新型辐射吊顶供暖的实验研究与热舒适性讨论

1/7新型辐射吊顶供暖的实验研究与热舒适性讨论提要在参考夏季系统情况下，简单介绍了冬季供暖时，新型辐射吊顶的系统组成。描述了实验小室中进行的测试，讨论了热舒适问题。关键词辐射吊顶供暖实验分析热舒适性一、系统概述在冬季供暖和夏季空调中，末端设备的形式不统一，限制了辐射吊顶的应用。国外的末端产品，一般只包括辐射板本身，采用直接连接的形式，通风系统则单独处理，而冬季供暖采用其它方式，使得室内管路很多，系统复杂。笔者采用新型辐射吊顶作为供暖系统的末端设备，同时不须改变系统连接方式，可以有效的解决这一问题。系统仍采用夏季供冷系统，但在冬季供暖环境中，因为没有送风系统，只有板式换热器投入使用，运行模式单一，系统相对简单。二、实验介绍2/71实验台介绍根据实验目的，搭建实验台，实验台的基础平台为一个真实的小室，具有一面外墙，开有外窗，朝向西。吊顶采用模块式辐射吊顶，配有专用机组。一次水为热网供水。房间长为米，宽米，高米。吊顶的面积约为平方米，由五组辐射末端并联形成。2测点布置室内空气温度，包括空气温度梯度和黑球温度梯度两部分。室内空气温度覆盖率度测点布置在小室中央，共10个测点以地面为垂直标高零点，向上为正，标高和测点编号见表1。表1空气温度测点布置测点编号T1T2T3TTTTTTT10标高在米，米,米和米的高度上，同时布置黑球温度计，以测量环境的平均辐射温度。三、数据分析1典型空气温度梯度3/7在辐射吊顶供暖的环境中，室内空气温度存在梯度。其中，米处的温度，是根据当时辐射吊顶下表各测点的温度测量值，计算得到的平均温度；米处的温度，是该时刻地面温度的平均值。可以得到，室内空间可以分为四个区域。在米以下，温度基本不变或略有降低；在米以上的范围内由于米和之间没有布置更多的测点，因而无法得到温度梯的准确值，但是可以判断，温度梯度很大。由于这一区域贴近吊顶，而且所占的空间很小，仅对流散热产生影响，而基本不影响室内的环境，因此在这里不做更多的讨论。在米到米的主要空间内，分析空气温度梯度曲线，可以大致的将温度梯度分成两个区域，参见图1。其中，虚线为将温度梯度沿高度分成两个区域后，根据各自的最低点和最高点得到的线形梯度拟合线。图1温度梯度从图中分析，折线的折点位于高度为米附近，将此高度根据吊顶的高度无量纲化，其相对高度为，可以将室4/7内主要空间分为高区和低区。计算其与相应测量值的剩余平方和，为。其他时间段内的数据也基本上符合这一规律。高区温度梯度较大，低区温度梯度较小，是人员活动区。在本例中，低区的温度梯度为/M，高区的温度梯度为/M。2黑球温度分布随时间变化，相同位置的黑球温度值波动很小，不同高度的黑球温度差别较大，其差值稳定，参见表2。表2黑球温度波动标高/温差最大值最小值平均值根据分析，室内温度稳定，波动很小，且两者趋势相同，因此黑球温度和空气温度的温度差也相对稳定。3热舒适性分析为了对比相应位置的空气温度，选择在同一时刻，典型的空气温度、黑球温度和周围环境表面的平均辐射温度的曲线，参见图2。从图中可以看到，在人员活动区，黑球温度、平均辐射温度基本呈线形变化，随高度的上升，与空气温度的温差有所减小。在本例中，两者与空气温度5/7之差参见表3图温度梯度表3温差比较标高黑球温度与空气温度辐射温度与空气温度从这四点典型温度可以计算黑球温度和周围环境表面的平均辐射温度的温度梯度。根据计算，其温度梯明显小于室内的空气温度梯度。两者比较，详见表4。表4温度梯度比较标高以米和米温差计算以米和0米温差计算空气温度梯度/M/M黑球温度梯度/M/M辐射温度梯度/M/M根据实验数据分析，在辐射供暖的条件下，平均辐射温度梯度最小，大大削弱了由于自然对流而引起的上热下冷现象，使得人体的体感温度梯度减小，明显小于空气温度梯度。参考人体热舒适性原则，当温度梯度减小时，人体热舒适性会提高。因此说明，在6/7采用辐射吊顶供暖的条件下，人体的热舒适性提高了。转贴于论文联盟HTTP/四、结论总结以上关于辐射吊顶的实验，得到以下两大方面的结论。室内的空气温度稳定，存在温度梯度。室内空气的温度场沿高度可以分为四个区域。在地面附近存在一个很小的区域，为第一区域。约为米高，温度与地面温度相近，梯度很小或为负。从地面以上米到房间的某一确定高度，为第二区域，是人员活动区。温度梯度线形分布，一般低于2/M，满足人员热舒适性要求。从上一个高度以上到吊顶附近，为第三区域。温度梯度也呈线形分布，但是要明显大于第二区域。在吊顶附近存在很小的区域，其中温度梯度显著加大，分布规律有待研究。第二、三区域占主要的空间，温度梯度在各自的区域中呈线形分布