双层相变蓄能辐射地板传热特性实验研究

导读

本文构建了一种可用于供暖和供冷两种工况的相变蓄能辐射地板系统，该系统包含蓄冷和蓄热两层石蜡相变材料，相变点分别为18 ℃和34 ℃，针对该相变地板蓄冷和蓄热层上下相对位置的变化，通过实验研究了在供暖水温45 ℃和供冷水温15 ℃两种工况下，这两种不同结构的相变地板的传热特性，以及相变层对找平层、地板层等结构层的影响。结果表明，该相变地板系统可用于供热和供冷两种工况，两种结构模式下，不同结构层在蓄能过程中温度变化特性均相近，但释能过程温度变化特性区别较大。结构的变化对实验箱体内气温在供暖时影响较大，而在供冷时影响不大。综合供冷供暖两种工况，从系统冷量和热量的传递结果考虑，蓄热层在上、蓄冷层在下的结构传热性能更优，可缓解地板温度过快下降带来的热舒适性差及结露问题。

文章目录及图文导读

1  相变辐射地板系统构建

图1  双层相变蓄能辐射地板结构示意图

表1  地板各结构层热物理性质

表2  相变蓄能材料的物性参数

2  实验方案

图2  试验测试系统示意图

3  实验结果

3.1  供暖工况

3.1.1  各结构层温度变化

图3  不同结构的地板在蓄热过程中各层温度随时间的变化

图4  不同结构的地板在放热过程中各层温度随时间的变化

3.1.2  相变地板对空间的影响

图5  供暖时试验箱体的空间温度随运行时间的变化

3.2  供冷工况

3.2.1  各结构层温度变化

图6  不同结构的地板在蓄冷过程中各层温度随时间的变化

图7  不同结构的地板在释冷过程中各层温度随时间的变化

3.2.2  相变地板对空间的影响

图8  供冷时试验箱体的空间温度随运行时间的变化

4  结论

本文针对两种结构的相变地板在供暖和供冷工况下工作时，蓄能和释能特性进行了研究，为系统的实际应用建立了试验基础，主要结论如下。

（1）通过双层蓄能材料的使用，该相变地板系统可用于供热和供冷两种工况。

（2）两种结构模式下，不同结构层在蓄能过程中温度变化特性均相近，由于热阻不同，使得释能过程温度变化特性出现较大区别。

（3）两个试验箱体的系统虽然结构有所不同，但蓄冷层的蓄冷能力是很相近的。对比两种结构在供暖和供冷两种工况下试验箱体空间温度的变化程度，结构的变化对供暖影响较大，而对供冷影响不大；

（4）综合供冷供暖两种工况，从系统冷量和热量的传递结果考虑，蓄热层在上、蓄冷层在下的结构传热性能更优，并可缓解地板温度下降过快带来的热舒适性差及结露问题。

标签：供冷,地板,传热,相变,蓄能,工况,温度
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