地板采暖设计中对流辐射换热量的计算

1、地板采暖设计中对流辐射换热量的计算对流辐射换热量进行了分析，指出地板采暖系统的辐射换热量比例约为。此数值与居住者对热环境的舒适感觉一致，进而从理论和实验两方面回答了与传统散热器采暖相比地板采暖具有较好热舒适的特点。非热表面平均温度Abstract 】Presents a mathematic model of Radiant Floor Heat-ing (RFH), verifies its validity through comparing the calculated heatamount with the measured ones in test cell; Gives the r

2、adiation pro-portion by measuring the temperatures of each surface and solvingthe equation set of heat transfer.Key Words】RFH Thermal characteristics AUST引言在建筑采暖设计中经常会遇到末端系统形式选择的问题。散热器和地板采暖是经常采用的两种系统形式。与散热器采暖相比，地板采暖以其舒适、卫生、节能等诸多优点，越来越受到人们的重视。地板采暖能够有效利用各种低品位热能，如地热尾水和工业余热等，可以节约常规能源、减少环境污染、提高能源效率。但是，对于

3、地板采暖舒适性和节能性的理论和实验研究却相对较少。本文仅就地板采暖的舒适性进行探讨，关于节能性另文专述。根据已有的研究成果，我们可以得到关于散热器采暖系统对流辐射比例的数据。一般来讲，辐射散热器的辐射换热量比例为，对流散热器这一比例为，具体数值依供水温度及散热器形式变化。可以看出，散热器由于散热表面有限，辐射角系数较小，辐射换热量均小于。与散热器系统不同，地板采暖虽然供水温度较低，文：李建兴王丽文但其以整个地板作为散热表面，具有较大的辐射角系数，辐射换热量较大。传热计算模型地板采暖以地板作为散热面房间散热。房间内室温的高低取决于辐射和对流的综合作用。一方面，地板表面通过对流换热使室温升高；另一

4、方面，地板表面通过辐射换热使房间其它表面温度升高，进而间接影响室温变化。地板表面的辐射散热量地板表面的辐射换热属于多表面间的辐射换热，为分析问题简化，将多表面的房间简化为两个表面，即地板表面和非热表面。非热表面为除地板外的四个墙面和一个顶面，其温度（）为各表面的面积加权：（）其中，：非热表面温度，；：第个非热表面温度，；：第个非热表面面积，。在热舒适表述中，常用到平均辐射温度，即房间内各表面（包括地面）温度的面积加权。与的差别在于前者不包括地板表面温度因素影响。经过上述简化后的地板表面与非热表面的辐射散热量可用下式计算：（）其中，：地板表面平均温度，；：地板表面积，。地板表面的对流散热量地板表

5、面的对流散热量可用以下公式计算：年第期【摘要】通过理论分析和实验验证对地板采暖设计中【关键词】地板辐射采暖传热特性【（）（）其中，：对流散热量，；：室内空气温度，。围护结构的热平衡方程为分析问题简化，仅考虑房间基本耗热量，对房间内除地面外的个非热表面分别建立热平衡方程：（）其中，：围护结构的传热系数，（）；：计算表面的对流换热系数，（）；：计算表面的平均温度，；,：计算表面另一侧的空气温度，；，：计算表面对地板的辐射角系数；，：各计算表面间的辐射角系数。式（），当计算表面为外墙时,为室外温度，当计算表面为内墙或内顶面时，,。对整个房间而言，围护结构的耗热量与系统的供热量相等，即（）对地板采暖房

6、间的墙（顶）面应用式（），并式（）、（）、（）联立方程组可封闭求解。当已知系统供热量时，可求得房间各表面及室内空气温度；另一方面，当地板采暖房间各表面及室内空气温度已知时，利用以上方程也可计算各表面间的辐射及对流换热比例。实验测试系统图为实验单元平面图。实验房间大小××，被分隔为东西两个小室。内抹灰外墙，矿棉板吊顶。主要实验设备：恒温水箱：容积，最大加热功率，温控精度±；热量表：型号，具备流量、供回水温度测量功能，温度精度±（）。温度采集：型号，具备数据后，模型计算误差在±之内。表中非热表面一行，表面温度即值，换热面积、辐射及对流换热量、总换热量四项为墙（顶）面数值之和。由表可得，总换热量中地板项和非热表面项闭合差小于，说明采用非热表面简化模型计算地板采暖散热量是可行的。结论将地板采暖传热模型简化为地板表面与非热表面间的换热可使地板传热计算大为简化，实验结果指出，简化模型计算误差小于。通过测量稳定工况下房间各表面温度和求解传热方程指出，地板散热量中辐射比例约为；在各非热表面中，顶面辐射换热比例最大，外墙较内墙大。图模型计算与热表读值的比较辐射对流比例的计算地板采暖的辐射换热比例直接决定房间各表面的温度，影响热舒适指标。本实验通过测量地板采暖房间各表面及室内空气温度，求解传热方程