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1、 硕士学位论文 地暖系统的安全与节能技术研究 作 者 姓 名 ： 王 睿 学 科 、 专 业 ： 供 热 、 供 燃 气 、 通 风 及 空 调 工 程 学 号 ：212011081404004 指 导 教 师 ： 宋 文 武 密级： 地暖系统的安全与节能技术研究西华大学硕士学位论 文分类号 密级 UDC 密级： 完 成 日 期 ： Xihua University Master Degree Dissertation The Safety and Energy Saving of Floor Heating System Technology Research Candidate : Wan
2、g Rui Major : Heating Ventilation and Air Conditioning Student ID: 212011081404004 Supervisor: Prof. Song Wenwu May, 2014 Classified Index: UDC: 密级： 西华大学学位论文独创性声明西华大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做
3、的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期 西华大学学位论文版权使用授权书西华大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西华大学，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，西华大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。(保密的论文在解密后遵守此规定) 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期 西华大学硕士
4、学位论文 I 摘 要 地暖系统具有高效节能、环保健康、均衡室温、节省空间等优点，并依靠其独特的优势倍受消费者青睐，也正因为如此，地暖系统已为广大人民群众普遍采用。国内和国外都已对地暖系统做了许多的探究。 然而， 对该系统的安全性和节能性的研究尚不完善，尤其是近年来所提出的水暖系统的 500mm 盘管间距的设计没有得到模拟计算。所以，本文章立足地暖的安全性和节能性进行了具体地分析， 更对盘管间距为 500mm 的水暖系统进行了软件模拟和数值计算分析。 首先，本文分别介绍了地暖系统和水暖系统的优点，并对水暖系统的结构进行了详细的分析，仔细讲解了该系统各个组成层面的作用及尺寸。接着，本文章还对影响水
5、暖系统传热过程的各种因素进行了具体分析， 包括了加热盘管内热媒的平 均 温 度 、 加 热 盘 管 的 管 径 、 填 充 层 的 厚 度 、 地 面 层 材 料 的 导 热 系 数 以 及 加 热 盘 管 的 间 距 等 因 素 。 其次，本文章对地暖地面材料的安全性进行了具体的分析和研究，介绍了常用的地暖地面材料，并分析对比了各类地暖地面材料的安全性，地暖地面材料的安全性主要考虑的是人身安全和环保两个方面。之后，综合各种因素选出了最适合地暖系统的地面材料，即木质地板。此外，本文还介绍了水暖系统中常用的加热盘管种类，更是对各类加热盘管的管材进行了性能的对比和分析，证明了 PERT 管较其他加
6、热盘管更适用于地暖系统，在地暖的使用中更能体现其优势。 再次，本文章对 FLUENT 软件和流体数值计算方法进行了简单介绍，并对水暖系统的数学模拟做了相关假设后建立了该系统的双向传热二维模型。 再对地表面的上下两部分的对流和辐射共存的传热设置边界条件， 利用 FLUENT 这一软件第一次对盘管间距为500mm 的水暖系统进行了计算， 模 拟 了 PERT 常 用 加 热 盘 管 在 不 同 参数和 不 同 边 界 条 件 的 传 热 ， 并 求 解 了 温 度场和 热 流 场 。 分析了地板上表面和下表面的散热量与各种因素的关系，而后证明了盘管间距为 500mm 的水暖系统也可以满足室内供暖的
7、要求，达到以低能耗实现供暖的目的。 最后， 通过计算分析证明500mm盘管间距的水暖系统可以实现地暖地面的均匀受热，达到室内舒适供暖的目的。最终在保证地暖系统安全舒适使用的条件下，得到地暖系统的节能模型。 关键词：地暖系统；水暖系统；安全性；节能性；节能模型 地暖系统的安全与节能技术研究 II Abstract Floor heating system has the advantages of high efficiency and energy saving, environ -mental protection, health, equilibrium at room temperatu
8、re, saving space, and so on. And it is relying on its unique advantage of consumers. Also because of this, floor heating system has been widely used for the majority of the people. On the floor heating system, has also do -ne a lot of research at home and abroad. However, researching for the safety
9、and the energy -saving of the floor heating system is not perfect. Especially for low temperature hot water fl -oor radiant heating system is proposed in recent years, the 500 mm coil spacing design made no calculation. So, this article based on the safety and the energy saving of the floor heating
10、were analyzed in detail, more to coil spacing is 500 mm low temperature hot water floor rad -iant heating system are analyzed in software simulation and numerical calculation. Firstly, this paper introduces the advantages of the floor heating system and the low tem -perature hot water floor radiant
11、heating system, and the structure of low temperature hot wat -er floor radiant heating system are analyzed in detail, carefully explained the effect and the si -ze of the component level in the system. Then, the article also analyze the various factors inf -luence the heat transfer process of low te
12、mperature hot water floor radiant heating system, in -cluding the average temperature of the heat medium flowing in the heating coil, the heating coil pipe diameter, the thickness of the packed bed, the ground material coefficient of thermal conductivity and heating coil spacing and other factors. S
13、econdly, this article for the safety of the ground material of floor heating has carried on the detailed analysis and research, common ground material of floor heating is introduced, an -d analyzed the security of all kinds of floor heating floor material, the safety of ground mater -ial of floor he
14、ating main consider two aspects of personal safety and environmental protectio -n. Afterwards, Comprehensive factors to select the most suitable for floor heating system of ground material, is the wooden floor. In addition, this article also introduces the commonly us -ed types of heating coils in t
15、he low temperature hot water floor radiant heating system. But al -so compared and analyzed the performance of all kinds of heating coil pipe, proved thePERT pipe is more suitable for floor heating system than other heating coil, to be able to reflect its advantage more in the use of floor heating.
