相变材料蓄能式毛细管网地板辐射采暧热特性研究

摘要

将相变材料和毛细管网结合应用在低温地板辐射采暖上,通过实验与数值模拟方法对热特性进行了研究。
　　 首先将毛细管网、PE地暖管分别与沙子及相变材料结合应用于辐射采暖地板,建立了热水采暖实验系统,通过实验研究四种不同组合形式下的供暖效果和蓄放热特性。结果表明:白天达到相同实验房间温度所需的充热时间,沙子-毛细管网组合是沙子-PE管的40％,相变材料。毛细管网组合则是相交材料-PE管的44%。进一步考察夜间停止热水循环后,利用四种组合形式的蓄热对房间的供暖效果,发现相变材料作为填充层的持续放热时间是沙子时的2倍。对于相变材料-毛细管网组合,较大热水流量(1.4m3/h)时地板蓄热量是小流量(0.81m3/h)时的1.4倍,且大流量情形在放热过程维持舒适房间温度的时间是小流量时的1.14倍。
　　 在实验的基础上,利用CFD软件对实验地板结构层温度进行了初步模拟。对比模拟与实验数据,在充/放热过程中,地板构造材料层温度变化趋势一致,数值模拟数据与实验数据基本吻合。模拟和实验结果为相变材料蓄能与毛细管网结合用于太阳能等低温热水采暖提供了依据。