地板輻射供冷研究

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1、地板輻射供冷的舒適度研究中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司李森生湖北省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院丁云武漢科技大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院劉秋新摘要：為研究地板輻射供冷系統(tǒng)的舒適性，建立了一個(gè)地板輻射供冷系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)小室，通過實(shí)驗(yàn)對地板輻射供冷系統(tǒng)的溫度、濕度分布進(jìn)行了測試和分析，發(fā)現(xiàn)地板輻射供冷在同一水平方向上溫度、濕度分布的均勻性非常好，在豎直高度上能形成一定的溫度分布規(guī)律，熱空氣對流波動(dòng)小、流速慢，地面溫度與1.5m處的平均溫差為1.25℃，能較好的滿足人員的舒適要求。地板輻射供冷系統(tǒng)可以采用比較高的供冷溫度，以大大的節(jié)約能源。關(guān)鍵詞：地板輻射供冷溫度場舒適度1前言低溫地板輻射供暖系統(tǒng)由于其眾多的優(yōu)點(diǎn)而被廣

2、泛應(yīng)用于采暖系統(tǒng)中，并且國內(nèi)外對地板輻射采暖的溫度、濕度及舒適度等的研究也有很多。而目前同時(shí)作為一套既可以采暖又可以制冷的雙功能地板輻射系統(tǒng)，對其低溫供冷工況的研究主要集中在對地板結(jié)露狀況及防結(jié)露措施的研究上。地板輻射供冷系統(tǒng)由于是在地板下直接流動(dòng)著冷凍水，為了消除室內(nèi)冷負(fù)荷，冷凍水溫度會不會過低而導(dǎo)致地板表面溫度很低，使人的足部有冷感呢？并且這樣會有悖于“腳暖頭冷”的要求，人體是否會有不舒適感呢？為了解決上述問題，特搭建了一個(gè)地板輻射供冷的實(shí)驗(yàn)小室，下面將通過實(shí)驗(yàn)對以上問題進(jìn)行逐一的分析。2實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛨D1地板輻射供冷試驗(yàn)房間水管布置平面本次實(shí)驗(yàn)的冷源為一臺5P風(fēng)冷熱泵機(jī)組，為實(shí)現(xiàn)冷量

3、均勻分布到室內(nèi)，室內(nèi)埋管采用蛇型串聯(lián)式，使用直徑為8mm的塑料盤管進(jìn)行機(jī)接，并對整個(gè)房間分五組分集水器進(jìn)行同程連接，每組分集水器上連接四根接管，五組分集水器的接管完全相同，接管的總長度一致，便于水力的平衡以及水量的均勻，其水流量由浮子流量計(jì)測定，通過供水管與回水管之間的三通閥調(diào)節(jié)控制熱水供水溫度。具體的地板管平面布置如圖1所示。地面上無任何大面積的落地家具和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的干擾。3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析3.1實(shí)驗(yàn)環(huán)境本次實(shí)驗(yàn)的室外計(jì)算參數(shù)見表1。在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室同一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了兩次測試，測試時(shí)間均為上午09:15到下午17:00。整個(gè)過程只運(yùn)行地板輻射空調(diào)系統(tǒng)，且機(jī)組的開啟、運(yùn)行、控制等操作流程均統(tǒng)一

4、。由于得到的兩次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，以下僅對其中一組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。經(jīng)過計(jì)算，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定后，供水平均溫度為10.1℃，回水平均溫度為17.3℃，供回水平均溫差為7.2℃，供回水的平均溫度為13.7℃。表1室外參數(shù)時(shí)間參數(shù)9:159:4510:0010:3011:0011:3012:3013;0013:3014:0014:3015:0015:3016:0016:3017:00室外溫度(℃)33.233.133.533.834.333.134.134.534.235.134.435.333.733.733.432.4室外濕度(%)7877.4707871.37268.47965.965.

5、364.957.78163.564.969走廊溫度(℃)30303029.93030.63131313131.231.531.5313131走廊濕度(%)888888888884797676747476667171703.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析3.2.1水平方向的溫度分布為了便于直觀的分析，現(xiàn)將試驗(yàn)結(jié)果制成曲線圖。地面各點(diǎn)的溫度分布如圖2所示。圖2水平方向的溫度分布情況顯然，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，地面各點(diǎn)的溫度基本相同，并且是3、4兩點(diǎn)的溫度比較接近，1、2點(diǎn)的溫度更加接近，且3、4兩點(diǎn)的溫度高于1、2點(diǎn)，這是因?yàn)?、4點(diǎn)位于西外墻，受太陽輻射的影響，下午西外墻處的冷負(fù)荷更大，所以在同樣冷凍水供水

6、溫度的情況下，靠近西外墻的3、4兩點(diǎn)的地面溫度高于1、2點(diǎn)，鑒于此原因很多施工手冊中都建議在靠近外墻處管間距應(yīng)適當(dāng)?shù)臏p少，以此來消除室外氣候環(huán)境對室內(nèi)熱環(huán)境所造成的影響，使室內(nèi)的微氣候環(huán)境一致。本實(shí)驗(yàn)中由于埋管間距一致，所以造成系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后各點(diǎn)的最大溫差達(dá)到了2.4℃，但最小溫差卻只有0.4℃。各點(diǎn)平均溫度為26.86℃，最大的溫度不均勻度為8.93%，所以可以認(rèn)為地板輻射供冷的地面溫度分布均勻。而如果外墻處埋管間距減少埋管數(shù)量增加，那么該系統(tǒng)的地面溫度分布將會更加均勻。并且該實(shí)驗(yàn)中當(dāng)冷凍水供水平均溫度為10.1℃時(shí)，地面的平均溫度就達(dá)到了26.86℃，接近了人的正常體溫，也不會對

7、穿鞋的腳部形成冰涼的感覺了；故室內(nèi)的溫度均勻性環(huán)境可以很好的滿足。3.2.2垂直方向的溫度分布同樣，為了分析的方便，也將所測數(shù)據(jù)制成曲線圖，在垂直方向上分別測出地面、近地面和離地面1.5m三處的溫度情況。各點(diǎn)在垂直方向的溫度分布情況如圖3所示。圖31-4點(diǎn)垂直方向的溫度分布情況由圖中曲線的分布趨勢可以知道，四個(gè)測點(diǎn)的溫度分布情況大致相同，在系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，地面處的溫度都低于地面附近和距地面1.5m處的溫度，并且溫度在地面和地面附近的增加速度很快，這是因?yàn)樵?/p>