地板辐射采暖2f供冷系统温度场的数值模拟与实验研究

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1、第一章前言常大的应用潜力。同时太阳能是一种洁净的能源，因为它不会产生C02，而且是可再生的。在能源和环境形势日益严峻的今天，太阳能作为一种具有代表性的新能源，被认为是21世纪以后人类可期待的、最有希望的能源，越来越得到各国学者的广泛重视，以减少对煤、石油、天然气等不可再生能源的依赖。太阳能热利用具有广阔的应用领域，但最终可归纳为太阳能热发电(能源产出)和建筑用能(终端直接用能)，包括采暖、空调和热水。当前太阳能热利用最活跃、并已形成产业的当属太阳能热水器、太阳能热发电和太阳能制冷。此外，在太阳能热泵、热推进技术等新型领域也有一定的研究与应用。1．2．1．1太阳能热水器热水器是

2、太阳能热利用中商业化程度最高、应用最普遍的技术。国际上，太阳能热水器产品经历了闷晒式、平板式、全玻璃真空管式的发展．目前热水器产品的发展方向仍注重提高集热器的效率，如将透明隔热材料应用于集热器的盖板与吸热间的隔层，以减少热量损失。比较有竞争力的太阳能热水系统都具有大的太阳能集热器，安装在平屋顶或坡屋顶的阳面。配上紧凑的储热系统，在冬天也可使用。目前在提高集热器效率的研究领域，主要在以下几个方面取得了较大进展：(a)透明蜂窝应用于太阳能热水器的研究；(b)真空管太阳能热水器的研究；(c)热管式真空管太阳能热水器的设计研究；(d)应用全息技术提高太阳能热水器效率的研究。1．2．1

3、．2太阳能热发电目前，太阳能热发电在技术上和经济上可行的三种形式是：@30"----80MW聚焦抛物面槽式太阳能热发电技术(简称抛物面槽式)；(主)30"---,200MW点聚焦中央接收式太阳能热发电技术(简称塔式)；③7．5～25kw的点聚焦抛物面盘式太阳能热发电技术(简称抛物面盘式)。除了上述几种传统的太阳能热发电方式以外，太阳能烟囱发电、太阳池发电等新领域的研究也有进展。第一章前言1．2．1．3太阳能制冷实现太阳能制冷有两条途径：一是太阳能光电转换，以电制冷；二是太阳能光热转换，以热制冷。前一种方法成本太高，应用较少，所以目前普遍采用以热制冷。太阳能以热制冷研究主要在三

4、个方向上进行，即太阳能吸收式制冷、太阳能吸附式制冷和太阳能喷射式制冷。其中吸收式制冷和喷射式制冷都已经进入了应用阶段，吸附式制冷还处在研究阶段。由于吸收式制冷系统庞大，运行复杂；吸附式制冷则停留在实验室阶段，因此对吸收式制冷的小型化和吸附式制冷的实用化是目前研究的热点。1．2．1．4太阳能热泵将太阳能作为蒸发器热源的热泵系统称为太阳能热泵系统。其工作原理为：在蒸发器吸热后，其工质的高温低压过热气体在压缩机中经过绝热压缩变为高温高压的气体，经冷凝器定压冷凝为低温高压的液体，放出工质的气化热，与冷凝水进行热交换，使冷凝水被加热为热水，供用户使用。同时液态工质再经过降压阀绝热节流后

5、变为低温低压液体，并回到蒸发器定压吸收热源热量，蒸发变为过热蒸气，完成一个循环过程。1．2．1．5太阳能热推进太阳能推进可分为太阳能电推进(SEP)和太阳能热推进(STP)两大类。SEP是通过太阳电池将太阳能转化成电能，再通过电源处理系统将电能供应给各种电推力器加热工质产生推力的推进技术；STP是利用聚集的太阳能直接加热工质产生推力的推进技术。STP与电推进技术相比较，不需要电能转换、管理分配系统，从而使系统简单可靠，能量利用率高；与核火箭发动机相比，sTP使用丰富廉洁的太阳能，不产生粒子污染，具有较高的比冲，范围宽阔适中的推力；对同样的星际探索任务，与化学能推进型发动机相比

6、，其有效载荷质量比提高1．36"-'3．4倍，有显著的质量节省。因此，STP是空间推进技术发展的一个重要方向。1．2．2地板辐射采暖研究现状低温辐射采暖系统早在20世纪30年代初，就被西欧发达国家所采用，实践证明它比普通散热器采暖更舒适。但是，由于当时金属管接口多、易腐蚀、膨胀系数大、易引起龟裂及损坏后无法更换等问题，致使地板辐射采暖技术未能得到广泛的应用。70年代以来，随4第一章前言着化学工业的发展，抗老化、耐高温、热稳定性好的塑料材质取代了旧的金属管材。其成本低、不易漏、不易结垢、膨胀系数小等优点为低温地板辐射采暖提供了可靠的材料保证。随着建筑业的发展和人们生活水平的提高

7、，特别是独立供暖、分户计量等相关政策的出台，地板辐射采暖显示了其旺盛的生命力。地板辐射采暖技术已广泛应用于餐饮业、购物中心、体育场馆等公共建筑，并普及到个人住宅、商业高级住宅，特别是大跨度和矮窗式新型建筑物的采暖需要，所以它的普及与推广，将是采暖领域一次变革。1．2．2．1国外发展动态国外早在十九世纪末就有人提出低温地板辐射采暖的思想。二十世纪初，该技术在英、俄等欧洲国家出现。英国的巴克尔教授和俄国的亚西莫维奇工程师设计并实现了首批低温热水地板辐射采暖工程，在1907年获得发明专利，标志着地板辐射采暖作