地板辐射供冷的舒适度研究1.doc

地板辐射供冷的舒适度研究 中铁第四勘察设计院集团有限公司 李森生 湖北省建筑科学研究设计院 丁 云 武汉科技大学城市建设学院 刘秋新 摘 要：为研究地板辐射供冷系统的舒适性，建立了一个地板辐射供冷系统实验小室，通过实验对地板辐射供冷系统的温度、湿度分布进行了测试和分析，发现地板辐射供冷在同一水平方向上温度、湿度分布的均匀性非常好，在竖直高度上能形成一定的温度分布规律，热空气对流波动小、流速慢，地面温度与1.5m处的平均温差为1.25℃，能较好的满足人员的舒适要求。地板辐射供冷系统可以采用比较高的供冷温度，以大大的节约能源。 关键词：地板辐射供冷 温度场 舒适度 1 前言 低温地板辐射供暖系统由于其众多的优点而被广泛应用于采暖系统中，并且国内外对地板辐射采暖的温度、湿度及舒适度等的研究也有很多。而目前同时作为一套既可以采暖又可以制冷的双功能地板辐射系统，对其低温供冷工况的研究主要集中在对地板结露状况及防结露措施的研究上。地板辐射供冷系统由于是在地板下直接流动着冷冻水，为了消除室内冷负荷，冷冻水温度会不会过低而导致地板表面温度很低，使人的足部有冷感呢？并且这样会有悖于“脚暖头冷”的要求，人体是否会有不舒适感呢？为 图1 地板辐射供冷试验房间水管布置平面 本次实验的冷源为一台5P风冷热泵机组，为实现冷量均匀分布到室内，室内埋管采用蛇型串联式，使用直径为8mm的塑料盘管进行机接，并对整个房间分五组分集水器进行同程连接，每组分集水器上连接四根接管，五组分集水器的接管完全相同，接管的总长度一致，便于水力的平衡以及水量的均匀，其水流量由浮子流量计测定，通过供水管与回水管之间的三通阀调节控制热水供水温度。具体的地板管平面布置如图1所示。地面上无任何大面积的落地家具和实验设 9:15 9:45 10:00 10:30 11:00 11:30 12:30 13;00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 室外温度(℃) 33.2 33.1 33.5 33.8 34.3 33.1 34.1 34.5 34.2 35.1 34.4 35.3 33.7 33.7 33.4 32.4 室外湿度(%) 78 77.4 70 78 71.3 72 68.4 79 65.9 65.3 64.9 57.7 81 63.5 64.9 69 走廊温度(℃) 30 30 30 29.9 30 30.6 31 31 31 31 31.2 31.5 31.5 31 31 31 走廊湿度(%) 88 88 88 88 88 84 79 76 76 74 74 76 66 71 71 70 3.2 实验结果分析 3.2.1 水平方向的温度分布 为了便于直观的分析，现将试验结果制成曲线图。地面各点的温度分布如图2所示。 图2 水平方向的温度分布情况 显然，系统运行稳定后，地面各点的温度基本相同，并且是3、4两点的温度比较接近，1、2点的温度更加接近，且3、4两点的温度高于1、2点，这是因为3、4点位于西外墙，受太阳辐射的影响，下午西外墙处的冷负荷更大，所以在同样冷冻水供水温度的情况下，靠近西外墙的3、4两点的地面温度高于1、2点，鉴于此原因很多施工手册中都建议在靠近外墙处管间距应适当的减少，以此来消除室外气候环境对室内热环境所造成的影响，使室内的微气候环境一致。本实验中由于埋管间距一致，所以造成系统运行稳定后各点的最大温差达到了2.4℃，但最小温差却只有0.4℃。各点平均温度为26.86℃，最大的温度不均匀度为8.93%，所以可以认为地板辐射供冷的地面温度分布均匀。而如果外墙处埋管间距减少埋管数量增加，那么该系统的地面温度分布将会更加均匀。并且该实验中当冷冻水供水平均温度为10.1℃时，地面的平均温度就达到了26.86℃，接近了人的正常体温，也不会对穿鞋的脚部形成冰凉的感觉了；故室内的温度均匀性环境可以很好的满足。 3.2.2 垂直方向的温度分布 同样，为了分析的方便，也将所测数据制成曲线图，在垂直方向上分别测出地面、近地面和离地面1.5m三处的温度情况。各点在垂直方向的温度分布情况如图3所示。 图3 1-4点垂直方向的温度分布情况 由图中曲线的分布趋势可以知道，四个测点的温度分布情况大致相同，在系统运行稳定后，地面处的温度都低于地面附近和距地面1.5m处的温度，并且温度在地面和地面附近的增加速度很快，这是因为在地面处冷辐射面立即与周围的较高温的物体进行辐射换热和部分的对流换热，使得空气温度迅速上升，而在房间的上部由于照明设备的散热使得温度进一步的升高，因而就形成了由下至上温度逐渐升高的趋势。由以上四个