相变蓄能冷暖辐射地板系统热响应特性实验研究

发布时间：2021-04-11 10:37

　　现有相变地板辐射系统的研究主要针对冬季或夏季单一季节供热或供冷需求,尽管有研究提出一种高低温相变材料双层垂直布置的冬夏一体化辐射地板系统,该系统仍存在高低温相变材料之间热干扰显著、系统响应时间较长且缺乏新风的问题。针对此,本文提出了可用于供冷与供热的单层水平式一体化相变蓄能冷暖辐射地板与新风耦合系统,并在实验测试的基础上,对该系统的热响应特性进行了分析。结果表明本系统在热源温度为45℃的供热工况下低温相变材料未发生相变,在冷源温度为14℃的供冷工况下高温相变材料最低温度为24.2℃,有效减轻了运行过程中高低温相变材料之间的热干扰;在45℃,50℃和55℃共3种供热工况下系统响应时间分别为1.25 h、1.5 h和1.75 h,在10℃和12℃供冷工况下系统响应时间分别为3 h和3.5 h,响应时间相对较短。此外,本系统的新风装置不仅提高了室内空气品质,而且可通过调节其送风温度和湿度,有效避免供冷工况下地板表面发生结露。 

【文章来源】：建筑科学. 2020,36(08)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

相变蓄能辐射地板与新风耦合系统结构示意图

为进行相关实验，本文搭建了新型冬夏一体化相变蓄能辐射地板与新风耦合系统实验平台，包括恒温水浴、热电偶温度传感器、水泵、实验小室、新风换热器和流量计等。图1为该实验平台连接方式示意图。如图所示，回水首先被水泵送入恒温水浴箱中加热，被加热到设定温度的热水一部分进入新风换热器(该换热器用于冬季新风的再加热和夏季新风预冷)，另一部分进入地板辐射盘管进行蓄能，并通过阀门4、5进行冬夏季工况的切换。表1为恒温水浴和风机参数。图2为本文所开发相变蓄能辐射地板与新风耦合系统的结构及温度测点示意图，该系统主要由地板装饰层、找平层、相变蓄能结构层、新风腔体层和保温层构成，其实物图如图3和4所示。实验小室外形尺寸设计为长×宽×高=1.3 m×1.1 m×2 m，围护结构材料采用夹芯彩钢板拼接制作并填充以50mm聚苯乙烯作为保温材料。相变蓄能结构层中冬夏季相变材料模块采用水平间隔布置，高低温相变材料分别采用相变温度为35℃与19℃的石蜡。相变材料中布置有热水水管12和冷水水管13，为使各个模块均充分换热并减小水力失调，冷热水管均采用同程式并联布置方式。保温层10采用导热系数低、密度小的挤塑保温板。新风腔体层8中设置有木质挡板14以加强新风与相变材料的换热。新风系统主要包括鼓风机、进风口、阀门、挡板、换热盘管以及送风口。冬季室外新风通过入口15进入新风腔体8后，与封装结构下表面进行对流换热，经侧墙通道进入换热器，最终通过送风口4送至地板表面，夏季室外新风为避免与封装结构下表面接触结露，故不通过新风腔体，而是直接从夏季新风入口16通过侧墙通道进入换热器和送风口4送至地板表面以形成低露点空气层，避免地板表面发生结露。各结构层材料的物性参数及厚度如表2所示。

相变地板实物图

【参考文献】：
期刊论文
[1]辐射供冷地面对围护结构内表面温度及室内热舒适的影响[J]. 张川燕,王子介.  建筑科学. 2008(10)
[2]地板辐射供冷-置换通风的实验研究[J]. 任艳莉,李德英,王子介.  建筑节能. 2007(08)
[3]相变材料蓄能式低温热水采暖地板热性能模拟[J]. 张群力,狄洪发,林坤平,张寅平.  工程热物理学报. 2006(04)
[4]地板辐射采暖系统特点及应用前景[J]. 甄霞,尹纲领,张涛.  建筑知识. 2005(05)



本文编号：3131100