地板辐射供冷-暖的简化动态模型及其应用

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1、地板辐射供冷/暖的简化动态模型及其应用简介：本文给出了低温地板辐射供冷/暖的简化动态模型，作为模型使用的实例，研究分析了地板供冷时管间距对各项温度的影响。对于地板供冷系统来说，当供、回水温度一定时，各个温度参数随着时间的逐渐增大其数值解也呈现增大趋势。在给定的被覆层厚度下，地板表面温度值比混凝土填层上表面温度值约高1℃左右。管表面温度值介于供、回水温度(13℃～15℃)之间，随着时间的变化，其波动值较小，曲线呈平缓升高的走向。地板供冷系统的各温度参数与管间距的大小有密切关系。增大管间距，各温度参数都趋于减

2、小。地板表面温度值和混凝土填层上表面温度值减小的幅度相差不大。管间距的变化对室内空气温度值的影响非常明显。由于地板供冷本身供冷能力较低，因此，减小盘管间距显得尤为重要。关键字：辐射供暖地板采暖地板供冷1引言　　低温地板辐射供暖已在我国，特别是北方地区获得了大面积应用，其舒适、节能、便于分户计量等优点日益被设计人员和用户所认识。部分地区已制定地方法规，这对于指导工程设计、施工起到了良好作用。辐射供冷的研究也不断取得进展。但目前国内对于辐射供暖/冷的理论研究有所不足，以致现有资料给出的数据不尽完整、准确。我们

3、在长期研究基础上提出了以下动态模型，并且在自行搭建的实验台上进行了实验验证。用经验证后的模型进行了有关计算，获得了一些数据以供参考。2基本模型　　图1为地板辐射供暖模拟网络图。图中，、和分别为面层、垫层和保温层厚度；　　—房间空气温度；　　—与地面进行辐射换热的各表面温度的加权平均值,℃，，式中，F2至F6分别为东南西北墙和顶板的面积，m2;为与Fi相对应的表面温度,℃，在室内空气流速较小情况下，可认为等于室内平均辐射温度MRT；　　ts—地面温度，℃；　　th—混凝土填层上表面温度，℃；　　tst—采暖

4、（供冷）管表面温度，℃；　　tfp—管中热（冷）水平均温度，℃，，和分别为进出水温度，℃；　　tbo—保温层底（楼板顶部）平均温度，℃，当该模型针对底层时，即为苯板下的地面温度；　　t2地板面积时的管表面积，Fgu=πdL,m2,L为单位面积管长度，其值可以根据管间距从表2中查得。这样，在假设地板温度均匀分布前提下，每m2地板面积的热量(冷量)可用下式算得：　　(9)　　忽略地板(或楼板)直接向室外的热损失，可得到向下的传热量：　　(10)　　在模拟计算中，可以固定室内温度来计算所需要的进水温度和水量，也

5、可以固定进水参数，计算在一定室外气温下可以达到的室内温度，此时应增加相应的方程：　　(11)　　式中，,分别为空气的比热、密度和容积；　　ko为室内外空气间传热系数，2℃,α1,α2分别为围护结构内、外侧的对流换热系数，2℃，Rd.pj为围护结构平均热阻，　　,式中，下标d,24考虑室外温度和内墙表面温度对辐射和对流传热的影响　　在研究室内温度恒定情况下地板供冷/热的情况时，可以假定内墙温度恒定为某一温度(即在图1所示网络图中，不考虑tha节点以上部分)，可以简化模型和程序。实际上，室外温度变化影响到内墙

6、温度，内墙温度又影响到室内空气温度和地面与内墙表面的辐射换热量，是非常复杂的物理现象，要对此作出准确的动态模拟实非易事。但采用网络模拟的方法，假定各扇墙的温度均匀分布，可以把传热简化为一维问题，这对于工程问题，是完全可以满足要求的。注意到在本实验小室中，未计及太阳辐射问题，则可得到下述两个方程：　　(12)　　(13)　　式中，t。5实验验证及部分计算结果　　计算得到的结果在我们建在济南和南京的实验室进行了验证，模拟结果和实验结果显示了良好的一致性。详见参考