重庆村镇建筑低温热水辐射供暖末端性能优化研究

摘要

低温热水辐射供暖以舒适性高、节能、不占建筑空间、不影响室内装饰，并可有效利用低温热源等优点在国内外被广泛应用。对于辐射供暖的埋管式，由于围护结构的蓄热性，辐射供暖时温度达到室内舒适性要求的响应时间较长，相比于房间空调器等对流供暖方式室内温度升高较为缓慢。同时，在夏热冬冷地区供暖问题讨论的持续升温和新农村建设快速发展的大背景下，村镇建筑对室内热环境和舒适度的要求也大幅提升。亟需寻求一种健康的、舒适的、高效的、社会环境友好型的供暖方式以解决恶劣的人居环境现状与人体健康要求、日益增长的供暖需求与社会节能减排之间的矛盾。因此，本文以低温热水辐射供暖末端为研究对象，考察其在重庆村镇建筑的适用性及其性能优化。
　　首先，利用在村镇地区搭建的低温热水辐射供暖系统实验平台进行实验研究，对比不同供水温度（35℃、40℃、45℃、50℃）时，毛细管地面辐射供暖末端和热水地面辐射供暖末端两种末端形式下的室内热环境、温度响应速度、供热能力、机组能耗等特性参数。实验结果表明：不同工况下室内温度均能达到16.0℃的要求，且室内温度均匀性良好。在系统启动阶段，采用毛细管地面辐射供暖末端时室内温升速度约0.5-0.6℃/h；采用热水地面辐射供暖末端时室内温升速度约0.2-0.3℃/h。
　　其次，利用复合末端的方法优化辐射供暖温度响应速度，即通过实验分别对比毛细管地面辐射供暖与毛细管复合辐射供暖末端（毛细管地面+毛细管墙壁）、热水地面辐射供暖与热水地面复合辐射供暖末端（热水地面+毛细管墙壁）形式下的室内热环境、温度响应速度、供热能力、机组能耗等特性参数。实验结果表明：相同条件时，毛细管复合辐射供暖末端的温升速度约为毛细管地面辐射供暖末端的1.5-3倍，热水地面复合辐射供暖末端的温升速度约为热水地面辐射供暖的3-8倍。
　　最后，通过方差分析获得供水温度、室外温度、末端形式三个因素对室内温升速度的影响程度，并在实验研究的基础上，拟合出各阶段室内温度变化特性和规律，结合室内温度响应速度和机组能耗，获得在满足室内舒适性基本要求的前提下低温热水辐射供暖末端的动作时间表，指导空气源热泵低温热水辐射供暖系统的启停时间设置、供水温度设定以及在设计辐射供暖系统时末端形式的选择，为低温热水辐射供暖系统在重庆村镇地区的推广和应用提供了参考。

目录

封面

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目录

1 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 辐射供暖技术简介

1.3 国内外研究现状

1.4 存在的问题、研究目的及研究内容

1.5 本章小结

2 试验台的搭建

2.1 实验平台介绍

2.2 实验方案

2.3 本章小结

3 地板辐射供暖传热分析

3.1 辐射供暖室内热平衡模型

3.2 管内受迫对流换热

3.3 辐射表面的传热过程

3.4 本章小结

4 低温热水辐射供暖单一末端实测分析

4.1 相同室外条件，不同供水温度

4.2 相同供水温度，不同室外条件

4.3 本章小结

5 低温热水辐射供暖复合末端实测分析

5.1 毛细管地面复合辐射供暖末端实测分析

5.2 热水地面复合辐射供暖末端实测分析

5.3 本章小结

6 不同辐射供暖末端形式对比及优化

6.1 相同室外条件，不同供水温度

6.2 相同供水温度，不同室外条件

6.3 影响因素分析

6.4 辐射供暖系统动作时间

6.5 本章小结

7 结论与展望

7.1 主要结论

7.2 研究展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

B. 作者在攻读硕士学位期间获权的专利

C. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目

D. 作者在攻读硕士学位期间参与的标准编制