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上一层 电地暖 水地暖 壁炉产品 暖气片散热器 结构供暖制冷 室内供暖温度 采暖温控技术 浅谈电供暖 供热能力估算

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深化认识室内供暖温度的思路

 

    摘要:本文指出了深入认识供暖室内空气温度(tn)的思路。对对流,辐射两种主要供暖形式在空气温度不同时人的感觉却相同的现象,给予了理论说明。介绍了国外供暖综合温度、环境温度等新概念,对工程应用与如何计算给出了具体公式。通过计算例题,进一步说明了供暖室内温度、综合温度、环境温度的概念与应用,用具体数值说明了深化室内供暖温度认识的必要性。
   
关键词:空气温度 综合温度 环境温度

 

    地板辐射供暖国内现已相当普及. 与传统的对流式供暖系统相比,一般住宅的室内空气计算温度约可降低2℃,但供暖效果几乎相同。也就是在这两种情形下,人的感觉是几乎相同的,于是很多人认为地板辐射采暖用热量少、节能。地板辐射供暖与传统对流散热片式的供暖只是供暖方式、设备的改变,为什么室内空气温度可以降低?要弄清这个问题,对供暖的室内空气计算温度tn的深化理解是必要的. 同时这也会更深入的认识供暖的本质。
   
人体在新陈代谢过程中,产生的热量与人体通过对流、辐射和蒸发散失的热量总是处于平衡状态。而影响人体散热的因素有:空气温度、空气湿度、周围物体表面温度、气流速度、衣着等. 这些都能引起人的冷热感觉。而对舒适的主观评价,有人的主观因素,如:年龄、性别、生活习惯、适应能力等,也有上述客观上的物理状态参数. 只有室内空气温度及室内物体的表面温度是可以通过供暖设备加以控制的。
   
分析我们供暖设计中,只有室内供暖计算温度tn参数,例如:一般住宅tn=18℃,并没有考虑室内物体表面温度等问题. 应当说这虽然使计算简化了,却不全面. 单纯停留在tn角度思考甚至会产生错误.这里提出室内供暖综合温度tzh的概念. 所谓室内供暖综合温度,即室内空气平均温度tn与室内平均辐射温度tf的算术平均值,即:

 

 

    通风良好的辐射供暖的房间,如地板辐射供暖系统,tzh相同,tf偏大,tn则理应偏小,而对流式供暖系统则应反之,tf偏小,tn偏大. 这说明我们单一使用tn作为计算供暖负荷的指标,是存在概念上的欠缺的。无论是对流式的供暖系统还是辐射式的供暖系统都是如此. 同时这也从理论上解释了为什么地板辐射供暖室内空气温度低2℃,人的感觉却会相同。
国外已有应用“室内环境温度”代替室内空气温度的提法。
在室内温度的概念下,通过外围护结构的单位稳定传热的热流量为:

q=k(tn-tw)


    
式中,q为热流量W/m2k为围护结构传热系数W/ m2℃;tn为室内空气温度℃;tw为室外空气温度℃。此式用于室内空气温度tn与室内平均辐射温度tf相等,是正确的。若室内空气温度tn与辐射温度tf相差较大,用“环境温度thj”计算较合适;若tntf相差较小,则可利用“综合温度tzh”计算较好。
   
室内“环境温度thj可用下式描述:

 


    
应用此式的困难在于tf通常是未知的。根据国外的资料,tf值不能高于tn8℃,不能低于tn5℃,从舒适的角度讲,tn应比tf低几度是合适的。环境温度thj与室内空气温度的tn差值(thj-tn)及环境温度与平均辐射温度的差值(tf-thj),取决于供暖方式是以辐射为主,还是以对流为主。
   
根据《Heating and HotWater Services》推荐的公式:
    
当采用对流式供暖方式:

 

 

    为了进一步说明环境温度等概念及篇中所列公式的具体应用,今以计算例题说明之。
   
例题:某单层房间(见平面图1)若其供暖分别为对流和辐射两种方式,试应用环境温度概念计算热负荷。已知室内环境温度thj=18℃,室外计算温度tw=-1℃ ,冷风渗透按换气次数1次,围护结构各部分传热系数、传热面积等如图1、表1中数值。
解:房间围护结构的温差传热热损失计算如表1
包括渗透风在内的热损失,计算时分对流与辐射两种方式如下:
1)对流供暖情况

 

 

1 围护结构thj-tw温差下的传热量

 

1 房间平面图

 

②渗透风产生的热损失

 

 

    通过上面的计算,知
  
1)明确环境温度、综合温度、采暖辐射温度、室内空气温度四者关系。
  
2)以往单纯用tn计算供暖负荷的片面性。
   
3)当采用辐射供暖方式时,tn值比对流方式低,(本例题低4.2℃)这从计算角度解释了辐射供暖的房间值可以降低的道理。
  
4)用此种方法计算的总热损失比用室内空气tn计算的要准确。当tftn间的温差较大时尤其如此。
   
参考文献:
    [1]
贺平.供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社,1988.
    [2]
陆跃庆.供热通风设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1987.
    [3] E W SHAW. Heating and Hot
Water Services[M]. LondonGranada Publishing1980.
    [4]
采暖通风设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1975.

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