低温热水地板辐射采暖系统传热分析计算

摘要

低温热水地板辐射采暖是一种优良的房间采暖方式，它不仅具有舒适、热稳定性好、室温调节方便、节省使用空间等优点，而且比传统的散热器采暖节能30﹪，在世界各地广泛应用。地板结构层传热计算是低温热水地板辐射采暖系统设计及运行管理的基础，有关研究国内外文献中已有大量论述。但多数研究者在进行辐射换热计算时，将围护结构内表面等效成一个表面，采用地板表面和等效表面两个灰体表面组成封闭系统模型，这种简化模型对于有外墙的房间显然是不合理的；在对流换热计算中，多采用水平板热面朝上的大空间自然对流模型，而这种方法只有当地板采暖加热房间较大时才适用；在进行传热计算时都将地板结构层下表面视为绝热，但实际上地板下表面是向下层房间散热的。由此可见，需要对低温热水地板辐射采暖传热问题进行更深入的分析与研究，使计算模型更符合实际，为设计及运行管理提供更准确的理论依据。本文的主要工作如下： (1)充分考虑六面体封闭房间的辐射换热、地板表面在有限空间中的自然对流换热及地板下表面向下层房间散热，建立了辐射采暖系统地板结构层二维稳态导热数学模型，并与传统模型进行了比较； (2)用有限差分法将数学模型进行离散，应用VisualBasic编制了计算程序，进行了数值模拟，分析了传热管埋深、房间排管间距、供回水平均温度及地面材料对地板表面温度的影响程度。 (3)为了验证模型及计算方法，制定了地板采暖房间温度测试方案，分别在地板表面、围护结构内壁面和室内外布置74个热电偶温度测点，进行了温度测试与分析。并将计算与测试数据进行了对比，结果表明，本文所建模型误差在10﹪以内。地板采暖房间地板结构层下表面的散热占地板总散热的9.46﹪，因此结构层下表面不应该按绝热处理。 (4)建立了地板辐射采暖房间室内空气温度场三维稳态物理和数学模型，利用Fluent软件进行模拟计算室内温度场，并对模拟计算结果进行了分析。本文进行的理论分析计算与测试，为低温热水地板辐射采暖系统设计及运行管理提供理论参考及科学依据，具有一定的学术和应用价值。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章地板辐射采暖地板结构层传热模型的建立

第3章地板辐射采暖结构层导热数值模拟计算及分析

第4章低温地板辐射采暖温度测试与分析

第5章低温热水地板辐射采暖室内空气温度场模拟与分析

结论

附录

参考文献

致谢