新型地板采暖构造理论与实验研究

摘要

随着现代舒适节能型建筑技术和可再生能源与低品位热能开发利用技术发展及供热收费制度的改革，低温热水地板辐射供暖作为舒适节能、适合应用低品位热能、便于分户热计量的供暖方式，近年来得到广泛应用。但仍存在问题需要进一步研究与完善。 本文基于前期研究，分析比较各种低温热水地板辐射供暖系统特点及需进一步探讨问题，进一步优化新型地板构造方案，为地板供暖技术推广应用提供参考。 针对不同新型地板采暖构造方案建立数学模型，采用有限单元法，应用 ANSYS 软件对不同新型地板采暖构造方案的热工特性进行了数值计算，分析了不同地板构造的铝箔厚度、地面层的材质、管间距、水温及室内空气温度等诸多因素对地板表面温度分布和热流传递规律的影响。 建立样板间实验系统，对新型地板构造方案的热工特性及供暖房间的热环境测试，分析新型地板构造方案对地板表面温度分布、散热量及预热时间的影响，并将实验值与数值解进行分析比较。 对新型地板构造方案的技术经济分析，相对于普通湿式地板构造方案和其它供暖末端装置，结合工程实例，进行技术经济比较。 研究表明，相对于传统湿式和干式构造地板采暖系统，新型构造地板采暖系统具有有效降低地板构造层厚度，减小楼板荷载，施工简单、工期短、维修方便，无地板表面及构造层内龟裂变形问题，结构层相对密实，力学性能较好等工程技术优点，同时，构造层中铝箔的设置对地板的热工性能有明显的改善，使得地板表面温度分布更均匀、单位面积散热量更易保证等优点，在经济性上也有明显优势。

目录

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摘要

1绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1现代舒适节能型建筑的发展

1.1.2可再生能源与低品位热能的利用

1.1.3地板辐射采暖及其特点

1.2国内外地板辐射采暖技术研究状况

1.2.1国外研究状况

1.2.2国内研究状况

1.3地板辐射采暖需进一步研究完善的问题

l.4主要研究内容与方法及目标

1.5课题来源

2新型采暖地板热过程数值模拟

2.1新型采暖地板构造方案及特点

2.2数学模型

2.2.1导热微分方程

2.2.2定解条件

2.3数值求解方法

2.3.1传热问题有限元求解方法

2.3.2有限元软件ANSYS

2.4数值求解过程

2.5数值模拟结果与分析

2.5.1新型地板构造层温度分布数值模拟结果

2.5.2地板表面温度分布

2.5.3地板表面热流密度

2.5.4地板表面温度和热流密度与各影响因素间的关系

2.6本章小结

3新型采暖地板供暖实验研究

3.1实验系统的建立

3.1.1实验方案

3.1.2实验房间的建立

3.1.3实验系统与实验设备

3.2实验结果与分析

3.2.1室内空气温度

3.2.2地板表面温度

3.2.3地板构造层温度

3.2.4地板表面热流密度

3.2.5预热时间的实验研究

3.3理论与实验结果的对比分析

3.4本章小结

4新型构造地板采暖经济性分析

4.1对比方案的选择

4.2初投资与运行费用

4.3经济评价方法

4.4本章小结

5结论

参考文献

附录地板构造层温度场数值模拟结果图(一)

附录地板构造层温度场数值模拟结果图(二)

在学期间研究成果

致谢