非直膨式太阳能-水源热泵地板辐射采暖实验系统研究

为解决太阳能供热系统间歇性和不稳定性的问题,对以水源热泵作为辅助热源,以热管式真空管太阳能集热系统为主要热源形式,以地板辐射采暖系统为末端装置的太阳能-水源复合热泵地板辐射供暖系统进行研究。分析该系统在不同工况运行原理的前提下,建立系统性能系数的数学模型。分析了集热器进出口温度、水箱平均温度、地板采暖系统进出口温度和热泵蒸发温度对系统供热性能的影响。提出此系统的运行策略和控制方案,为该系统的设计和运行控制提供了依据。

冷风侵入对候车厅地板辐射采暖的影响研究

地板辐射采暖以其舒适性高,节能环保的特点而在中小型高铁站中广泛采用,成为候车厅冬季主要的采暖方式。地面温度对维持室内热环境至关重要,而地板采暖的辐射换热比例直接决定房间的表面温度,继而决定室内的舒适度情况。对寒冷地区5个中小型高铁站进行调研,总结了候车厅的主要类型及其地面温度的分布规律,证实了冷风侵入的不利影响。之后利用实测验证的CFD模型,对不同冷风侵入速度下辐射地板的辐射换热比例进行了量化分析。最终基于CFD模拟的结果,分析了冷风侵入下地板表面对流换热系数的变化,并与ASHRAE手册推荐的自然对流换热系数计算公式及文献中引用较多的机械通风条件下混合对流换热系数计算公式得到的结果进行对比,说明了冷风影响下,地板表面复合换热特性的变化。最终结果表明,当入口处风速从0.05 m/s增大至0.9 m/s时,辐射地板的辐射换热比例将从67%下降到39%,低于辐射采暖地板规定的最小辐射换热比例;而受冷风侵入和地板表面温度、室内温度的共同作用,辐射地板表面的对流换热系数将随入口处风速的增大而增大,当风速从0.05 m/s增大至0.5m/s时,对流换热系数从3.1 W/(m^2·K)增大至3.5 W/(m^2·K),当风速大于0.5 m/s后,对流换热系数有所减小并趋于常值(3.4 W/(m^2·K))。这一结果说明,现行计算方法中将地板表面边界条件中的对流换热系数及当量辐射换热系数取为定值的做法并不可取,有必要对冷风侵入条件下辐射地板表面传热特性的变化慎重考虑。为设计阶段量化冷风影响,合理确定供暖系统设计参数提供了参考和依据。