不同供水工況毛細(xì)管網(wǎng)地板輻射供暖實驗研究

陳金華，楊雯芳，沈雪蓮，李楠，劉紅，梁秋錦

(1.重慶大學(xué) 三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點實驗室，重慶 400045；2. 低碳綠色建筑國際聯(lián)合研究中心，重慶 400045)

不同供水工況毛細(xì)管網(wǎng)地板輻射供暖實驗研究

陳金華1,2?，楊雯芳1,2，沈雪蓮1,2，李楠1,2，劉紅1,2，梁秋錦1,2

(1.重慶大學(xué) 三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點實驗室，重慶 400045；2. 低碳綠色建筑國際聯(lián)合研究中心，重慶 400045)

針對夏熱冬冷地區(qū)冬季供暖問題，以空氣源熱泵+毛細(xì)管網(wǎng)地板輻射供暖系統(tǒng)為對象建立實驗系統(tǒng).實驗測試并分析了供水溫度分別為40 ℃，37 ℃，35 ℃，33 ℃和30 ℃時，不同供水工況毛細(xì)管網(wǎng)地板輻射供暖房間的室內(nèi)空氣溫度、各內(nèi)壁面溫度的變化特性以及室內(nèi)環(huán)境的舒適性.實驗結(jié)果表明：在重慶地區(qū)，當(dāng)毛細(xì)管網(wǎng)輻射面積占地面的50%，毛細(xì)管網(wǎng)間距為20 mm，填充層厚度為50 mm的豆石混凝土，面層為12 mm的木質(zhì)地板時，40 ℃，37 ℃，35 ℃，33 ℃和30 ℃供水工況穩(wěn)定時的室內(nèi)溫度分別為18.73 ℃，18.06 ℃，17.03 ℃，16.09 ℃和15.28 ℃；室內(nèi)熱感覺(PMV)分別為-0.65，-0.82，-1.09，-1.31和-1.44；不滿意百分率(PPD)分別為14 %，19.08 %，30.18 %，40.71 %和47.39 %；各工況室內(nèi)豎直方向和水平方向上最大溫差分別為0.39 ℃和1.12 ℃.該地區(qū)供水溫度≥ 33 ℃時，室內(nèi)溫度可滿足舒適要求；供水溫度≥ 37 ℃時，室內(nèi)PMV和PPD滿足我國熱舒適評價標(biāo)準(zhǔn)，各工況毛細(xì)管網(wǎng)地板輻射供暖系統(tǒng)室內(nèi)溫度分布非常均勻.

毛細(xì)管網(wǎng)；輻射供暖；熱舒適；室內(nèi)熱感覺(PMV)；不滿意百分率(PPD)

重慶地處夏熱冬冷地區(qū)、冬季陰冷潮濕、年降水量大、日照較少、無集中供暖，人們多采用分散式供暖，尤以分體式空調(diào)為主[1].傳統(tǒng)的分體式空調(diào)供暖因其室內(nèi)縱向溫度梯度大、空氣干燥、噪音大、耗能等缺點[2]，嚴(yán)重影響人們的生活和工作.隨著人們生活水平的提高，人們迫切需要高舒適度的室內(nèi)環(huán)境.近年來，一種由模擬自然界植物葉脈和人體皮下血管輸送能量的形式制作而成的新型輻射末端毛細(xì)管網(wǎng)進(jìn)入公眾視野，它是一種仿生回歸的空調(diào)系統(tǒng)，可對室內(nèi)空氣進(jìn)行微調(diào)節(jié)，因其舒適性高、噪聲小、無細(xì)菌滋生、蓄熱性能好、溫度分布均勻、節(jié)省空間、安裝靈活方便等優(yōu)點[1]，越來越受到人們的關(guān)注.陳金華等[3]對重慶地區(qū)中低海拔村鎮(zhèn)旅游區(qū)住宅各季節(jié)熱濕環(huán)境特性和室內(nèi)熱舒適進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)冬季溫濕度實測值范圍偏離國家規(guī)范熱舒適限制較大；韓杰等[4]對夏熱冬冷地區(qū)村鎮(zhèn)住宅熱環(huán)境和居民熱舒適進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)查，結(jié)果表明在冬季超過半數(shù)的居民希望室內(nèi)再暖和些；Myhren等[5]對比了瑞典辦公室低溫輻射供暖系統(tǒng)和中高溫散熱器系統(tǒng)的供暖效果，研究結(jié)果表明低溫輻射供暖系統(tǒng)可以改善室內(nèi)氣候，降低室內(nèi)空氣運(yùn)動速度，減小房間溫差，供暖效果優(yōu)于散熱器系統(tǒng)；Miriel等[6]等研究出在法國西部吊頂輻射供冷供暖效果最好；Mikesk等[7]分析了混凝土表面溫度與系統(tǒng)供水溫度、毛細(xì)管間距以及混凝土厚度的關(guān)系；Juusela[8]實驗研究表明居民對居住在低溫輻射供暖房間內(nèi)比居住在高溫供暖系統(tǒng)房間更滿意.付祥釗等[9]指出了地板輻射供暖地板蓄熱性對供暖效果的優(yōu)勢；張成昱[10]建立重慶村鎮(zhèn)地區(qū)空氣源熱泵地板毛細(xì)管網(wǎng)系統(tǒng)，分別對不同供水溫度進(jìn)行測試，并給出了適宜的供水溫度；高艷娜等[11]對成都地區(qū)一戶式空氣源熱泵毛細(xì)管地板輻射采暖系統(tǒng)從一般熱舒適性指標(biāo)和局部熱舒適性指標(biāo)兩方面分別進(jìn)行了分析.

目前工程上的技術(shù)規(guī)程[12]雖對地板輻射供暖系統(tǒng)的水溫范圍做了規(guī)定，但無深入研究對比，僅建立在應(yīng)用基礎(chǔ)上，而現(xiàn)有的科研文獻(xiàn)對毛細(xì)管網(wǎng)地板輻射供暖不同供水溫度研究間隔較大，且未對室內(nèi)環(huán)境的舒適性進(jìn)行全面分析.本文對間距20 mm、填充層厚度為50 mm、面層為12 mm的木質(zhì)地板毛細(xì)管網(wǎng)輻射系統(tǒng)進(jìn)行不同供水溫度的實驗研究，從室內(nèi)空氣溫度、地板表面溫度、其他壁面溫度、室內(nèi)溫度場、PMV-PPD等角度全面分析毛細(xì)管網(wǎng)地板輻射供暖的舒適性.為重慶地區(qū)空氣源熱泵+毛細(xì)管網(wǎng)地板輻射供暖的推廣提供數(shù)據(jù)參考.

1 實 驗

1.1 實驗房間

本實驗在重慶大學(xué)城市建設(shè)與環(huán)境工程實驗中心一輻射供暖實驗平臺上進(jìn)行，實驗對象為如圖1所示的單間房，房間面積為21，房間尺寸為6 000 mm×3 500 mm×2 700 mm(長×寬×高),門尺寸1 000 mm×2 100 mm(寬×高)，外窗尺寸2 800 mm×2 100 mm(寬×高)；窗戶為鋁合金單層窗，玻璃厚度為6 mm,內(nèi)敷設(shè)藍(lán)色厚窗簾；建筑外墻為240 mm的實心磚墻(未做保溫)，內(nèi)墻為200 mm厚的實心磚墻.

圖1 實驗房間模型圖Fig.1 Model diagram of experimental room

圖2 空氣源熱泵+毛細(xì)管網(wǎng)地板輻射系統(tǒng)原理Fig.2 Schematic ofair source pump and capillary radiant floor heating system

1.2 實驗系統(tǒng)

1.2.1 熱源系統(tǒng)

系統(tǒng)熱源為一臺交流定頻雙壓縮機(jī)空氣源熱泵機(jī)組.該機(jī)組額定制熱量為11 kW，功率為4.1 kW，機(jī)組內(nèi)置水泵,空氣源熱泵可根據(jù)需求提供≤45 ℃的空調(diào)水，用于供熱.如圖2所示，實驗系統(tǒng)的工作原理是冬季利用空氣源熱泵機(jī)組制取熱水，經(jīng)換熱水箱調(diào)溫后進(jìn)入毛細(xì)管網(wǎng)換熱，溫度降低后繼續(xù)回到水箱循環(huán)換熱.

1.2.2 末端系統(tǒng)

系統(tǒng)采用同側(cè)供回的S型毛細(xì)管網(wǎng)，如圖3所示.為滿足室內(nèi)熱負(fù)荷，計算得出毛細(xì)管網(wǎng)規(guī)格、數(shù)量等參數(shù)見表1.

圖3 實驗房間毛細(xì)管網(wǎng)地板敷設(shè)圖Fig.3 Laying diagram of capillary floor in laboratory room

敷設(shè)部位地面面積A/m2敷設(shè)面積A1/m2管徑D/mm規(guī)格/(mm×mm)數(shù)量/塊間距d/mm地面2110.54/4.81000×3500320

毛細(xì)管網(wǎng)地板敷設(shè)的構(gòu)造從下到上依次為結(jié)構(gòu)層、保溫層、鋁箔、鐵絲層、毛細(xì)管網(wǎng)層、填充層、找平層、裝飾層，具體構(gòu)造及各主要尺寸如圖4所示.

圖4 毛細(xì)管網(wǎng)地板構(gòu)造示意圖Fig.4 Structure diagram of capillary floor

1.3 實驗內(nèi)容

1.3.1 測試方案

實驗于冬季(2016年1月末至2016年3月初)進(jìn)行.供水工況分別為40 ℃，37 ℃，35 ℃，33 ℃和30 ℃，設(shè)計供回水溫差為3 ℃，設(shè)計水流量為0.6 m3/h.根據(jù)GB 50736-2012《民用建筑供暖通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》[13]規(guī)定夏熱冬冷地區(qū)主要房間供暖室內(nèi)設(shè)計溫度宜采用16 ～ 22 ℃，本實驗以16 ℃為最低要求溫度.系統(tǒng)開機(jī)時間為早8：00點至第2天早8:00點；主要測試參數(shù)包括室內(nèi)空氣溫濕度、實驗房間壁面溫度、室外空氣溫濕度，系統(tǒng)供回水溫度.按照文獻(xiàn)[14]對實驗房間進(jìn)行測點布置，測試時間間隔均為10 min；實驗期間，兩側(cè)相鄰房間均為供暖房間，實驗人員1人，可隨意進(jìn)出房間.

1)地板表面溫度測點共5個(A，B，C，D，E)，如圖5所示，呈梅花狀分布，進(jìn)行實時監(jiān)測.

圖5 地板表面溫度測點布置圖Fig.5 Layout diagram of floor surface temperature point

2)室內(nèi)空氣溫度測點布置.在圖5中A，B，C，D，E測點位置上，豎直方向在距地面分別為0.1 m，0.6 m，1.1 m和1.7 m處布置溫度測點，分別代表人體腳踝高度處、人體膝蓋處、人體坐姿頭頂處、人體站立頭頂處，進(jìn)行實時監(jiān)測.

3)左右壁面、吊頂?shù)臏y點布置同地面測點，外墻及門側(cè)墻壁各布置兩個測點，實時監(jiān)測.

4)室外溫濕度、室內(nèi)濕度由溫濕度自記儀HOBO實時監(jiān)測.

5)實驗期間房間進(jìn)出水溫度均由超聲波熱量表測得.

1.3.2 測試儀器

實驗測試儀器見表2.

表2 實驗測試儀器

1.3.3 誤差分析

1)室內(nèi)空氣溫度和各壁面溫度誤差分析.實驗中，室內(nèi)空氣溫度和各壁面溫度采用T型銅-康銅熱電偶溫度傳感器進(jìn)行測量，并采用數(shù)據(jù)采集儀Agilent34970A逐時采集溫度值.由表2知，T型銅-康銅熱電偶溫度傳感器的測試誤差為±0.5 ℃，本次測試中室內(nèi)空氣溫度和各壁面溫度范圍在10.05～25.97 ℃.該T型熱電偶的相對誤差最大值計算[1]為：

(1)

可見，本次測試的室內(nèi)空氣溫度和各表面溫度的相對誤差在4.9 %以內(nèi).

2)室外溫度誤差分析.實驗中，室外空氣溫度采用HOBO UX100-011溫濕度自記儀實時監(jiān)測.由表2知該儀器的誤差為±0.2 ℃，本次測試中室外空氣溫度的范圍為3.86～13.38 ℃.該儀器的相對誤差最大值計算公式為：

(2)

可見，本次室外溫度測量的相對誤差在5.2%以內(nèi).

2 實驗結(jié)果

測試期間，按設(shè)計流量0.6 m3/h運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)房間溫度始終未能滿足要求，故將系統(tǒng)流量增加到0.81 m3/h. 40 ℃,37 ℃,35 ℃,33 ℃和30 ℃各工況的供回水溫差分別為1.62 ℃,1.58 ℃,1.41 ℃,1.23 ℃和1.1 ℃，系統(tǒng)流量加大，加之系統(tǒng)管路較短，換熱較小，使得供回水溫差減小.

2.1 室外空氣溫度分析

40 ℃,37 ℃,35 ℃,33 ℃和30 ℃工況的室外平均溫度分別為6.98 ℃,8.05 ℃,6.83 ℃,8.47 ℃和6.44 ℃，最低溫度分別為4.62 ℃,5.12 ℃,6.53 ℃,5.02 ℃和4.84 ℃.33 ℃工況室外天氣晴朗，30 ℃工況陰雨連綿，其余工況多云.測試期間，室外逐時溫度見圖6.

圖6 測試期間室外溫度變化曲線Fig.6 Curve of outdoor air temperature during the test

2.2 室內(nèi)空氣溫度分析

圖7為不同供水工況室內(nèi)空氣溫度隨時間的變化曲線，從圖中可以看出：

1)系統(tǒng)供水溫度越高，室內(nèi)溫度上升越快.系統(tǒng)啟動后，各工況室內(nèi)溫度隨時間呈指數(shù)函數(shù)變化，40 ℃和37 ℃工況室內(nèi)溫度曲線遞增明顯，35 ℃和33 ℃次之，30 ℃最為平緩；

2)在初始溫度相似的情況下，供水溫度越高，室內(nèi)熱響應(yīng)時間越短.40 ℃,37 ℃,35 ℃和33 ℃工況室內(nèi)溫度上升到16 ℃的時間分別為2 h,3 h,4 h和5 h，30 ℃工況從未上升到16 ℃，可見各工況室內(nèi)溫度響應(yīng)時間較長，這是因為施工原因造成地板厚度比原設(shè)計略厚.

3)當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時，供水溫度≥33 ℃均可滿足室內(nèi)溫度要求.40 ℃,37 ℃,35 ℃,33 ℃和30 ℃工況的室內(nèi)溫度分別穩(wěn)定在18.73 ℃,18.06 ℃,17.03 ℃,16.09 ℃和15.28 ℃.

4)太陽輻射對室內(nèi)溫度影響很大.33 ℃工況在下午13:00～18:00因太陽輻射增強(qiáng)使室內(nèi)溫度有明顯的上升；其余工況的測試均在多云或陰雨的室外環(huán)境下測得，室內(nèi)溫度基本穩(wěn)定.

5)當(dāng)室外溫度接近甚至低于重慶供暖室外計算溫度4.1 ℃[13]時，室內(nèi)溫度仍能滿足16 ℃的要求，由圖7可知，在無強(qiáng)烈太陽輻射的條件下，室外溫度波動對室內(nèi)空氣溫度影響微弱.

圖7 不同工況室內(nèi)空氣溫度變化曲線Fig.7 Curve of indoor air temperature in different water supply temperature

2.3 不同工況的單位時間溫升

單位時間溫升(℃/h)是指每小時室內(nèi)空氣溫度上升的大小.圖8為供水溫度和單位時間溫升(℃/h)之間的關(guān)系.

圖8 不同工況單位溫升曲線Fig.8 Curve of temperature per unit time in different water supply temperature

由圖8可知:

1)單位時間溫升隨供水溫度的升高而增大，在0.01～2.1 ℃之間變化；隨著時間的延續(xù)，各工況單位時間溫升(℃/h)不斷減小，穩(wěn)定后接近零.

2)各工況溫升曲線不規(guī)律，與室內(nèi)溫度傳感器的精度有關(guān).

2.4 地板表面溫度分析

圖9為不同工況地板表面溫度隨時間的變化曲線.與室內(nèi)空氣溫度有相似的規(guī)律.

圖9 不同工況地板表面溫度變化曲線Fig.9 Curve of floor surface temperature in different water supply temperature

1)系統(tǒng)供水溫度越高，室內(nèi)溫度上升越快.在系統(tǒng)啟動后，各工況地板表面升溫迅速，地板表面溫度呈線型變化.

2)40 ℃和37 ℃工況系統(tǒng)運(yùn)行時，因機(jī)組原因，供水溫度略偏離機(jī)組設(shè)定值，致使地板表面溫度出現(xiàn)短暫升高.

3)40 ℃工況滿足JGJ 142-2012《地面輻射供暖技術(shù)規(guī)程》中人員經(jīng)常停留時的地板表面平均溫度25～27 ℃[12].系統(tǒng)穩(wěn)定后，地板表面溫度基本趨于穩(wěn)定，各工況下地板表面平均溫度分別為25.02 ℃,23.73 ℃,22.39 ℃,20.92 ℃和19.15 ℃.

4)較低的地板表面溫度也可以保證室內(nèi)溫度在舒適范圍以內(nèi).供水溫度為33 ℃，地板表面溫度為20.92 ℃時，室內(nèi)空氣溫度為16.09 ℃,滿足≥16 ℃的要求.

2.5 室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度分布

圖10為不同工況下室內(nèi)各非加熱壁面的平均溫度分布圖，由圖10看出：

1)各工況壁面平均溫度隨著供水溫度的升高而升高.隨著供水溫度的升高，各工況壁面平均溫度由13.17 ℃升高到17.70 ℃.

2)戶間傳熱不可忽視.不同工況圍護(hù)結(jié)構(gòu)壁面平均溫度左墻壁>頂棚>右墻壁>內(nèi)墻(走道)>外墻；這是因為不同工況靠近左墻壁的房間進(jìn)行同工況墻壁毛細(xì)管網(wǎng)實驗，靠近右墻壁的房間進(jìn)行另一側(cè)墻壁的供暖實驗，兩側(cè)墻壁均未作保溫.

3)頂棚的溫度高于右側(cè)墻壁，因為頂棚與毛細(xì)管網(wǎng)輻射地板表面平行，毛細(xì)管網(wǎng)輻射地板對頂棚表面的輻射角系數(shù)最大；外墻的溫度最低，且與其他墻壁溫度相差較大，這是因為外墻鄰近室外，受室外環(huán)境影響較大.

圖10 不同供水工況非加熱壁面平均溫度Fig.10 Average temperature of the non-heating wall in different water supply temperature

2.6 室內(nèi)豎直方向溫度分布

實驗分別測試了距地面豎直高度0.1 m，0.6 m，1.1 m和1.7 m處的室內(nèi)溫度，圖11為各工況穩(wěn)定狀態(tài)下各垂直高度的溫度曲線.

圖11 不同工況室內(nèi)豎直方向溫度分布曲線Fig.11 Distribution curve of indoor vertical air temperature in different water supply temperature

由圖11可看出，室內(nèi)垂直高度的空氣并不是嚴(yán)格的遞增或遞減.各工況距地1.1 m時的溫度最大，在1.1 ～1.7 m之間，隨著高度增加，室內(nèi)空氣溫度呈現(xiàn)下降趨勢，這是因為下部的空氣受熱上升，上部的冷空氣因密度大而下沉，使得空氣溫度在垂直方向上出現(xiàn)“下熱上冷”的現(xiàn)象，與對流散熱設(shè)備造成室內(nèi)溫度明顯“上熱下冷”的分布相比，毛細(xì)管網(wǎng)地板輻射更加舒適，符合人體的生理特點.

為了更加深入分析地板毛細(xì)管網(wǎng)室內(nèi)豎直方向溫度分布，本文分別計算了各種工況在穩(wěn)定運(yùn)行期間的室內(nèi)豎直方向溫度的峰谷差和方差，見表3.

由表3可以看出：

1)系統(tǒng)穩(wěn)定后，各工況豎直方向溫度場分布非常均勻，最大均方差為0.17，室內(nèi)空氣溫度的變化與平均值相比最大為0.17 ℃.

2)供水溫度越高，峰谷差越大，室內(nèi)豎直方向溫度分布越不均勻;供水溫度越低，峰谷差越小，室內(nèi)豎直方向溫度分布越均勻.

表3 室內(nèi)溫度豎直方向上的峰谷差和方差

2.7 室內(nèi)水平方向溫度分布

根據(jù)實測數(shù)據(jù)分析出A,B,C,D,E測點方向上的室內(nèi)水平平均溫度如圖12所示.

圖12 不同工況室內(nèi)水平溫度分布曲線Fig.12 Distribution curve of indoor horizontal air temperature in differentwater supply temperature

由圖12看出：

1)地板毛細(xì)管網(wǎng)供暖時，室內(nèi)水平溫度分布均勻，水平方向最大峰谷差為1.12 ℃；

2)由圖12明顯看出，各工況下中心位置C點的室內(nèi)溫度最高；A，B點次之； D，E點最低；這是因為C點在中心位置，受其他因素影響小；D，E點靠近門側(cè)，室內(nèi)人員進(jìn)出房間將走道的冷空氣帶入，導(dǎo)致D，E點溫度最低.

為了進(jìn)一步分析室內(nèi)水平方向溫度的均勻性，本文分別計算了不同工況在穩(wěn)定運(yùn)行期間的室內(nèi)水平方向溫度的峰谷差和方差，見表4.

由表4可知：

1)系統(tǒng)穩(wěn)定后，各工況水平方向溫度場分布均勻，最大均方差為0.54，室內(nèi)空氣溫度的變化與平均值相比最大為0.29 ℃；因水平方向溫度受室外和走道影響大，由表3和4對比看出,水平方向溫度均勻性劣于豎直方向.

2)供水溫度越高，峰谷差越大，室內(nèi)水平方向溫度分布越不均勻，供水溫度越低，峰谷差越小，室內(nèi)水平方向溫度分布越均勻.

3)供水溫度越高，均方差越大，室內(nèi)水平方向溫度波動越大.

表4 室內(nèi)溫度水平方向上的峰谷差和方差

2.8 熱舒適預(yù)測平均評價指標(biāo)PMV-PPD

本文熱舒適預(yù)測評價方法采用Fanger教授基于人體熱平衡原理提出穩(wěn)態(tài)環(huán)境下描述和評價熱環(huán)境的指標(biāo)PMV-PPD[15].PMV和PPD的表達(dá)式分別為：

(3)

分析時，人體的機(jī)械效率W為0,人體的能量代謝M為1.0 met，人體的服飾熱阻取1.3 clo[16]，室內(nèi)空氣風(fēng)速va取0.1 m/s，人體周圍空氣水蒸氣分壓力Pa，空氣溫度ta，平均輻射溫度tr，根據(jù)實測值計算.影響人體熱舒適性的主要參數(shù)是室內(nèi)空氣溫度、室內(nèi)相對濕度、室內(nèi)平均輻射溫度，即PMV=f(ta,Pa,tr).圖13和圖14是利用現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)室內(nèi)空氣溫度、室內(nèi)相對濕度、室內(nèi)平均輻射溫度代入基于Matlab編寫的程序中，經(jīng)過計算得到預(yù)測熱感覺投票值PMV和預(yù)測不滿意百分比PPD.

圖13 不同工況熱舒適指標(biāo)(PMV)Fig.13 Thermal comfort index (PMV) in different water supply temperature

圖14 不同工況熱環(huán)境不滿意百分?jǐn)?shù)(PPD)Fig.14 Predicted percentage dissatisfied(PPD)in different water supply temperature

由圖13和圖14可知：

1)系統(tǒng)啟動之后，在室內(nèi)空氣、室內(nèi)相對濕度、室內(nèi)平均輻射溫度共同作用下，各工況PMV隨時間近似為一簇遞增指數(shù)曲線，PPD隨時間近似為一簇遞減指數(shù)曲線；當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時，PMV和PPD趨近于平穩(wěn).

2)熱感覺和不滿意百分率隨供水溫度變化而變化.系統(tǒng)穩(wěn)定后，40 ℃，37 ℃，35 ℃，33 ℃和30 ℃工況的熱感覺分別為-0.65，-0.82，-1.09，-1.31，-1.44,不滿意百分比分別為14 %，19.08 %，30.18 %，40.71 %，47.39 %.

3)因33 ℃供水工況在13:00～18:00之間室外太陽輻射強(qiáng)烈，室內(nèi)的熱量增大，室內(nèi)溫度變化明顯，PMV和PPD也隨之變化.

4)基于建筑節(jié)能的考慮，我國要求供熱工況室內(nèi)環(huán)境在滿足舒適的條件下偏冷(-1≤PMV≤0)[14]；本文40 ℃和37 ℃工況熱感覺為-1≤PMV<-0.5，不滿意百分比10%

3 結(jié) 論

本文以空氣源熱泵+毛細(xì)管網(wǎng)地板輻射供暖為對象對冬季不同供水溫度分別為40 ℃，37 ℃，35 ℃，33 ℃和30 ℃工況的室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

1)系統(tǒng)啟動后，室內(nèi)空氣溫度呈指數(shù)函數(shù)遞增，熱響應(yīng)隨供水溫度的升高而加快，當(dāng)供水溫度≥33 ℃時，室內(nèi)空氣溫度可滿足不小于16 ℃的要求.

2)系統(tǒng)啟動后，地板表面溫度呈線型遞增；整個房間壁面平均溫度隨供水溫度的升高而升高；當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時，40 ℃工況滿足人員經(jīng)常停留時地板表面溫度25～27 ℃的要求.

3)毛細(xì)管網(wǎng)地板輻射供暖室內(nèi)溫度分布均勻，豎直方向最大溫差為0.39 ℃，供水溫度越低，溫差越小，溫度分布越均勻，且滿足 “腳暖頭涼”的舒適感覺，符合人體的生理特點.

4)系統(tǒng)穩(wěn)定之前，各工況PMV隨時間近似為一簇遞增指數(shù)曲線，PPD隨時間近似為一簇遞減指數(shù)曲線；當(dāng)供水溫度≥37 ℃時，PMV和PPD滿足我國GB/T 50785-2012《民用建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境評價標(biāo)準(zhǔn)》中的熱舒適評價指標(biāo).

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Experimental Research on Capillary Floor Radiant Heating inDifferent Water Supply Temperature

CHEN Jinhua1,2?,YANG Wenfang1,2,SHENG Xuelian1,2,LI Nan1,2,LIU Hong1,2,LIANG Qiujin1,2

(1. Key Laboratory of Three Gorges Reservoir Region’s Eco-Environment,Ministry of Education,Chongqing University,Chongqing 400045，China；2. National Centre for International Research of Low-carbon and Green Buildings,Chongqing 400045,China)

Aiming at the heating problem of hot-summer and cold-winter areas，the experiment system of air source heat pump and capillary floor radiant heating was established. The characteristics of indoor temperature，the walls temperature and indoor thermal environment were tested and analyzed under different water supply temperatures of 40 ℃，37 ℃，35 ℃，33 ℃，30 ℃. Under the condition that the cover area of capillary radiation over the ground is 50%，spacing of capillary is 20 mm，the filled pomegranate concrete thickness is 50 mm，the surface covered with the wooden floor thickness is 12 mm in Chongqing，the experiment results show that the indoor temperature is stable at 18.73 ℃，18.06 ℃，17.03 ℃，16.09 ℃，and 15.28 ℃，the indoor thermal sensation (PMV) is -0.65，-0.82，-1.09，-1.31，and -1.44，and the percentages of dissatisfaction (PPD) is 14%，19.08%，30.18%，40.71%，and 47.39%，respectively. The maximum temperature difference in the vertical and in the horizontal is 0.39 ℃ and 1.12 ℃ in the rooms with different conditions. When the water temperature is equal or greater than 33 ℃，it satisfies the requirements of indoor temperature ，and when the water temperature is equal or greater than 37 ℃，the indoor PMV and PPD meet the evaluation of thermal comfort standards. In addition，the distribution of indoor temperature is uniform under different conditions.

capillary；radiant heating；thermal comfort；indoor thermal sensation(PMV)；percentages of dissatisfaction (PPD)

TU832

A

1674-2974(2017)11-0205-08

10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2017.11.025

2016-09-25

國家國際科技合作與交流專項(2014DFA62970),The International Science & Technology Cooperation Program of China(2014DFA62970);重慶市科技研發(fā)基地建設(shè)計劃項目(CSTC2013GIHZ9002),Science and Technology Research Base Construction Project of Chongqing(CSTC2013GIHZ9002)

陳金華(1973—)，男，四川宜賓人，重慶大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師

?通訊聯(lián)系人， E-mail: c66578899@126.com