电地板辐射供暖的实测分析.doc

1 电地板辐射供暖的实测分析 0 引言辐射供暖是以热射线( 电磁波长在 ~ 100 μ) 放出的以辐射热为主的一种供暖方式, 电地板辐射供暖系统是一种以电为能源, 在电热元件中产生低温辐射波, 并通过对房间墙壁、天棚和室内其它物体(包括人体)进行辐射、穿透、吸收和反射等物理过程,使能量进行完全、均匀的分配,起码至达到动平衡,实现供暖目的的新型供暖方式。为了研究电地板辐射供暖系统不同的地板结构及不同的导线间距布置对电地板辐射供暖系统效果的影响,本文主要对不同结构及相应的不同导线间距的电地板辐射供暖系统的热工性能进行了实验研究和分析, 考察一下该系统的稳定性和可靠性,从温度自控角度看节能效果如何。本文主要侧重于电地板辐射供暖系统的温度场的研究, 测量参数是温度及热流密度等。在此基础上, 分析确定何种地板结构更适于电地板采暖系统。 1 实验条件 2 实验小室本实验是在一温控小室内进行的, 温控小室尺寸(长× 宽×高)为 × × 。小室设有保温墙壁及保温空间与外界隔绝, 室内装有空调器和加热器, 用以控制室内温度。 实验地板及导线实验地板为三种不同表面结构的地板,各试样地板结构如图 1 、图 2 、图 3 及图 4 所示。图1 裸木地板结构图图2 铺地板地板结构图 3 图3 加地毯地板结构图图4 保温层结构图三种不同的地板结构对应的保温层、木地板层、地板布层及地毯层的结构和材料都分别相同。实验分别对 30mm 、 40mm 、 50mm 、 60mm 、 80mm 、 100mm 、 130 mm 、 150 mm 等八种不同导线间距进行了测试, 对应的导线布置如图 5 所示。图 5 八种导线间距对应的导线布置图 测点布置 导线表面温度在导线的表面水平平均布置了 3 个测温点,取 3 点的平均值作为导线表面的温度。 感温探头表面温度在感温探头处设置了 2 个测温点,取 2 点的平均值作为感温探头的表面温度。 4 地板各层表面温度实验地板由保温层、导线层、木地板层、地板布层及地毯层中的几层或全部构成。其中, 导线层的测点布置即为() 和() 所述。在其他各层的上下表面分别各布置 4个测点,取各层 4 个测点的平均温度作为各层表面温度。 壁面温度及室内温度梯度的测量室内 4 个墙内表面各布置 1 个测点,用以测量墙壁内表面温度。温控小室吊顶下、实验地板上表面上的空间高度 , 吊顶下设置垂直排列的 4 个测温点, 目的是研究在辐射方式下垂直方向空气温度的分布。 地板上表面各层热流密度的测量分别在木地板层、地板布层及地毯层的上表面布置 2 片热流计片, 取各层 2 个测点的平均热流密度值作为通过对应各层的瞬时热流密度值。 室内风速测量对应于每一组实验,分别对 4 个测点测试 4 次,然后对 16 个实验数据取平均值,作业该组实验的室内风速。目的是计算各种工况下对流供热量的数值并研究其规律。 导线长度及通过导线的电流电压的测量测试对应于每组实验的导线长度,以便得出该实验情况下的装机功率; 通过对导线的电流电压的测量, 可以得出通过导线的实际功率。 5 导线能断时间的测量测试对就于每组实验的导线的通断时间,以研究电地板采暖系统的能断时间比的规律。 2 实验设计及步骤 实验设计本实验主要测试各测点温度及地板上表面各层热流密度, 以便分析地板的温度场分布情况及通过地板上表面的热流量。实验装置如图 6 、图 7 所示。图6 电地板辐射供暖实验装置简图 1- 温控器 2-变压器 3- 安培表 4- 伏特表 5- 电位差计图7 温控器接线示意图 1- 温控器 2- 变压器 3-感温探头 4- 伏特表 5- 电流表 6 热电偶 7- 冰瓶 8,9, 10- 转换开关 11- 实验地板 12- 热流计 13- 温控小室 14- 导线 15- 温控器导线 6 实验步骤实验先对同一导线间距的三种不同地板结构进行测试; 而后再变换导线间距, 对与之对应的三种不同地板结构进行测试。测试期间温控器均满档运行。在测试过程中,由于电地板采暖系统在通断电一个周期内各测点温度及热流密度始终处于变化之中, 故而采用逐时跟踪法纪录数据,最后采用时间加权法处理数据。 3 实验结果分析为方便起见,本文分别将裸木地板(图 1) 、铺地板布(图 2 )和加地毯(图 3 )三种地板结构工况依次称为 1工况、 2 工况和 3 工况。 导线表面平均温度与最高温度根据实验数据,绘制出导线表面平均温度与最高温度随导线间距的变化曲线,如图 8 和图 9 所示。曲线 1、2、3 分别代表工况 1