陕南居住建筑中水源热泵地板采暖系统的应用研究

摘要

在当今采暖建筑中,采暖方式的舒适性已经被越来越多的人所关注,因此采暖新能源与方式的合理利用将随着人们不断提高的生活水平得到进一步发展。但对于夏热冬冷地区的中小城市,因其经济发展程度有限,建材技术、采暖设备技术、施工技术趋同化,地方能源优势被弃用,从而导致采暖设备系统与住宅本身较难达到协调发展。采用水源热泵技术联合地板辐射对房间进行供暖的形式,即具有地板辐射采暖舒适性高、节能、卫生条件好等优点,不同程度地解决了传统家用空调在舒适性和健康性方面的问题,同时还具有水源热泵技术占地面积小,无任何污染,运行耗电少、成本低,能缓解其他热泵存在的矛盾(如供热供冷能力受环境温度变化影响波动较大)等优点。水源热泵地板辐射采暖系统能够使地下水、地表水等水资源得到充分利用,将其中的可再生低温,通过消耗少量的电能,加热整个室内地板,通过地面均匀地向室内辐射供热。目前,北方地区正致力于对水源热泵地板辐射采暖系统方式在该地区的推广和应用,采用该系统的建筑日趋增多,不过该采暖系统在像陕南地区这样的夏热冬冷边缘地区应用还不是很普遍。本论文通过对其在陕南地区的应用进行实际调研、实测与模拟分析,研究其在居住建筑中的采暖效果,为其应用和推广提供真实的数据以及可靠保证。
　　本文研究了陕南地区住宅的水源热泵地板辐射采暖的应用问题。通过对汉中市的城市住宅采暖状况进行调研,并结合汉中市典型住宅采暖设备的实际应用考察,探讨了在陕南地区住宅实行地下水源热泵地板辐射采暖系统的可行性。
　　其次,对汉中市“竹园小区”住宅卧室采暖进行实测,得到地下水源热泵地板辐射采暖系统在连续和间歇运行工况下室内空气温度、地面温度、围护结构壁面温度、垂直温度梯度和平均辐射温度的分布结果。研究了陕南地区水源热泵地板辐射采暖系统的运行效果及室内热舒适状况,证明了该系统在陕南地区的适用性。
　　最后,本文利用PHOENICS软件,以测试房间汉中市“竹园小区”住宅卧室作为模拟对象。该对象采用地下水源热泵地板辐射采暖系统。以实测为边界条件,建立了地板辐射采暖的数学模型。通过数值模拟的方法,分析了地板辐射实际采暖方式下的室内热环境(温度场、速度场、PMV、PPD)验证了地板采暖室内的采暖效果和热环境特性,并对陕南地区典型住宅房间提出改进建议。

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1绪论

1.1本文研究的背景

1.2本文研究目的及意义

1.3国内外研究现状及水平

1.4水源热泵地板辐射系统介绍

1.5本文的研究方向

2陕南居住建筑冬季采暖现状调研分析

2.1陕南地区概述

2.2汉中地理位置

2.3汉中水资源概况

2.4汉中气候状况

2.3汉中采暖能源状况

2.4建筑热环境状况

2.5居民问卷调查

2.6本章小结

3典型居住建筑水源热泵地板采暖的实测研究

3.1测试目的

3.2测试方案

3.3测试过程与结果分析

3.4本章小结

4地板辐射条件下室内热环境的数值模拟

4.1模拟软件简介

4.2采暖空间的概况和数值计算模型的建立

4.3模拟结果分析

4.4本章小结

5总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

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