089基于地板輻射盘管试块散冷测试的研究.doc

PAGE PAGE 2 基于地板辐射盘管试块散冷测试的研究 中国建筑科学研究院 魏立峰★，戴立生，杨强，李旭 摘要：本文以某市机场航站楼工程地板辐射盘管试块在环境间布置的管路系统为研究对象，对其建立地板辐射供冷的数学模型，在提出散冷量测试前提条件的基础上，对橡胶和大理石地板两种辐射盘管试块进行单位面积散冷量、地板表面温度以及热阻的测试。测试结果表明：热阻大的橡胶地板的散冷量要优于热阻小的大理石地板，达到稳定状态后两种地板试块的散冷量及表面温度是基本不变的。 关键词：地板辐射盘管；散冷量；地板表面温度；热阻 0、引言 ★魏立峰(1983,5)，男，硕士，助理工程师100013 北京市北三环东路30号中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院mail: HYPERLINK mailto:cnwlf0501@163.com cnwlf0501@163.com 地板辐射供暖因其节能、舒适、不占用室内使用面积等突出特点，已在北方地区的 ★魏立峰(1983,5)，男，硕士，助理工程师 100013 北京市北三环东路30号中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院Email: HYPERLINK mailto:cnwlf0501@163.com cnwlf0501@163.com 基于目前对地板辐射供冷研究的不断深入，本文以某市机场地板辐射供冷盘管试块散冷量的测试为基础，对辐射供冷及其相关因素进行研究。 1、项目概况 本项目为某市机场航站楼工程地板辐射盘管试块散冷量测试，对设计甲方提供的9块橡胶地板试块和9块大理石地板试块分别进行散冷量测试。 图1 橡胶地板地面结构图 1.1地板试块的构造 本项目测试的地板试块分橡胶地板 和大理石地板两种类型，地板构造如图1和图2所示，具体材料构造见表1。 图2大理石地板地面结构图 表1 橡胶地板和大理石地板试块构造 橡胶地板试块 大理石地板试块 (a)铺5mm厚的橡胶地面 (a)铺25mm厚的大理石 (b)25mm厚1:4干硬性水泥砂浆结合层 (b)25mm厚1:4干硬性水泥砂浆结合层 (c)70mm厚豆石混凝土 (c)70mm厚豆石混凝土 (d)30mm厚挤塑板保温 (d)30mm厚挤塑板保温 (e)尺寸：1000(mm)×1000(mm)×130(mm) (e)尺寸：1000(mm)×1000(mm)×150(mm) 1.1.2测试的前提条件 本项目测试的条件如下： (1)不考虑地板的架空安装方式对地板辐射供冷量的影响； (2)试块之间的间隙在150～200mm，用沙土填埋，沙土具有较强的吸冷和放冷能力，不考虑沙土的吸冷和放冷对测试结果的影响； (3)地板试块之间连接的金属管的长度和外漏部分，虽然进行橡塑保温，但仍有漏冷量，不考虑这部分漏冷量对测试结果的影响； (4)根据实验室现有条件能达到的测试精度对地板试块达到稳定状态时进行测试； (5)本项目所测试地板试块的安装式与实际工程的安装有差异(实际工程地板之间没有间隔且不用金属管外漏连接，地板之间不用填埋沙土)，测试所得出的散冷量即为在该安装方式下所得出的散冷量，与实际地板安装工程中的散冷量有一定差异。 图3 橡胶地板供回水管路连接平面图 图4 大理石地板供回水管路连接平面图 1.1.3地板试块的连接及测点布置 地板的平均间距为200mm，中间用沙土填埋，每块地板之间用丝扣金属管热熔连接，连接管用橡塑进行保温。地板架空敷设，采用回折型布置，管径按工程直径DN20选用，管间距为150mm；管材采用PERT管及热熔连接，管路连接方式见图3、图4，测点布置见图5。 图5测点和热流板布置图 1.1.4测试的工况参数 本项目测试的橡胶地板和大理石地板试块的测试工况参数详见表2。 表2橡胶和大理石地板试块工况1、2的测试参数 夏季测试 工况 水侧 空气侧 工况1 供水：13℃；回水：16～17 空气干球温度25℃±0.5℃，相对湿度60%±5%，地面高度100mm处风速0.25m 工况2 供水：15℃；回水：18～19 2、地板辐射供冷数学模型[1] 结合本项目的地板构造及其布置连接方式，在地板辐射供冷系统中，地板中的实际传热过程是三维非稳态问题，由于在轴向(管长方向)的温度变化相对于径向(盘管截面)的温度变化非常缓慢，并且环境间内持续供冷一段时间后，形成一个相对稳定的室内环境，因此可以将三维非稳态问题简化成二维稳态导热问题。 根据理论上的微分方程： (1) 式中：t—地板板体内温度，℃。 由于传热单元温度场的对称性，平行于y轴的外边界面可视为绝热，即： (2) 地板辐射供冷管外壁处边界条件为： (3) 式中：