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1、设 计 参 考 暖 通 空 调 年 第 卷 第 期 辐 射 地 板 供 冷 量 及 表 面 温 度分 布 的 简 化 计 算 方 法 清 华 大 学 张 伦 刘 晓 华 高 志 宏 江 亿摘 要 辐 射 地 板 的 供 冷 量 、 表 面 温 度 分 布 的 均 匀 性 和 表 面 最 低 温 度 是 研 究 者 以 及 工 程 人 员 重 点 关 注 的 三 个 问 题 。 通 过 求 解 导 热 方 程 ， 得 出 辐 射 地 板 热 阻 的 解 析 表 达 式 ， 提 出 一 种 辐 射 地 板 供 冷 量 、 表 面 温 度 分 布 的 简 化 计 算 方 法 。 在 实 际 应 用
2、中 ， 可 通 过 公 式 便 捷 地 计 算 出 辐 射 地 板 供 冷 性 能 相 关 的 主 要 参 数 。关 键 词 地 板 辐 射 供 冷 量 表 面 温 度 简 化 方 法 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 引 言地 板 辐 射 供 冷 是 一 种 利 用 建 筑 物 内 部 地 面 进 行 供 冷 的 系 统 ， 地 板 通 过 对 流 换 热 冷 却 周 围 空 气 ， 同 时 通 过 辐 射 与 四 周 的 围 护 结 构 进 行 换 热 。 在 辐 射 地 板 的 实 际 应 用 中 ， 辐 射 地 板 的 供 冷 量 、 表 面 温 度 分 布 的 均 匀 性 和
3、表 面 最 低 温 度 是 研 究 者 以 及 工程 人 员 重 点 关 注 的 个 问 题 。 目 前 对 于 辐 射 地 板 的 研 究 主 要 集 中 在 以 下 几 个 方 面 ： ） 通 过 理 论 分 析 求 解 辐 射 地 板 的 导 热 问 题 ， 其 中 等 人 得 出 了 单 层 辐 射 地 板 二 维 导 热 的 解 析 解 ； 求 解 了 一 维 多 层 固 体 的 导 热 问 题 ； 等 人 求 解 了 一 维 多 层 固 体 非 稳 态 的 导 热 问 题 ； 等 人 研 究 了 部 分 加 热 时 的 二 维 固 体 导 热 问 题 ； 建 立 了 辐 射 地 板
4、 的 半 解 析 模 型 ； 等 人 建 立 了 辐 射 地 板 的 网 络 模 型 。 ） 通 过 数 值 模 拟 和 实 验 分 析 辐 射 地 板 的 性 能 ， 其 中 等 人 利 用 非 均 匀 网 格 ， 模 拟 了 辐 射 地板 的 导 热 ； 等 人 建 立 并 通 过 实 验 验 证 了 辐 射 地 板 与 空 气 换 热 的 模 型 。 ） 针 对 实 际 系 统 ， 研 究 辐 射 地 板 的 应 用 ， 其 中 等 人 研 究 了辐 射 地 板 应 用 的 可 行 性 和 限 制 性 ， 计 算 了 辐 射 地板 的 换 热 系 数 及 供 冷 量 ； 等 人 研 究
5、了 辐 射 地 板 与 置 换 通 风 相 结 合 的 系 统 ； 卢 军 等 人 通 过 实 验 研 究 了 辐 射 地 板 供 冷 系 统 。工 程 应 用 中 ， 在 给 定 供 回 水 温 度 和 室 内 参 数 条 件 下 ， 尚 没 有 较 简 便 的 方 法 计 算 实 际 辐 射 地 板 的 供冷 量 和 表 面 温 度 分 布 。 数 值 模 拟 方 法 由 于 计 算 量 大 ， 难 以 在 工 程 中 简 化 应 用 ； 采 用 实 验 测 试 结 果 的 方 法 ， 对 于 不 同 结 构 材 料 的 辐 射 地 板 的 适 用 性 较 张 伦 ， 男 ， 年 月 生
6、， 在 读 博 士 研 究 生 清 华 大 学 建 筑 技 术 科 学 系 （ ） ： 收 稿 日 期 ： 一 次 修 回 ： 二 次 修 回 ： 铁 道 部 科 技 研 究 开 发 计 划 项 目 ： 铁 路 客 站 采 暖 空 调 技 术 综 合 利 用 及 关 键 技 术 研 究 （ 编 号 ： ）暖 通 空 调 年 第 卷 第 期 设 计 参 考 差 。 本 文 通 过 对 辐 射 地 板 导 热 过 程 的 理 论 分 析 ， 得到 辐 射 地 板 供 冷 量 和 表 面 最 低 、 最 高 温 度 的 表 达 式 ， 可 方 便 计 算 辐 射 地 板 的 性 能 。 ， （ ）
7、， （ ） 辐 射 地 板 供 冷 量 计 算辐 射 地 板 的 结 构 如 图 所 示 ， 辐 射 地 板 的 供 冷 量 在 不 同 的 工 作 环 境 中 差 别 较 大 。 但 辐 射 地 板 的热 阻 只 与 辐 射 地 板 的 结 构 与 材 料 相 关 ， 因 此 ， 通 过 求 解 导 热 方 程 ， 得 到 辐 射 地 板 热 阻 的 表 达 式 ， 再 结 合 辐 射 地 板 工 作 环 境 的 参 数 ， 例 如 室 内 空 气 温 度 、 壁 面 温 度 、 对 流 换 热 表 面 传 热 系 数 和 辐 射 换 热 表 面 传 热 系 数 ， 即 可 求 解 出 辐
8、射 地 板 的 表 面 平 均 温 度 和 供 冷 量 。 一 般 辐 射 地 板 在 沿 供 回 水 管 方 向 上 温 度 变 化 比 较 缓 慢 ， 所 以 可 以 将 三 维 的 导 热 问 题 简 化 为 二 维 的 导 热 问 题 。 在 求 解 辐 射 地 板 供 冷 量 时 ， 核 心 的 参 数 是 辐 射 地 板 表 面 的 平 均 温 度 ， 因 此 ， 可 以 将 二 维 的 导 热 问 题 通 过 热 阻 转 化 为 一 维 问 题 求 解 。 而 在 求 解 表 面 温 度 分 布 时 ， 核 心 的 参 数 是 辐 射 地 板 表 面 的 最 高 温 度 和 最 低 温 度 ， 因 此 ， 必 须 考 虑 求 解 二 维 的 导 热 问 题 。 （ 供 回 水 管 壁 处 ） （
