辐射与通风混合供暖系统室内传热及舒适性研究论文_彭彦晖,王旭晟

辐射与通风混合供暖系统室内传热及舒适性研究论文_彭彦晖,王旭晟

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摘要:辐射与通风混合供暖是当今一种最为先进和流行的供暖方式,这种供暖方式不仅消耗更小,对于环境有着更小的污染且居住的舒适性极高。通风供暖系统是一种可以极大促进热能循环的供热系统,二者的结合使用有利于让热量更好的扩散到整个建筑中。本篇文章主要研究辐射供暖系统和通风系统结合使用的情况,对其原理进行简单的介绍,并对其混合使用后的舒适性进行综合的评定,希望对两项技术的结合提供一些帮助。

关键词:低温与辐射;供暖系统;室内传热;舒适性

一、辐射供暖简介

1.1什么是辐射供暖

辐射供暖就是依靠一定的供热原件来向围护结构内表面以及屋内的相关设施辐射产生的热量来提高房间整体的温度的一种供暖方式。辐射供暖根据其辐射板面温度、辐射板构造、辐射板位置、热媒种类等分为多种形式。辐射供暖虽然能够提高辐射换热的比例,但是会存在一定的对流换热现象。辐射供暖主要是利用建筑物里面的顶棚、墙面以及地面或者是其它的表面来对房屋进行供暖,辐射热量占总热量的一半以上。除此之外,辐射供暖还具有温度梯度小、减少能耗等优点。

1.2辐射与通风混合供暖优点

辐射与通风混合供暖作为当今最为流行的供暖方式,有着其独特的供暖优势,其优势大概可以分为以下五点:第一,更加节能。跟就研究表明,辐射与通风混合供暖可以有效的节约30%左右的电力。且在同种条件下,辐射与通风混合供暖对室温的影响比普通供暖大概高1℃左右。该方式有效的减少了热量的流失,从而从根本上减小了对能源的损耗。第二,舒适度更强。辐射供暖无疑拥有着极高的舒适性,在墙体中预埋的辐射设备通过有间隙的墙体,从而进入室内达到升高温度的重要作用。在不知不觉间减少了在寒冷温度下居民体温的降低,而且由于是辐射与通风混合式供暖,所以不会造成空气干燥等现象。第三,减少环境污染。当今的辐射供暖系统由于对温度需求较低,所以就给新清洁、可再生的能源提供了使用的可能性,从而减少了矿石燃料的燃烧,达到减少环境污染的问题。第四,使用寿命较长且节省空间。由其安装特点可以明显的看出,由于其安装在墙体之内所以非常节省空间,而且由于其使用环境以及材质的原因,该供暖系统比普通供暖设施寿命长10年左右。

二、辐射与通风混合供暖系统室内传热及舒适性研究

2.1辐射与通风混合供暖室内舒适性研究

张伟等学者曾经在对暖气片和地暖两种不同的供暖方式进行供暖的舒适度上进行了详细研究,首先对墙面和地面进行面积的计算,得出热辐射的总量,再试二者进行对比,结果表明:地暖对于热量的传递性能更好,可以使热量更加均匀的传入室内,而暖气片则过于集中,所以不难看出相对于暖气片来说辐射式的供暖方式更加舒适。

刘灵芝等学者通过对辐射与通风混合供暖系统的数值进行统计和分析,从而完成对室内具体环境的分析,从实际角度出发,模拟出来具体环境下室内温度、湿度、舒适度等问题。表明:辐射与通风混合供暖系统具有更高的舒适度,并且其可以使垂直方向上的空气温度更加均匀,有效提高舒适度。

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宗立华分析了辐射供暖相关设备的埋设特点和注意事项,并对回形辐射方式下的供暖系统进行了热工性能的测试,指出了该系统有较高的热舒适性。

2.2室内热环境的影响因素

室内环境温度是否稳定也决定着室内的舒适情况。首先,平均辐射温度就是室内热环境的主要因素之一,平均辐射温度简称为MRT,其描述的主要意义为:因为人体本身的身体构造,以及辐射供暖设备的原因所导致了人体与墙体之间存在着不同的夹角,所以每个位置所承受的热量是不同的,也正是因为如此,才会引入MRT从而进行计算,来计算出是人体最为舒适的热环境温度。其次,室内空气温度垂直温差也是改变室内热环境影响舒适度的重要因素之一,在室内供暖中,由于各种原因导致室内的空气温度并不是一样的,尤其是当垂直方向的温度差过于明显时就会产生明显的不舒适感。通过相关的实验表明,当头部的温度高于脚部温度过多时,人就会产生明显的不适感。最后是吹风感。在通风系统运行时,还应当注重吹风感这一问题,当人体整体温度过高时,人体会主动需求通风较为流畅的区域进行降温,这时候整体的降温和空气的流通就显得十分重要了。另外吹风感还与气流的分布状态有很大的关系,因此,局部的风速往往起到了很大的作用。

2.3室内舒适度的综合评价

室内舒适度的评价方法一般有两种:第一种就是,主观感受法。顾名思义,舒服的感受本来就是人对物质认知时产生的一种感受,每个人都对于舒服有着不同等级的划分,所以这种主观的测评方法不具有足够的代表性,所以我们需要知道第二种方法:计算法,通过利用好PMV公式,从而达到在人体热量平衡的同时达到舒适的目的。其方程如下:PMV方程

PMV=0.303×e−0.036M+0.028M−W−3.05×10−35733−6.99M−W−Pa−0.42M−W−58.15−1.7×10−5M5867−Pa−0.0014M34−ta−3.96×10−8fcltcl+2734-ts+2734−fclhctl−ta

M——新陈代谢率W/s;W——人体做功率W/s;Pa——环境空气中水蒸气分压力Pa

结束语

现代生活中人们在室内活动的时间越来越长,对室内工作环境的要求也日益提高,室内温度的舒适与否直接影响着居民的正常生活和工作。所以,如何解决室内的温度舒适度的问题,成为相关企业不得不考虑的一个问题。辐射与通风混合供暖系统相比之前的供暖系统更加节能,更环保。辐射与通风混合供暖系统作为一种全新的提高室内舒适度的新型供暖系统,得到越来越多的研究和应用。

参考文献:

[1]赵丽博.辐射与通风混合供暖系统室内传热及舒适性研究[D].中南大学,2014.

[2]赵忠超,蒋朋朋,赵凯,沈仁东.地板辐射供暖室内热舒适性分析[J].科学技术与工程,2018,18(01):321-328.

[3]黄小君.辐射供暖方式室内热环境模拟[J].制冷与空调(四川),2018,78-81+90.

论文作者:彭彦晖,王旭晟

论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期

论文发表时间:2019/7/3

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