輻射換熱及其應(yīng)用

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1、輻射供暖制冷的研究013186石卉建環(huán)一班輻射采暖制冷的研究[摘要]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，購買空調(diào)設(shè)備用于制冷和采暖似乎成為了當(dāng)今唯一的改善居住環(huán)境的措施和時尚。但是，大功率的空調(diào)設(shè)備的使用會導(dǎo)致能源需求的大大提高和巨大的能源浪費，還會帶了空氣污染。而輻射，作為一種高效的傳熱方式在改善居住環(huán)境方面有很大的作用。輻射供暖制冷的衛(wèi)生條件和舒適性標(biāo)準(zhǔn)都比較高。就我國現(xiàn)階段的情況看，采暖制冷的主要能源仍是以煤炭為主，還存在著很多的未利用能，如地下水、地表水、地表熱、土壤熱等，這些低品熱源的利用可以在輻射供暖和制冷中得到利用。從以人居健康舒適、環(huán)境保護(hù)和能源有效利用為中心的

2、空調(diào)技術(shù)進(jìn)展上看，輻射供暖制冷的研究很有價值。本文總結(jié)了一些文獻(xiàn)中的結(jié)論。[關(guān)鍵詞]有效輻射，角系數(shù),負(fù)荷，冷輻射吊頂1前言輻射供熱是一種利用特質(zhì)內(nèi)部，如建筑物內(nèi)部的棚頂、墻面、地面或其它表面進(jìn)行供熱的系統(tǒng)。供熱系統(tǒng)中，輻射能占總能量的50％以上的系統(tǒng)方可稱為輻射供熱系統(tǒng)。按熱源表面溫度將輻射分為低溫輻射、中溫輻射、高溫輻射，這里所討論的是表面溫度低于80℃的低溫輻射供熱。按輻射板位置又分為頂面式、墻面式、地面式和樓面式。而輻射是一種高效的傳熱方式，比對流和導(dǎo)熱等傳熱方式快得多。負(fù)荷與節(jié)能使用輻射采暖,具有三個優(yōu)點:1提高了壁面輻射溫度,從而增強了人的舒適感

3、。2室內(nèi)溫度分布較均勻,并且可以使用低溫?zé)嵩础?直接使輻射熱作用于人體,可以降低室內(nèi)空氣溫度,從而實現(xiàn)節(jié)能。[1]輻射供暖因其節(jié)能、舒適，不占用室內(nèi)使用面積等突出特點，已在北京地區(qū)獲得大面積應(yīng)用。但若要在南方地區(qū)推廣應(yīng)用，最好能同時解決夏季供冷問題。雖然低溫地板采暖供熱技術(shù)可以使室內(nèi)采暖的舒適度達(dá)到極高的程度，但其僅僅解決了冬季采暖的需要，卻無法在夏季實現(xiàn)降溫的要求，因此在一定程度上也阻礙了地板輻射采暖技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。目前國內(nèi)的一部分單位和企業(yè)對如何充分利用地板輻射盤管，實現(xiàn)夏季降溫也進(jìn)行了一定的研究。最基本的解決辦法向地板輻射盤管中通入冷水，以期達(dá)到室內(nèi)

4、溫度的降低，但由于夏季室內(nèi)空氣溫度高于降溫地面，阻礙到熱量的傳遞，熱量傳遞效率比較低，存在接近地面部分溫度梯度較大的問題。解決熱量傳遞問題的另一個方案是天花輻射，從而加強夏季冷量的傳遞。[2]本文介紹了地板輻射采暖以及天棚輻射采暖降溫系統(tǒng)的一些特點，最后用一種計算方法近似計算了一個采用天棚輻射采暖降溫系統(tǒng)的房間的一些工況，然后進(jìn)行了一些自己的分析。2．地板輻射采暖共12頁－12－輻射供暖制冷的研究013186石卉建環(huán)一班2.0簡介圖1：地板采暖地面采暖系統(tǒng)是以水或離子反應(yīng)液為介質(zhì)的低溫輻射地板采暖系統(tǒng)。低溫地板輻射供暖（見圖1）是將加熱管理埋置于地面下，以被

5、加熱的地面作為散熱面的一種輻射供暖方式。它和建筑物構(gòu)造相結(jié)合、不占用室內(nèi)和地面有效空間，可利用地?zé)?、太陽能或各種低溫余熱作為熱源。和常規(guī)的以對流散熱為主的散熱器供暖相比，具有室內(nèi)溫度分布均勻、舒適性好、節(jié)約能源、易實列單戶熱計量、維護(hù)管理方便等獨特優(yōu)點；特別是近兩年來“以塑代鋼”的推廣，各種新型非金屬加熱管材的開發(fā)與引進(jìn)，為實現(xiàn)低溫地板輔射供暖創(chuàng)造了條件，同時也促進(jìn)了此項技術(shù)日益完善和迅速發(fā)展。輻射供暖用于“節(jié)能建筑”的供暖，更顯示出其獨特的優(yōu)越性，是一種具有發(fā)展前途和推廣價值的供暖方式。室內(nèi)地表面溫度宜采用下列數(shù)值：經(jīng)常有人停留的地表面為24～26℃；短期

6、有人停留的地表面為28～30℃；無人停留的地表面為35～40℃。2.1低溫地板輻射供暖的優(yōu)點[3]????2.1.1低溫地板輻射供暖的舒適性高、節(jié)能效果顯著????（1）根據(jù)各種采暖方式室內(nèi)溫度梯度的測試結(jié)果，地板輻射采暖方式最接近于理想采暖方式，因此在建立同樣舒適條件的前提下，低溫地板輻射采暖房間內(nèi)的室內(nèi)溫度比一般以對流為主的散熱器采暖的溫度低2-3℃。有關(guān)資料提出，室內(nèi)設(shè)計溫度每降低1℃可節(jié)約燃料10%左右，按天津市的第二期建筑節(jié)能目標(biāo)，每年供暖煤耗為11.8kg/平方米(按冬季供暖期室外平均氣溫為-1.2℃、室內(nèi)平均溫度為16℃計算)，當(dāng)室溫降低1-3

7、℃時，節(jié)約的燃料可達(dá)7-17%。由此可知，地板輻射供暖不僅給人們以舒適的環(huán)境，同時其節(jié)能效果也十分可觀。（2）輻射供暖室內(nèi)溫度分布均勻????根據(jù)衛(wèi)生要求，人長期停留的房間地板表面溫度不應(yīng)高于30℃，然后溫度沿垂直方向迅速降低，在距地面30cm左右達(dá)到室內(nèi)設(shè)計溫度（16-18℃），距地面30cm以上的垂直方向溫度基本不變化。地板采暖系統(tǒng)熱容量大，混凝土的蓄熱功能強，因此穩(wěn)定性好。地面輻射熱對人體足部、腿部有良好的保健作用，給人以腳心暖起頭部溫和的舒適感。符合“溫足涼頂”的中醫(yī)理論。共12頁－12－輻射供暖制冷的研究013186石卉建環(huán)一班同時，由于上部空間溫

8、度的降低，大大地減少了上部空間向外的無益熱損失。??