地板辐射采暖%2f供冷系统温度场数值模拟与实验的研究

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1、摘要随着城镇人民生活水平的不断提高和国民经济的高速发展，人们对室内环境质量有了越来越高的要求。严峻的能源利用形势促使人们不断思考能源问题，对合理用能提出了新的挑战。于是，低温地板辐射采暖系统作为一种舒适、卫生、节能的新型采暖方式，顺应此潮流而逐步发展起来。若冬季采用地板辐射供暖，而夏季采用另外的设备进行供冷，必将加大初投资，造成资源的浪费。因此将辐射地板用于夏季供冷是一种可供选择的方案。本文首先引入地板辐射供暖的数学物理模型。本文建立了一个二维、稳态导热问题的数学模型，并利用FLUENT数值模拟软件对地板辐射采暖(供冷)的地板构造层传热过程进行了CFD计算，分析了管间距、供水温度、管材、有无保

2、温等因素对地板构造层传热的影响。分析探讨了在辐射采暖与辐射供冷共用一套设备时地板布管的选择，为地板辐射采暖(供冷)系统的设计、优化提供了一定的参考资料。其次，建立了地板辐射采暖(供冷)实验台。室内同时装有风机盘管、挂壁式散热器等装置。在各种工况下，对地板辐射采暖、供冷的地板构造层传热规律及室内温度场的分布进行了实验研究。研究水的流速、供水温度、保温层、管材等因素对地板构造层传热和室内温度场的影响，并确定各影响因素的重要程度，优化设计方案。并且通过实验比较了三种采暖方式下室内温度场的分布情况，为采暖设备的优化、选择提供参考。然后，本文利用LabVIEW语言编制了地板辐射供冷、太阳能相变蓄热采暖系

3、统的控制程序，并将地板辐射供冷控制系统成功运用到实验过程中，为地板采暖、供冷的推广提供条件。最后，通过对数值模拟和实验结果进行比较，验证了模拟结果的可靠性。通过比较可以看出，模拟计算与实验结果基本相符，为地板辐射采暖、供冷在实际工程中的应用提供了设计参考依据。关键词：地板辐射采暖，地板辐射供冷，垂直温度梯度，数值模拟ABSTRACTAlongwiththecontinuousimprovementofthelivinglevelofthepeoplelivingbothincityandtownandthehigh‘rapiddevelopmentofthenationaleconomy，pe

4、oplebegintohavehigherandhigherrequirementsonthequalityoftheindoorenvironment．Theserioussituationofenergyusingpromotespeopletoconstantly恤Ilkabouttheenergyquestionandanewchallengeinthereasonableenergy-usingcomes．Thusthelow-temperaturefloorradiantheatingsystemwhichiscomfortable,cleanandenergy-savingisd

5、evelopedtokeepupwiththetrend．Ifthefloorradiantheatingsystemisonlyusedinwinterwhileotherequipmentisusedforcoolinginsummers，theinitialcostiscertainlyenlarged，whichwillcausethewasteoftheresources．Therefore，itisanidealchoicetoadoptthefloorradiatinginsummersforcooling．Thispaperfirstintroducesthephysics—m

6、athematicsmodelforthefloorradiantheating．Themathematicsmodelthatisintroducedinthispaperisonewhichisoftwo—dimensionandsteadyfortheheatingquestion．Inthispaper,theCFDcalculationoftheheat—transmittingprocessofthefloortectoniclayerofthefloorradiantheating(cooling)isdoneandtheinfluencesofthefactors，suchas

7、thetubespacing，thewatertemperature，thetubepieceworkandtheabsenceoftheheatpreservationareanalyzed．Thechoiceofthefloortubeswhenonepieceofequipmentissharedinradiantheatingandradiantcoolingisanalyzed，thus