工学工程建筑毕业论文 地板辐射供冷-暖的简化动态模型及其应用

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1、湖南师范大学本科毕业论文考籍号：XXXXXXXXX姓名：XXX专业：工学工程建筑论文题目：地板辐射供冷/暖的简化动态模型及其应用指导老师：XXX二〇一一年十二月十日简介：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

2、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

3、据不尽完整、准确。我们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（供冷）管表面温度，℃；　　t

4、fp—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；　　tw—室外空气温度，℃；　　Ro为室内外空气传热热阻；ko’为吊顶与室内空气间传热系数，可近似认为ko’=α1；，为房间空气传热热阻；=,为地面与房间其余表面之间的辐射热阻；，为地面面层材料热阻；面层材料可以是混凝土，地板砖，木地板，塑料，地毯等；，为混凝土填层热阻；，为保温层热阻；，为管壁导热热阻。　　—地面面层热容，℃，分别为定压，密度和容积；—混凝土填层热容，℃。　　忽略房间内其余表面与空气之间的对流

5、换热，由图1中点1的热平衡关系可得：　　（1）　　式中，为地板表面与其余各房间的辐射换热量　　（2）　　式中，为玻耳兹曼常数，；和分别为地板表面热力学温度K和表面发射率；和分别为其余各表面热力学温度的加权平均值K和表面发射率；是地板对其他表面的整体角系数；为地板表面与空气之间的对流换热系数，　　（3）　　式中，为地板表面与空气间的对流换热系数，　　为混凝土填层表面与地面层内的导热系数，　　（4）　　将(3).(4)式代入(1)，注意到，各项同除以可得　　(5)　　或写作　　()　　式中，　　由点(2)热平衡式可得：　　(6)　　或写作：　　（6’）　　式中

6、，c2=cp2ρ2δ2;分别为混凝土填层的导热系数和厚度　　由点(3)(埋管处)的热平衡式可得：　　(7)　　式中，分别为保温层的的导热系数和厚度；　　分别为塑料管（PEX）壁的导热系数和壁厚；　　,分别为塑料管（PEX）的比热、密度和厚度；3管径和埋管密度(管间距)的影响　　当需要研究管径和埋管密度(管间距)的影响时，热水(冷水)带给地板的总热量(冷量)可用下式算得：　　(8)　　式中，Fg1为每m2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

7、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，W/m2℃,α1,α2分别为围护结构内、外侧的对流换热系数，W/m2℃，Rd.pj为围护结构平均热阻，　　,式中，下标d,wi,w分别表示门、窗、墙　　ko’为吊顶与室内空气间传热系数，可近似认为ko’=α1，W/m24考虑室外

8、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