发布时间：2020-04-03 04:16
【摘要】：近年来,随着人们生活水平的提高和对居住环境的要求越加严苛,夏热冬冷地区需要更适宜的供暖方式,毛细管网辐射供暖受到越来越多的关注,被越来越多的学者研究,其具有极大的发展潜力。但是现有的研究多针对不同敷设方式、不同供暖空调系统对比的理论及模拟分析,缺乏对夏热冬冷地区住宅毛细管网地暖结合室内热湿环境、传热过程和能耗,选择合适的毛细管网地暖系统运行策略的研究。本文通过理论分析和实验实测,研究不同供水温度下毛细管网地板辐射供暖的室内热湿环境、传热和能耗,同时与常规地板辐射供暖进行对比,结合实测结果进行模拟制定适合重庆地区的运行策略。首先,对毛细管网地板辐射供暖系统和其传热原理进行理论分析。明确阐述毛细管网地板辐射供暖系统的三个传热过程:水流与管壁对流换热、管壁与覆盖层的换热、地板表面与室内环境的换热。其次,对毛细管网地板辐射供暖系统在30℃、33℃、35℃、37℃和40℃供水温度时连续运行和间歇运行工况进行实验研究,分析其供暖特性。研究表明:毛细管网地板辐射供暖系统在供水温度30℃-40℃时,室内平均温度为18.17℃-20.36℃,辐射表面平均温度为21.47℃-25.65℃;随着供水温度的升高,室内辐射表面温度、非辐射表面温度和室内平均温度均不断升高;室内水平方向最大温差为0.5℃,竖直方向最大温差满足小于2℃的要求,室内温度分布均匀;单位面积有效散热量为31.21-55.71W/m~2,其中辐射换热量占比为67%左右,供水温度越高,辐射换热量占比越大;连续运行与间歇运行室内热湿环境规律一致,均能满足室内人员舒适性需求。然后,对常规地暖在30℃、35℃和40℃供水温度时进行实验,研究其供暖特性,与毛细管网地板辐射供暖对比。常规地暖供水温度为30℃-40℃时,辐射表面平均温度为20.81℃-22.71℃,人员长期逗留区域温度17.06℃-17.87℃,单位面积有效散热量为28.78-40.45W/m~2,均低于毛细管网地板辐射供暖;室内水平/竖向温度分布规律同毛细管网地板供暖;热响应时间长,单位时间温升小,需提高供水温度和提前开机预热,以实现室内热舒适。相较于常规地暖,毛细管网地板辐射供暖性能具有明显优势。最后,根据实验结果设置运行模式,对某住宅进行能耗模拟。根据模拟结果,全年机组运行时间越长,能耗越大。冬季供暖和夏季供冷时,相较连续运行模式,间歇运行模式全年耗电量减少826.93kWh,节能率为36.02%,可见风冷热泵+毛细管网地板辐射供冷暖一体化系统间歇运行模式节能效果明显。
【图文】：
2 理论分析2 理论分析2.1 毛细管地板辐射供暖2.1.1 毛细管地辐射供暖简介毛细管网是一种模拟植物叶脉和人体皮肤下的毛细血管的末端，是以 PP-R、PE-RT 等可热塑性塑料为材料，由外径 3.5-5.0mm（壁厚 0.4-0.9mm 左右）的毛细管、间距 10mm~40mm 的密布细管形成毛细管网栅结构与外径 20mm（壁厚 2m或 2.3mm）的供回水主干管相连构成管网。通过对国内毛细管网的研究统计，目前市场上的毛细管网按结构形式主要分为三大类：S 型、U 型、G 型，，如图 2.1 所示。
图 2.2 毛细管网地板结构层示意图. 2.2 The diagram of floor construction of cap热过程，但在整个传热过程中，沿毛细辐射板的传热过程可简化为二维传热，整个毛细管辐射板内部温度场满足以 = ( 2 2 2 2) = 0 ；，m2/s。板温度的对称性，对每一个单元，沿着： =0= = = 0 ，不断向特制砂浆层传热，在毛细管外
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU832
【图文】：
2 理论分析2 理论分析2.1 毛细管地板辐射供暖2.1.1 毛细管地辐射供暖简介毛细管网是一种模拟植物叶脉和人体皮肤下的毛细血管的末端，是以 PP-R、PE-RT 等可热塑性塑料为材料，由外径 3.5-5.0mm（壁厚 0.4-0.9mm 左右）的毛细管、间距 10mm~40mm 的密布细管形成毛细管网栅结构与外径 20mm（壁厚 2m或 2.3mm）的供回水主干管相连构成管网。通过对国内毛细管网的研究统计，目前市场上的毛细管网按结构形式主要分为三大类：S 型、U 型、G 型，，如图 2.1 所示。
图 2.2 毛细管网地板结构层示意图. 2.2 The diagram of floor construction of cap热过程，但在整个传热过程中，沿毛细辐射板的传热过程可简化为二维传热，整个毛细管辐射板内部温度场满足以 = ( 2 2 2 2) = 0 ；，m2/s。板温度的对称性，对每一个单元，沿着： =0= = = 0 ，不断向特制砂浆层传热，在毛细管外
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU832
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王园园;张超;梁年良;孙长江;刘鹏;张亚伟;乔婧;吕新刚;;空气源热泵冷剂直热式建筑采暖系统研究现状[J];建筑节能;2015年07期
2 龙惟定;;夏热冬冷地区住宅供暖是民生工程[J];建设科技;2015年02期
3 董旭娟;闫X椃
本文编号：2612921
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