板式地板辐射采暖传热性能的研究

论文题目: 板式地板辐射采暖传热性能的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 供热,供燃气,通风与空调工程

作者: 王海霞

导师: 由世俊

关键词: 地板辐射采暖,加热板,传热性能

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在全球关注能源利用和建筑节能的背景下,低温热水地板辐射采暖作为一种舒适、节能的采暖方式,在实际中得到了广泛的关注和应用。特别是近年来随着塑料管材的大批量国产化生产和施工工艺的改进,地板辐射采暖在我国北方广阔的采暖市场中占据了相当重要的位置。但是目前传统的湿式施工做法无形中增加了地板构造体厚度,降低了室内有效高度,同时增大了建筑的承重。因此,研究优化不同的采暖方式,使其更加符合建筑节能的可持续发展要求,同时实现采暖系统与建筑更加完美的结合,是采暖研究的主要任务。地板表面散热量和平均温度是低温热水地板辐射采暖的重要参数,本文对一种预制板式的干式地板辐射采暖做法的系统传热性能进行了研究,在其与建筑结合良好的前提下,考虑其表面的温度分布和散热情况是否也优于传统的湿式地板辐射采暖系统。本文在合理简化的基础上,建立了板式地板辐射采暖的二维稳态传热模型,采用有限元分析软件——ANSYS对其进行求解计算,得到数值解,并将计算结果列于附表。该模型与以往研究者所建模型的不同之处在于,没有将地板上表面的对流换热系数视为定值(即按照热面朝上的大平壁对流换热的Nu准则数计算),而是采用了Kilkis博士研究得出的方法,考虑了房间海拔高度和内部空间的特点对地板表面对流换热系数的影响。文中计算了地板上表面和加热构件内部各层的温度分布,以及地板表面的热流密度;分析了地板表面温度和热流密度随供回水温度和地面装饰材料不同而变化的关系,并得出供回水平均温度是影响表面散热量的主要影响因素。采用韩国LG生产的加热板,搭建板式地板辐射采暖系统的实验台,在不同流量和不同供回水平均温度工况下,对稳态传热时的地板、室内空气、墙体的温度分别进行了测量,验证了传热模型的正确性。得出了板式地板辐射采暖的有效散热量,从而得到了板式地板辐射采暖系统的热利用率。最后从传热性能和加热构件与建筑结合的程度两个角度,对比了此种地板采暖方式与传统的湿式地板辐射采暖系统,分析比较了地板表面温度分布和表面散热量的差异,并从二者的造价方面进行了对比。此项研究对今后这两种形式的地板辐射采暖技术的不断改进和在国内发展板式地板采暖有一定的借鉴意义。

论文目录:

第一章 绪论

1.1 课题的提出及研究的目的和意义

1.2 国内外低温地板辐射采暖技术研究状况及进展

1.2.1 低温热水地板辐射采暖技术的发展简史

1.2.2 国外地板辐射采暖技术研究现状

1.2.3 国内地板辐射采暖技术研究现状

1.3 低温热水地板辐射采暖的传热原理及特点

1.3.1 传热原理

1.3.2 地板辐射采暖的特点

1.4 低温地板辐射采暖构造层的做法及特点

1.4.1 传统湿式做法的特点及其存在的问题

1.4.2 干式做法的特点和应用

1.5 本文的研究内容和主要工作

第二章 板式地板辐射采暖加热构件传热数值模拟

2.1 板式地板辐射采暖板的结构与特点

2.2 计算模型

2.2.1 最小传热单元

2.2.2 边界条件的设定

2.3 数值计算

2.3.1 采用的数值计算方法

2.3.2 数值计算

2.4 本章小结

第三章 数值模拟结果分析

3.1 加热构件温度分布

3.1.1 地板表面温度分布

3.1.2 加热构件内部温度分布

3.2 加热构件热流密度

3.2.1 地板表面热流密度

3.2.2 加热构件内部热流密度

3.2.3 地板表面热流密度与供回水平均温度的关系

3.2.4 地板表面热流密度与室内温度的关系

3.2.5 地板表面平均温度与供回水平均温度的关系

3.2.6 地板表面散热量与地板上部装饰层材料的关系

3.2.7 地板表面平均温度与地板上部装饰层材料的关系

3.3 考虑向下传热的修正

3.4 本章小结

第四章 初步实验测试与数据分析

4.1 实验目的

4.2 实验任务

4.3 实验室设计

4.3.1 室内外计算参数的确定

4.3.2 房间热负荷计算

4.3.3 实验系统

4.4 系统各参数的测试方法

4.5 实验结果分析

4.5.1 加热构件各层结构的表面温度

4.5.2 供水温度、供回水温度平均值与地板表面温度的关系

4.5.3 室内空气温度与黑球温度梯度

4.5.4 辐射强度随高度的变化

4.5.5 系统开始运行的动态工况

4.5.6 板式地板辐射采暖加热构件的热效率

4.5.7 系统压力损失与流量的关系

4.6 本章小结

第五章 板式地板辐射采暖与湿式做法的比较

5.1 初投资和施工

5.2 加热构件热性能

5.3 本章小结

第六章 结论

附录

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢

发布时间: 2006-05-24

参考文献

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