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1、暖通空调HV&AC2005年第35卷第4期技术交流#117#四种供暖方式的分析比较天津大学汪健生胡静陈占秀摘要对目前使用的散热器供暖、地板供暖、天花板和踢脚板供暖方式的室内温度场和流场作了数值模拟,定量分析了上述供暖方式的特点和对室内热环境的影响,认为踢脚板供暖方式的室内温度场和流场相对均匀,其次是地板供暖、天花板供暖和散热器供暖方式。关键词供暖方式温度场速度场AnalysisandcomparisonoffourmodesofspaceheatingByWangJiansheng,HuJingandChenZhanxiuAbstrac
2、tSimulatestheindoortemperaturefieldandthevelocityfieldofradiatorheating,floorheating,ceilingheatingandbaseboardheatingmodes.Quantitativelyanalysesthefeaturesoftheseheatingmodesandtheirinfluencesonindoorthermalenvironment.Considersthatthetemperaturefieldandthevelocityfieldofthebaseboardheatin
3、gmodeisthebestinuniformity,followedbyfloorheating,ceilingheatingandradiatorheatingsuccessively.Keywordsheatingmode,temperaturefield,velocityfieldTianjinUniversity,Tianjin,China!我国北方冬季室内供暖设备主要以散热器要体现在壁温上,所以本文在相关的控制方程中未为主。近年来,地板供暖、天花板供暖及踢脚板考虑辐射的影响。供暖等供暖方法逐渐在国内得到应用。许多研1.1墙内表面温度究人员对这些供暖方式进行了研
4、究,得出了一些室外计算温度为-9∀,室内人体感觉的舒适结论,如认为地板供暖在舒适性和节能效果上要温度为18~20∀。根据对流换热公式,通过外墙优于传统的散热器等,但得出的结论在很大程度的散热量q可表示为上是依靠经验和常识,对于不同供暖面布置方式q=KF(tn-tw)(1)对室内流场、温度场分布的影响,目前相关的研式中tn为室内平均空气温度;tw为室外计算平究报道很少。均温度;K为传热系数;F为传热面积。通过计算笔者采用数值计算方法,模拟了这几种供暖方可得出室内墙壁温度为146~154∀,假定室内式的室内温度和速度的分布。温度波动很小,而且分布均匀,墙内表面为常壁温1物理模
5、型边界条件,取平均温度值为15∀。笔者根据供暖过程的特点,在数值计算时对实1.2地面边界条件际情况进行了适当简化,建立了接近于真实情况的a)地板供暖加热方式模型。假设管道的平均水温为55∀,由文献[1]查得选择我国北方地区的某住宅建筑作为模型进行计算。房间高28m,长宽分别为5m,4m,假!汪健生,男,1964年4月生,博士,副教授300072天津市南开区卫津路92号天津大学机械工程学院定门窗密封性能很好,边界条件与墙体相同。热能系(022)27890053由于本文计算的是不同供暖方式下室内空气Email:js.wang@263.net的速度与温度分布及其特性,而空气对热
6、辐射的透收稿日期:20030106一次修回:20030819射率约为1,墙壁之间的辐射对室内环境的影响主二次修回:20050301#118#技术交流暖通空调HV&AC2005年第35卷第4期2q=140W/m。其中对流换热量约占总功率的沿房间四周环绕布置。50%,地面温度在26~28∀之间。为了简化问题,2计算模型可设地面为常壁温边界条件,温度取平均值27∀。根据所建立模型和各种供暖方式下的边界条b)非加热地面件,可以得到计算模型。本文所研究的问题属于自地面夯实的土壤温度为18~20∀,根据式然对流条件下的温度场问题,其控制方程如下。(1),可得地面温
7、度在13~15∀之间,简化地面为连续性方程:恒壁温边界条件,温度取平均值14∀。+V=0(2)1.3屋顶边界条件t动量方程:采用以上方法和有关参数,可得屋顶表面温度V为144~166∀,简化为常壁温边界条件,取平均+(VV+pI-)=f(3)t温度155∀。对于天花板供暖,可采用与地板供能量方程:暖相类似的方法,得出天花板表面温度为26~28E+(EV+pV-V+Q)=fV(4)∀,设天花板表面为常壁温条件,取平均温度为27t∀。式(2)~
