地板辐射供暖方式热舒适性与节能性分析研究

【摘要】： 本文针对标准建筑建立数学物理模型,利用AIRPAK软件对室内舒适性进行研究;对采用地板采暖系统和散热器采暖系统的既有建筑物进行室内热环境测试,分析了两系统之间的异同,得出:地板采暖房间随着外围护结构的增加室内热舒适性有较大差异,三面外墙的房间室内舒适性最差,有冷感觉,不满意率高达99.9%。仅有一面外墙的房间由于温度高室内热舒适性也较差,不满意率为99.16%。两面外围护结构的房间:外屋面对室内温度的影响大于西外墙对室内温度的影响。有外屋面的房间室内热感觉不满意率为21.74%。最令人满意的室内温度为20.72℃,相对湿度为60.54%。散热器采暖房间温度偏低,由于存在正温度梯度,引起不满意率较高。并且分析了地板采暖系统因外围护结构数量的不同而引起的室内热环境的变化情况,针对存在的问题,提出了解决的方法。 以标准建筑模型为研究对象,在PMV=0,室内温度差为2℃的条件下,通过对地板采暖系统和散热器采暖系统进行了T_r和节能性计算。计算结果表明:散热器采暖系统室内各围护结构内表面平均辐射温度值为17.13℃,地板采暖系统围护结构内表面平均辐射温度18.80℃,温差为1.67℃。当采暖房间仅南墙为外墙,其他为内围护结构时,地板采暖耗热量比散热器采暖少27.47W,节能率为6%。随着外墙数的增加,建筑物耗热量增加,为了满足室内舒适度的要求,需要增加地板表面温度,从计算结果看出地面温度升高幅度较大,但是其他围护结构的温度仅有少量的升高。因此可以认为在室内热负荷增加时,通过缩小盘管的间距来增加散热面的散热量,是可以满足室内温度和舒适度要求的。 【关键词】：地板辐射采暖 散热器 PMV 节能性 舒适性
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TU832.16
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-23
• 1.1 引言12
• 1.2 辐射采暖系统简介12-16
• 1.2.1 辐射采暖12-13
• 1.2.2 地板辐射采暖13-14
• 1.2.3 低温热水地板辐射采暖14-16
• 1.3 地板辐射采暖系统的发展16
• 1.4 地板辐射采暖的优点16-18
• 1.5 国内外研究现状18-22
• 1.5.1 舒适性研究18-20
• 1.5.2 节能性研究20
• 1.5.3 系统结构、传热理论研究20-22
• 1.6 地板辐射采暖系统尚未解决的问题22
• 1.7 研究的方法和内容22-23
• 第2章 热环境和传热学理论23-34
• 2.1 室内热环境理论23-26
• 2.1.1 室内空气温度场数学模型24-26
• 2.2 传热学理论26-31
• 2.2.1 散热面传热过程26-28
• 2.2.1.1 工质水与管壁的换热26-27
• 2.2.1.2 散热面内部的传热过程27
• 2.2.1.3 散热表面的传热过程27-28
• 2.2.2 房间各围护结构热过程的分析28-30
• 2.2.3 辐射采暖和散热器采暖模型30-31
• 2.3 房间热过程基本方程31-32
• 2.3.1 室内空气热平衡方程31
• 2.3.2 各内表面热平衡方程31
• 2.3.3 围护结构传热方程31-32
• 2.4 CFD和AIRPAK简介32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第3章 热舒适性理论分析34-46
• 3.1 人体与环境热交换计算34-35
• 3.2 影响热舒适性的因素分析35-37
• 3.3 热舒适评价指标37-42
• 3.3.1 热舒适评价指标—PMV与PPD37-39
• 3.3.2 热舒适参数的选择39-41
• 3.3.3 其他舒适性指标41-42
• 3.4 室内舒适性模拟计算42-45
• 3.4.1 地板采暖系统42-44
• 3.4.2 散热器采暖系统44-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 地板辐射采暖与散热器采暖实验研究46-66
• 4.1 实验条件46
• 4.2 测量工具46-47
• 4.3 实验任务47
• 4.4 系统测温方法47
• 4.5 实验结果分析47-65
• 4.5.1 地板辐射采暖47-58
• 4.5.1.1 热环境分析47-50
• 4.5.1.2 室内温度场分析50-57
• 4.5.1.3 室内温度随室外温度变化分析57
• 4.5.1.4 室内速度场分析57-58
• 4.5.1.5 各房间室内PMV-PPD值的确定58
• 4.5.2 散热器采暖58-64
• 4.5.2.1 室内温度场的测量58-59
• 4.5.2.2 室内温度场分析59-63
• 4.5.2.3 室内温度随室外温度变化分析63
• 4.5.2.4 室内速度场分析63-64
• 4.5.2.5 室内PMV-PPD值计算64
• 4.5.3 两种采暖方式对比分析64-65
• 4.6 本章小结65-66
• 第5章 节能性分析66-74
• 5.1 典型建筑模型的选取66-67
• 5.2 系统热负荷计算67-68
• 5.3 节能性计算及结果分析68-73
• 5.3.1 地板采暖系统和散热器采暖系统T_r(t_r)的计算68-69
• 5.3.2 节能性计算69-71
• 5.3.3 地板辐射采暖系统外墙个数对耗热量的影响71-73
• 5.4 本章小结73-74
• 结论74-75
• 参考文献75-78
• 个人简介78
• 已发表的论文及成果78-79
• 致谢79

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