低温地板采暖与散热器采暖效果的对比分析VIP专享VIP免费

第26卷第3期2005年6月太阳能学报ACTAENERGIAESOLARISSINICAV01．26．No．3July，2005低温地板采暖与散热器采暖效果的对比分析张伟，朱家玲，苗常海(天津大学地热研究培训中心，天津300072)摘要：通过地板，墙面和人体之间的辐射换热计算，分析了地板采暖比暖气片采暖节能的原因，对比了两种采暖方式温度场水平分布和垂直分布的差异，空间气流分布的差异以及两种采暖方式热源热储量的差别。通过实测数据的对比表明地板采暖在多方面优于暖气片采暖方式。关键词：地板采暖；节能；温度分布中图分类号：TKS12文献标识码：A0引言1实验系统介绍地板辐射采暖技术从二十世纪初，欧洲一些发达国家就已经开始应用，我国是在五十年代末在人民大会堂开始应用该项技术。但是，由于最初使用的钢管成本高，易泄露，易腐蚀，限制了它的大规模的推广应用。随着材料工业的进步，出现了抗老化，抗腐蚀，耐高温，易弯曲的塑料管材，如胶联聚乙烯管和聚丁烯管，加之人民生活水平提高，节能意识加强，近年来这种采暖方式逐渐开始推广起来。地板辐射采暖较传统的暖气片采暖具有可利用的热源形式广，节约金属，在相同建筑结构条件下，室内温度分布均匀，卫生，不占用有效室内空间等优点，其中最突出的两点就是节能和舒适。传统的供暖方式的供暖设计热指标一般为5080W／m2(根据不同类型的建筑物)，而地板辐射采暖的设计热指标要比前者低，在天津地区对采用这种供暖方式测试中发现其设计热指标仅为45W／m2⋯，或者更低。现在人们普遍认为这种供暖方式的设计室温可以比传统的供暖方式低2—5℃，但是并没有深入探究其原因。本文从人体辐射得热和热源布置位置两方面进行了研究。为了研究它的舒适性，本文对分别采用这两种采暖方式的房间进行了实测，用以对比分析其室内温度分布，气流分布的差异及供暖效果。收稿日期：2003—09—24本文选取天津大学地热中心一间暖气片采暖的房间和天津某小区的一间地板辐射采暖的房间为测试对象，其尺寸均为4．5×3×3m，朝向均为坐南朝北，都是中间层，只有一面外墙。图1测试房I司不蒽图Fig．1Schemeviewofsurveyedloom图1中A采用双回形埋管方式，总管长为70m，进口水温47℃，出口水温37℃。图1中B房间采用四柱813型暖气片14片。测试在2002年12进行，当时室外温度为2~C。2测试结果与分析2．1人体辐射得热量的测量和计算为了计算人体、地板和墙壁之间的角系数，特建立了以下几何模型，其中将人体近似看作是宽0．4，高1．7的矩形，而且位于房间的正中央。将地板表面，墙面和人体表面均视为灰体。由于空气中只含有很少量的二氧化碳和水蒸气，在室温下，可认为空气是热辐射的透明体，即空气不吸收热辐射。人体表面只穿一件薄毛衣。采用地板采暖的室维普资讯http://www.cqvip.comwww.zhulong.com3期张伟等：低温地板采暖与散热器采暖效果的对比分析305温为17℃，采用暖气片采暖的室温为20℃。图2人体与地板的角系数模型Fig．2Conceptualmodelofanglefactorbetweenhumanbodyandfloor其物性参数见下表；表1各种表面的物性参数TablelThephysicalparameterofvarioussurface人体对地面的辐射角系数b]：F】-2=0．27(1)人体对墙壁和天花板的辐射角系数：F=0．73(2)辐射换热量可用下式计算：Q】．2=eA1F】‘2(Eb1一Eb2)(3)sL_式中：A——物体表面积，m2；F——角系数；e。——系统黑度；E——黑体辐射力，W／m2；Q——辐射换热量，w；e，E2——物体黑度。在地板采暖中，人体比采用暖气片供暖方式可多得由地板辐射热量为：AQ1=25．9W在地板采暖中，人体比采用暖气片供暖方式多向墙壁和天花板辐射热量为：AQ2=13．4W人体和室内空气之间的自然对流换热可用下式计算：N：0．1(GP)“(5)p：0．827At(6)式中：G——葛拉晓夫数；——努谢尔特数；——普朗特数；——温差，℃在地板采暖中，由于室温比暖气片采暖方式的室温低，人体因此而多耗散的热量为：AQ3=11．4W可以看到：AQ1一AQ2一AQ3：25．9—13．4—11．4：1．1W>0以上计算说明了在地板采暖中，即使室温比暖气片采暖方式低3℃，人体向环境所散失的热量仍然少于暖气片采暖方式中人体向环境散失的热量。这表明地板向人体辐射热量是地板采暖方式节...