新型輻射吊頂供暖的實(shí)驗(yàn)研究與熱舒適性討論

1、新型輻射吊頂供暖的實(shí)驗(yàn)研究與熱舒適性討論提要在參考夏季系統(tǒng)情況下，簡(jiǎn)單介紹了冬季供暖時(shí)，新型輻射吊頂?shù)南到y(tǒng)組成。描繪了實(shí)驗(yàn)小室中進(jìn)展的測(cè)試，討論了熱舒適問(wèn)題。關(guān)鍵詞輻射吊頂供暖實(shí)驗(yàn)分析熱舒適性一、系統(tǒng)概述在冬季供暖和夏季空調(diào)中，末端設(shè)備的形式不統(tǒng)一，限制了輻射吊頂?shù)膽?yīng)用。國(guó)外的末端產(chǎn)品，一般只包括輻射板本身，采用直接連接的形式，通風(fēng)系統(tǒng)那么單獨(dú)處理，而冬季供暖采用其它方式，使得室內(nèi)管路很多，系統(tǒng)復(fù)雜。筆者采用新型輻射吊頂作為供暖系統(tǒng)的末端設(shè)備，同時(shí)不須改變系統(tǒng)連接方式，可以有效的解決這一問(wèn)題。系統(tǒng)仍采用夏季供冷系統(tǒng)，但在冬季供暖環(huán)境中，因?yàn)闆](méi)有送風(fēng)系統(tǒng)，只有板式換熱器投入使用，運(yùn)行形式單一，系

2、統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單。二、實(shí)驗(yàn)介紹1實(shí)驗(yàn)臺(tái)介紹根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，搭建?shí)驗(yàn)臺(tái)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)的根底平臺(tái)為一個(gè)真實(shí)的小室，具有一面外墻，開(kāi)有外窗，朝向西。吊頂采用模塊式輻射吊頂，配有專用機(jī)組。一次水為熱網(wǎng)供水。房間長(zhǎng)為5.2米，寬3.4米，高2.7米。吊頂?shù)拿娣e約為17.6平方米，由五組輻射末端并聯(lián)形成。2測(cè)點(diǎn)布置室內(nèi)空氣溫度，包括空氣溫度梯度和黑球溫度梯度兩局部。室內(nèi)空氣溫度覆蓋率度測(cè)點(diǎn)布置在小室中央，共10個(gè)測(cè)點(diǎn)以地面為垂直標(biāo)高零點(diǎn)，向上為正，標(biāo)高和測(cè)點(diǎn)編號(hào)見(jiàn)表1。表1空氣溫度測(cè)點(diǎn)布置測(cè)點(diǎn)編號(hào)T1T2T3T4T5T6T7T8T9T10標(biāo)高米2.652.652.550.52.452.41.81.10.50.1在1.8

3、米，1.1米,0.5米和0.1米的高度上，同時(shí)布置黑球溫度計(jì)，以測(cè)量環(huán)境的平均輻射溫度。三、數(shù)據(jù)分析1典型空氣溫度梯度在輻射吊頂供暖的環(huán)境中，室內(nèi)空氣溫度存在梯度。其中，2.7米處的溫度，是根據(jù)當(dāng)時(shí)輻射吊頂下表各測(cè)點(diǎn)的溫度測(cè)量值，計(jì)算得到的平均溫度；0.0米處的溫度，是該時(shí)刻地面溫度的平均值?？梢缘玫?，室內(nèi)空間可以分為四個(gè)區(qū)域。在0.1米以下，溫度根本不變或略有降低；在2.65米以上的范圍內(nèi)由于2.65米和2.70之間沒(méi)有布置更多的測(cè)點(diǎn)，因此無(wú)法得到溫度梯的準(zhǔn)確值，但是可以判斷，溫度梯度很大。由于這一區(qū)域貼近吊頂，而且所占的空間很小，僅對(duì)流散熱產(chǎn)生影響，而根本不影響室內(nèi)的環(huán)境，因此在這里不做更

4、多的討論。在0.10米到2.65米的主要空間內(nèi)，分析空氣溫度梯度曲線，可以大致的將溫度梯度分成兩個(gè)區(qū)域，參見(jiàn)圖1。其中，虛線為將溫度梯度沿高度分成兩個(gè)區(qū)域后，根據(jù)各自的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)得到的線形梯度擬合線。圖1溫度梯度從圖中分析，折線的折點(diǎn)位于高度為2.45米附近，將此高度根據(jù)吊頂?shù)母叨葻o(wú)量綱化，其相對(duì)高度為0.9，可以將室內(nèi)主要空間分為高區(qū)和低區(qū)。計(jì)算其與相應(yīng)測(cè)量值的剩余平方和，為0.23。其他時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)也根本上符合這一規(guī)律。高區(qū)溫度梯度較大，低區(qū)溫度梯度較小，是人員活動(dòng)區(qū)。在本例中，低區(qū)的溫度梯度為1.89/，高區(qū)的溫度梯度為8.00/。2黑球溫度分布隨時(shí)間變化，一樣位置的黑球溫度值波動(dòng)

5、很小，不同高度的黑球溫度差異較大，其差值穩(wěn)定，參見(jiàn)表2。表2黑球溫度波動(dòng)標(biāo)高米/溫差1.8-1.11.1-0.50.5-0.11.1-0.1最大值1.171.240.621.77最小值0.961.010.471.48平均值1.061.100.521.62根據(jù)分析，室內(nèi)溫度穩(wěn)定，波動(dòng)很小，且兩者趨勢(shì)一樣，因此黑球溫度和空氣溫度的溫度差也相對(duì)穩(wěn)定。3熱舒適性分析為了比照相應(yīng)位置的空氣溫度，選擇在同一時(shí)刻，典型的空氣溫度、黑球溫度和周圍環(huán)境外表的平均輻射溫度簡(jiǎn)稱輻射溫度的曲線，參見(jiàn)圖2。從圖中可以看到，在人員活動(dòng)區(qū)，黑球溫度、平均輻射溫度根本呈線形變化，隨高度的上升，與空氣溫度的溫差有所減校在本例中

6、，兩者與空氣溫度之差參見(jiàn)表3：圖溫度梯度表3溫差比擬標(biāo)高米1.81.10.50.1黑球溫度與空氣溫度0.630.771.011.05輻射溫度與空氣溫度0.861.051.391.47從這四點(diǎn)典型溫度可以計(jì)算黑球溫度和周圍環(huán)境外表的平均輻射溫度的溫度梯度。根據(jù)計(jì)算，其溫度梯明顯小于室內(nèi)的空氣溫度梯度。兩者比擬，詳見(jiàn)表4。表4溫度梯度比擬標(biāo)高米以1.8米和0.1米溫差計(jì)算以1.1米和0米溫差計(jì)算空氣溫度梯度1.72/1.79/黑球溫度梯度1.47/1.51/輻射溫度梯度1.36/1.36/根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，在輻射供暖的條件下，平均輻射溫度梯度最小，大大削弱了由于自然對(duì)流而引起的上熱下冷現(xiàn)象，使得人

7、體的體感溫度梯度減小，明顯小于空氣溫度梯度。參考人體熱舒適性原那么，當(dāng)溫度梯度減小時(shí)，人體熱舒適性會(huì)進(jìn)步。因此說(shuō)明，在采用輻射吊頂供暖的條件下，人體的熱舒適性進(jìn)步了。四、結(jié)論總結(jié)以上關(guān)于輻射吊頂?shù)膶?shí)驗(yàn)，得到以下兩大方面的結(jié)論。室內(nèi)的空氣溫度穩(wěn)定，存在溫度梯度。室內(nèi)空氣的溫度場(chǎng)沿高度可以分為四個(gè)區(qū)域。在地面附近存在一個(gè)很小的區(qū)域，為第一區(qū)域。約為0.1米高，溫度與地面溫度相近，梯度很小或?yàn)樨?fù)。從地面以上0.1米到房間的某一確定高度在本例中是在無(wú)量約高度0.9處，為第二區(qū)域，是人員活動(dòng)區(qū)。溫度梯度線形分布，一般低于2/，滿足人員熱舒適性要求。從上一個(gè)高度以上到吊頂附近，為第三區(qū)域。溫度梯度也呈線形分布，但是要明顯大于第二區(qū)域。在吊頂附近存在很小的區(qū)域，其中溫度梯度顯著加大，分布規(guī)律有待研究。第