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一种低温地板辐射采暖系统热工性能的实验研究
摘要 为了推广应用具有节能和热舒适特性的低温地板辐射采暖系统,各种型式的地析辐射系统的热工特性的研究势在必行。通过对PTR(改良聚丙烯)管材,等密度双回型铺高方式的低温地板辐射采暖的实验研究,获得了此系统的热工特性曲线,反映了流量,散热量,供水温度之间的变化关系。对比传统的采暖方式--散热器采暖中的钢制柱式散热器的传热特性,结合实验数据,笔者提出了在供水温度在30℃~65℃之间,水系统流量在0.03M3/H~0.60 M3/H时此种低温地板辐射采暖系统中地板辐射的热工特性计算公式,并将部分实验值与理论计算值进行了对比分析,初步地验证了此公式的有效性。 关键词 地板辐射采暖;热工特性;实验研究一、问题的提出 低温地板辐射采暖是一种利用建筑物内部地面进行供暖的系统。在我国,低温地板辐射采暖是一种新兴的供暖方式。当前,对此系统的热工特性和供热的基本规律的认识尚不完备和成熟。因此,笔者通过对天津大学环科院的地板地板辐射采暖系统实验小室(4000CM×2960 CM×2000CM)进行了实验研究和分析,希望获得主要热工参数之间的变化规律,并试图在结合此系统的热工特性实验数据的基础上,回归出系统热流量与计算对数温差和系统流量的数量关系(计算公式)。 二、实验装置介绍 1 实验装置平面示意图 2系统装置说明 本低温地板辐射采暖系统是由热工参数测量子系统,温度控制子系统,地板辐射采暖子系统构成。 (1)参数测量子系统: 由DANFOSS智能化热力参数测量仪完成供回水温度,水系统瞬时流量和水系统散热量的测量。室内温度由标准水银温度计测量而得。同时采用红外线温度测量仪测出地板表面的温度值,以供实验参考。 (2)温度控制子系统 由四组电加热管(每组热功率2000瓦),调压箱,220伏特交流电源,电路连接用铜线组成。 (3)地板辐射采暖子系统: 水箱一个(热源),闸阀(三个)改良聚丙烯(PTR)管材,实验用水管组成。地板辐射采暖铺设图(一) 地板辐射采暖地面做法剖面图(二) a.图一中,地板辐射的PTR管材的管径为DN20。 b.图二中,剖析面从下到上各部分依次为(1)基础地面,(2)聚苯乙烯保温层,(3)铝箔,(4)卵石混凝土,(5)水平找平层,(6)地板面。 三.实验内容: 1.实验数据采集方案: 采用定供水温度变流量法(参考文献4):通过选定供水温度,调节系统瞬时流量,使流量满足欲先选定值。待系统稳定后,读取其它测量参数数据。 2.选定数据分布 供水温度:65℃,55℃,45℃,40℃,35℃,30℃(摄氏度) 流量:0.03M3/H,0.05 M3/H,0.10 M3/H,0.150 M3/H,0.20 M3/H,0.30 M3/H,0.45 M3/H,0.60 M3/H(立方米/小时) 四.数据图表输出: 地板辐射采暖系统流量M3/H(横坐标) --热量KW(从坐标)关系图象(图二) 不同的标记线代表不同的供水温度下的测量曲线* 柱式散热器的流量M3/H(横坐标) --热量KW(从坐标)关系图为(图三)参考文献3 1.从图二中,我们直观的可以得出以下结论: 水系统流量在0.03 M3/H~0.6 M3/H之间变化时,随着流量的增加,系统散热量对水系统流量的变化量将逐渐减小。 2.从图表二和图表三的对比中,我们直观的可以得出以下结论: 参考典型柱式散热器的热工特性,通过图二与图三的直观对比,笔者发现柱式散热器与地板辐射的热工特性,通过图二与图三的直观对比,笔者发现柱式散热器和地板辐射的热工特性相似性。所以,本系统的Q(系统的散热量)由ΔT(计算对数温差)和G(系统流量)共同决定,即Q(系统的散热量)是ΔT(计算对数温差)和G(系统流量)的函数。 (系统向供热空间的散热量)=Q0(系统的散热量)×0.9
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