輻射板采暖房間熱舒適性影響因素分析

 

　　遠(yuǎn)紅外電熱輻射板供暖系統(tǒng)由輻射板和溫控器構(gòu)成。工作時(shí)，輻射板表面最高溫度可達(dá)80℃以上，房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面以及家具表面的溫度也比對(duì)流采暖時(shí)有所升高，這樣就提高了平均輻射溫度。而輻射板安裝方式、室外空氣溫度以及戶型的大小將影響到房間平均輻射溫度的分布，這對(duì)熱舒適性的影響如何是一個(gè)需要討論的問(wèn)題，本文采用文獻(xiàn)[1]中的數(shù)學(xué)模型對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了研究。以下分析中，人體的活動(dòng)強(qiáng)度按站著休息計(jì)算，即新陳代謝率為M=69.78W/m2（1.2met）。

 

　　輻射板的長(zhǎng)邊可能垂直于房間的進(jìn)深布置，也可能平行于進(jìn)深布置，兩種情況下平均輻射溫度tmrt分布有所不同。下面討論這兩種情況下房間的熱舒適性。本文計(jì)算中所采用的房間如下：

　　尺寸：開(kāi)間×進(jìn)深×層高=3.9m×5.1m×2.8m

　　圍護(hù)結(jié)構(gòu)：490mm紅磚墻體，傳熱系數(shù)k=1.27W/（m2.℃）

　　單框雙玻塑鋼窗，長(zhǎng)×寬＝2.1m×1.4m，傳熱系數(shù)kw=2.5 W/（m2.℃），每米窗縫隙滲入室內(nèi)的空氣量Ls=0.5m3/（m.h）

　　輻射板尺寸：長(zhǎng)×寬=2.4m×0.4m

　　室內(nèi)空氣溫度設(shè)為18℃，室外溫度為-26℃

 

　　當(dāng)室外溫度tw不同時(shí)，輻射板的供熱量會(huì)有所不同，輻射板表面平均溫度以及房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度也會(huì)有所不同，這樣就會(huì)影響到房間的熱舒適性。本文以室外溫度為-26℃，-19℃，-9℃三種情況對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了討論。計(jì)算中所采用的房間尺寸：開(kāi)間×進(jìn)深×層高=3.9m×5.1m×2.8m；輻射板尺寸：長(zhǎng)×寬=2.4m×0.4m；室內(nèi)空氣溫度設(shè)為18℃。

　　戶型的不同會(huì)使房間熱平衡方程組中各表面之間的角系數(shù)、人體與房間各表面之間的角系數(shù)不同，影響到平均輻射溫度的分布，從而影響房間PMV與PPD指標(biāo)的分布。本文以四種戶型為例，討論了室內(nèi)溫度一定時(shí)，不同戶型輻射板采暖房間的熱舒適性。

　　戶型一：開(kāi)間×進(jìn)深×層高=3.9m×5.1m×2.8m，窗長(zhǎng)×窗寬=2.1m×1.4m

　　戶型二：開(kāi)間×進(jìn)深×層高=3.3m×5.1m×2.8m，窗長(zhǎng)×窗寬=1.8m×1.4m

　　戶型三：開(kāi)間×進(jìn)深×層高=3.3m×3.9m×2.8m，窗長(zhǎng)×窗寬=1.5m×1.4m

　　戶型四：開(kāi)間×進(jìn)深×層高=4.2m×3.9m×2.8m，窗長(zhǎng)×窗寬=2.1m×1.4m

　　各戶型均為490mm紅磚墻體，傳熱系數(shù)k=1.27W/（m.℃）；外窗為單框雙玻塑鋼窗，傳熱系數(shù)kw=2.5 W/（m2.℃），每米窗縫隙滲入室內(nèi)的空氣量Ls=0.5m3/（m.h）；輻射板尺寸：長(zhǎng)×寬=2.4m×0.4m；室內(nèi)空氣溫度設(shè)為18℃，室外計(jì)算溫度為-26℃。經(jīng)計(jì)算，得到各戶型的PMV、PPD分布圖。

　　對(duì)于輻射板長(zhǎng)邊垂直于進(jìn)深和平行于進(jìn)深布置兩種情況，PMV、PPD等值線所構(gòu)成的形狀有所不同；隨著室外溫度的升高，輻射板采暖房間各個(gè)位置的冷熱程度更加均勻一些；小戶型房間PPD的最大值與平均值比大戶型房間略小，熱舒適性更加均勻。

　　但從整體來(lái)看，當(dāng)室內(nèi)空氣溫度一定時(shí)，無(wú)論是輻射板長(zhǎng)邊的方向，還是冬季室外溫度的不同，抑或戶型的差異，對(duì)房間熱舒適性的影響都不大，可以認(rèn)為當(dāng)室內(nèi)空氣溫度相同時(shí)，輻射板采暖房間內(nèi)會(huì)形成基本相同的熱舒適性。