冷风侵入对候车厅地板辐射采暖的影响研究

论文摘要

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。

论文目录

• 1 研究背景
• 2 候车厅冬季室内热环境实测
•   2.1 测试方案
•   2.2 地面温度分布规律
•   2.3 室内空气温度
• 3 关键参量
• 4 CFD数值模拟
•   4.1 物理模型
•   4.2 数学模型
•   4.3 模型校验
•   4.4 模拟结果分析及讨论
•     4.4.1 地板表面辐射换热比例
•     4.4.2 地板表面对流换热系数
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘刚,程思雨,徐弋,刘魁星

关键词: 辐射地板采暖系统,冷风侵入,复合换热,辐射换热比例,模拟

来源: 建筑节能 2019年11期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 建筑科学与工程

单位: 天津大学天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室

基金: “十三五”国家重点研发计划项目:目标和效果导向的绿色设计新方法及工具(2016VFC0700200),高等学校学科创新引智计划资助(B130011),国家自然科学基金重点项目:寒冷气候区低能耗公共建筑空间设计理论与方法(51338006)

分类号: TU832.16

页码: 17-24

总页数: 8

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