地暖材料的传热研究与计算详解.doc

中南大学 传热专题 课 题：地暖材料的传热研究与计算 学 院：能源科学与工程学院 学生姓名： 专业班级： 学 号： 2012年月日 一、研究目的： 3 二、研究的意义： 3 1、地暖材料对生产资源的影响 3 2、地暖材料对建筑安全性能的影响 4 三、新型地暖材料（泡沫混凝土） 4 1、泡沫混凝土作为地暖隔热层的优点2、地热辐射采暖结构 3、泡沫混凝土工艺原理 4、泡沫混凝土原材料与施工设备 5、施工工艺流程四、范例与计算 .......8 五、总结 14 地暖材料的传热研究与计算 研究目的： 讨论地板辐射供暖系统中由于供回水管温差造成的传热损失、地板背向热损失。建立了传热的数学模型，通过数值计算并分析了计算结果，为工程设计提供参考。国内外对地板辐射供暖系统已经进行了较深入的研究。研究内容主要有：地板换热静态和动态模型[1-3]的建立；板面温度场的计算及计算机对传热过程的动态仿真[4,5]等等。但在这些研究中没有明确地板传热过程中热量损失的问题。现就该问题进行研究，旨在揭示各种热量损失的途径和解决的方法并给出各热量损失率情况，为实际的工程设计提供参考。 二、研究的意义： 地板辐射采暖起源于欧洲。直到上世纪60年代末，抗老化、耐高温、耐高压和易弯曲的塑料管材的出现才极大地促进了地板辐射采暖技术的推广和应用。由于低温热水地板辐射采暖系统具有舒适、节能、环保等优点，在我国得以大面积推广应用，从开始推广至今的近lO年中，地面辐射采暖经历了一个从不认同到认同、不成熟走向成熟的历程。 地板涂饰材料对木材有着极大的影响，其中，UV漆就是种典型的地板涂饰材料，同时也是环保型节能涂料。UV漆是属于辐射固化涂料的一种，是环保型节能涂料，用UV漆涂饰的木地板漆膜坚硬、耐磨，高光漆光亮丰满，哑光漆细腻滑爽。UV漆的固化速度快，通过紫外线照射，在零点几秒内达到表面干燥。当涂膜由湿膜变干膜是，其收缩率较大，内应力性对也大，因而涂层间附着性差。UV漆的硬度普遍强于其他漆类，通常涂膜越硬，则越脆，越不耐磨，涂膜也容易开裂。当涂膜的硬度吵过要求时，随着地板的热胀冷缩或湿涨干缩的变化，表面漆膜的变化因缺乏弹性而不能随地板的微量变形而变形，从而出现裂纹。 泡沫混凝土 1、泡沫混凝土作为地暖隔热层的优点 和传统材料聚苯乙烯泡沫塑料相比，有以下优点： 1.1耐热度高。 聚苯乙烯泡沫塑料的致命弱点是耐热温度低，在74℃就开始分解，当温度继续升高时它就会热熔萎缩。而地暖热水管道温度不是恒定的，有时会超过74℃，这就会造成聚苯乙烯泡沫塑料热分解而使绝热失效。而泡沫混凝土由于是水泥无机材料，耐热可达400℃以上，不存在热分解，因而使用寿命更长，不会造成绝热失效。 1.2绿色环保，无毒无害。 泡沫混凝土不含任何有毒成份，主要原材料为水泥，水泥发泡所用的发泡剂及各种外加剂均没有挥发性有害物质，有利于室内环境。而聚苯乙烯泡沫塑料却会因热分解释放出苯乙烯有毒气体。因此使用泡沫混凝土比使用聚苯乙烯泡沫塑料更具有环保性。 1.3承载能力强。 聚苯乙烯泡沫塑料的抗压强度，只有0.02～0.03MPa，受力较大或受力不均匀时易产生塌陷，由此产生的维修费用高昂；而400㎏/m3泡沫混凝土抗压强度为 0.8 MPa，抗压性更高，使用安全。 1.4使用成本低。 由于发泡水泥的主要材料是水泥，且基本无废料，又可省略找平层等多道工序，综合造价相对要低一些。而采用苯板，施工工序相对复杂，且会留有边角废料，造成浪费。 发泡水泥造价比聚苯乙烯泡沫塑料低30％左右，具有明显的经济优势。 1.5工艺简单，施工速度快。 泡沫混凝土浇注摊平既可，不需要一张张铺设，其施工速度比聚苯乙烯泡沫塑料板快1/3，节约大量人工。 1.6没有接缝，减少了接缝所造成的热损失。 聚苯乙烯泡沫塑料板因为是一张张铺设，有很多接缝，容易形成冷桥或热桥；泡沫混凝土一次浇筑成型，没有接缝，不会造成热损失。 1.7寿命更长。 泡沫混凝土的主要成分是水泥，寿命50年以上，与建筑物寿命基本相同。 2、地热辐射采暖结构 自下而上的各层结构分别是： 1、混凝土层：钢筋混凝土楼板； 2、热反射层：无纺布基铝箔材料，有单向 传热、保温和防水的功能； 保温层：一般要求厚度不小于30毫米的 泡沫混凝土用于隔热； 地热管线：分为PEX-A交联聚乙烯管材 （水热）或者发热电缆（电热）两种不同的 供热方式； 砂粒：固定地热管线，均匀辐射热量，避 免局部温度过高； 6、水泥砂浆填充层（普通房屋的水泥地面）； 7、地面层：比如木地板和瓷砖等。 地面