夏热冬冷地区装配式陶板地暖节能优化研究

发布时间：2020-04-25 10:16

【摘要】：随着能源环境问题日趋成为约束我国经济社会可持续发展的“瓶颈”,建筑采暖作为能源消耗和环境污染大户,是落实节能减排目标的重要领域之一。低温地板辐射采暖由于绿色环保、舒适性高等优点在建筑采暖中被广泛应用。目前,建筑采暖中低温地板辐射采暖系统施工多采用埋管式湿式施工,热媒介多以热水或电为主,国内外对其舒适性、节能性和经济性进行了相当多的研究,是一种比较成熟的采暖方式。本文基于传统的低温辐射采暖系统的优点,对采暖系统进行改进和分析,提出装配式陶板地暖系统新式采暖结构。介绍了装配式陶板地暖系统,通过建立陶板辐射传热热阻节点模型,并分析其传热过程;建立板层传热控制方程和地板上、下表面热平衡方程,分析夹层空气和室内空气流动模型及其传热理论模型;并在此理论基础上进行数值模拟,研究陶板表面温度分布规律,分析空气槽对陶板表面温度的影响,不同空气槽形状,空气槽距离陶板板面距离;分析装配式陶板地暖施工过程中空气夹层对热流量的影响,以及施工材料的选取对热流量的影响;此外,研究了采用装配式陶板地暖系统供暖房间的热舒适性,主要结论如下:1)空气槽形状对板层结构温度场有影响,但影响程度很小;空气槽形状对陶板表面温度分布和流过陶板的热流量较大影响,且方形空气槽的效果最好,其温度在板面的分布范围为28.85℃~29.63℃,流过板面热流量10.47W。2)空气槽上表面与陶板表面距离的改变会引起板层结构温度场的变化,其数值越小,温度在陶板表面的分布波动越大,相应的会阻碍热量向上传递,引起温度波动的距离临界值约4mm,空气槽上表面与陶板表面距离大于4mm时,温度波动不明显。3)不同的支架层材料在板层结构下表面的温度分布的变化规律基本相同,温度沿板层结构下表面呈现先减小后增大的趋势,在常见的支架层材料中无机保温砂浆温度曲线最低点的温度最低,约29.42℃。考虑到装配式陶板地暖系统是空气夹层、支架层材料交错布置,所以建议采用无机保温砂浆作为支架层材料。4)不同保温层材料在板层结构下表面温度分布情况基本重合,常见的保温层材料对板层结构下表面温度分布的影响程度基本相同,其影响层度远小于支架层材料对板层结构下表面温度的影响。5)采用装配式陶板地暖系统供暖的房间其室内状态稳定后,室内空气流速范围0~0.21m/s,远小于国家标准给出的推荐值0.3m/s。室内空气温度由地面随着房间高度递减,在地面周围处温度最高,范围约为29℃~30℃;人体中心处温度场数值范围24.05℃~27.06℃,符合热舒适条件中室内空气温度要求;人体头部与脚底之间垂直空气温度差值约1.65℃~2.97℃,符合局部热舒适度中垂直空气温差要求;地面温度值范围25.37℃~27.03℃,符合冷热地板等要求。人体常驻区底部发热电缆间距对供暖室内温度场有影响,但影响程度很小;对供暖房间垂直高度方向的流速大小没有影响。综上所述,装配式陶板地暖系统供暖形式是比较舒适的。
【图文】：

6图 1-1 Fluent 求解流程图Figure 1-1 Fluent solution flow chart件的基本功能一般包括以下三个部分：前处理、建立几2 所示。

图 1-2 Fluent 软件的基本功能Figure 1-2 Basic functions of the Fluent software1.4 本文研究目的装配式陶板地暖采暖系统作为一种新式的采暖结构，有机的结合了装配式施工法、低温地板辐射采暖和陶板，将“装配式建筑”、“陶土板”和“低温地面辐射系统”结合，形成一个集成创新型采暖系统，其“三位一体”的采暖结构丰富了采暖方式的选择。其从前期的“地暖+陶瓷地板”，其优点有效的节约高效，，占用空间小；到后期的“装配式”施工，其优点施工周期短、简便结合，形成一整套完整的从生产到施工的系统；解决其他地暖采暖施工周期长，工序复杂，维修困难等通病，创新性的提出“地暖+地板+干法施工”三合一的有效方案，使其装修方便简单。装配式陶板地暖采暖系统可以创造经济效益，“地暖+地板+干法施工”三合一的方案进行节能优化，可以大大的降低能耗。本文提出以发热电缆为热媒，使用新型的电陶瓷地板直接与发热部件组合的一种新型陶瓷地板辐射采暖系统。与传统的电热供暖相比，该系统将发热元件直接与
【学位授予单位】：景德镇陶瓷大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU832

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本文编号：2640127