【正文】 本人呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。本學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。導(dǎo)師從論文的選題到研究方法的確定，直至論文的寫(xiě)作進(jìn)行了全程性的指導(dǎo)，同時(shí)在論文的進(jìn)度和質(zhì)量上提出了嚴(yán)格的要求。同時(shí)，曾憲陽(yáng)老師也教會(huì)我很多做人，處世的道理，讓我成熟很多。感謝中國(guó)計(jì)量學(xué)院計(jì)測(cè)熱能的其他的老師等給予的幫助與關(guān)心，在此我表示衷心的感謝，謝謝你們對(duì)我的支持。大學(xué)里和你們一起的日子倍加難忘。感謝所有曾經(jīng)給予我關(guān)心和幫助的人們。低溫?zé)崴匕遢椛洳膳云涮赜械氖孢m、節(jié)能、便于分戶熱計(jì)量、裝飾，室內(nèi)溫度分布均勻，可改善樓板的隔音等顯著優(yōu)越性，克服了暖氣片采暖方式的諸多缺點(diǎn)，在工程上已經(jīng)得到大面積使用。本文介紹了低溫地板輻射采暖的原理，分析了本系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，并以杭州地區(qū)的一處辦公室為例，設(shè)計(jì)了一套低溫地板輻射采暖系統(tǒng)。最后對(duì)低溫地板輻射供暖系統(tǒng)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性分析。 thermodynamic calculation。 air source heat pump water heaterClassification: TU832 目 次摘要 Ⅰ目次 Ⅲ1緒論 1 1 1 低溫?zé)崴匕遢椛湎到y(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 2 2 2 節(jié)能分析及節(jié)能措施 3 地板采暖系統(tǒng)的控制 3 調(diào)節(jié)控制的方法 3 32．系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 設(shè)計(jì)工程概況 4 工程簡(jiǎn)介 4 4 4 4．負(fù)荷計(jì)算 6 6 63．盤(pán)管的參數(shù)計(jì)算 11 11 PEX管的選擇 11 13 13 145．熱力計(jì)算和水力計(jì)算 15 15 15 熱媒參數(shù)及管材參數(shù)確定 15 加熱管的選擇 16 17 17 局部阻力 19 196．熱源的選擇 20 20 20 21 21 21 217．系統(tǒng)布置 2集水器設(shè)置 23 238．采暖方式的經(jīng)濟(jì)性分析 24 24 24 24 24 24 25 25 25 25 259．總結(jié)與展望 26 26 26. 舒適環(huán)保，有益健康 26 26參考文獻(xiàn) 27附錄A 28附錄B 29作者簡(jiǎn)介 30學(xué)位論文數(shù)據(jù)集 311． 緒論低溫地板輻射供暖上個(gè)世紀(jì)30年代出現(xiàn)于北歐，隨著國(guó)外塑料工業(yè)的發(fā)展，新型材料為地板輻射供暖提供了可靠的保證。由于該技術(shù)無(wú)論從采暖舒適上，還是室內(nèi)美觀等方面，都有著傳統(tǒng)散熱器采暖方式無(wú)法比擬的優(yōu)越性，在人們?cè)絹?lái)越重視生活質(zhì)量的今天，地板輻射采暖正在逐步被大家所認(rèn)同。它所形成的熱曲線是近乎理想的上部溫度低，下部溫度高的曲線，即它提供的熱量在人體的腳部較強(qiáng)，頭部溫和，這正符合人體足部血液循環(huán)最差，頭部溫度較高的特點(diǎn)，給人以“腳暖頭涼”的舒適感[1]。 低溫地板供暖的特點(diǎn)[2]： 熱能直線傳播，不需要任何媒面直接傳導(dǎo)出去這樣的熱導(dǎo)方式效率高，人體直接受益。很明顯這兩種傳熱方式輻射采暖優(yōu)于對(duì)流采暖是不可否認(rèn)的。紅外線輻射穿透的空氣，不改變空氣的濕度，克服了傳統(tǒng)供暖方式造成的使人們皮膚失水，有口干舌燥的感覺(jué)等不適，明顯改善皮膚的微循環(huán)。 室內(nèi)空氣潔凈低溫地板輻射供暖的供暖任務(wù)由熱輻射和空氣對(duì)流共同承擔(dān)，室內(nèi)空氣平均流速低于暖氣片采暖，不會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)空氣對(duì)流所產(chǎn)生的飛揚(yáng)及積塵。地板輻射采暖使空氣潔凈，清新怡人，室內(nèi)裝修會(huì)常保原來(lái)色彩。地面輻射采暖是一種較為理想的采暖方式，可以很方便的實(shí)行分戶控制，分戶計(jì)量，分戶溫控。采用低溫地板輻射采暖的房間可比采用普通采暖的房間低23℃，可節(jié)能10%以上。綜合說(shuō)來(lái)，低溫地板輻射采暖具有舒適、節(jié)能、便于分戶熱計(jì)量和有利于裝飾，室內(nèi)溫度分布均勻，并可改善樓板的隔音和降低撞擊聲等顯著優(yōu)點(diǎn)。早在20世紀(jì)二、三十年代就在西方發(fā)達(dá)的法國(guó)、德國(guó)等國(guó)家得到應(yīng)用，到70年代應(yīng)用就更為廣泛。截至目前，歐洲國(guó)家的地板輻射供暖的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者對(duì)低溫?zé)崴匕遢椛洳膳夹g(shù)進(jìn)行了大量的研究。在低溫地板采暖系統(tǒng)里引用高精度的控制技術(shù)，可以達(dá)到更高程度的節(jié)能。20世紀(jì)60年代初，由于受當(dāng)時(shí)技術(shù)和材料的限制，該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用受到很大限制。低溫地板輻射式采暖系統(tǒng)由于其熱舒適性高、衛(wèi)生條件好、可利用熱源多等優(yōu)點(diǎn)被越來(lái)越多地應(yīng)用在住宅、餐廳、商場(chǎng)等建筑以及室外路面、戶外運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的地面化雪等工程中[9]。從而說(shuō)明了地板輻射采暖舒適性的原因，同時(shí)也表明，這種采暖方式輻射熱流占總熱流的50～60％。綜合來(lái)看，地板采暖房間采用37＃墻較為適宜。（1）局部控制對(duì)于小型獨(dú)立式或別墅式住宅采用局部控制的方法，不增加額外的控制設(shè)備，根據(jù)用戶的需要自行控制熱源開(kāi)關(guān)。（2）集中控制對(duì)于小范圍集中建筑的輻射采暖系統(tǒng)可以采用集中鍋爐房供熱，燃料集中的供熱系統(tǒng)熱源可以采用組合式模塊鍋爐。這種控制方式設(shè)備簡(jiǎn)單、初投資小且節(jié)約能源和運(yùn)行費(fèi)。其中以室內(nèi)空氣溫度為基準(zhǔn)的調(diào)節(jié)方法，室內(nèi)空氣溫度波動(dòng)較大，波動(dòng)范圍為3℃；以地板表面溫度為基準(zhǔn)的調(diào)節(jié)，室內(nèi)空氣溫度波動(dòng)較小，℃。所以，如果房間溫度要求比較高，從系統(tǒng)的簡(jiǎn)單和成本考慮，采用雙參數(shù)控制為最佳。而低溫地板輻射采暖具有舒適、節(jié)能、便于分戶熱計(jì)量和有利于裝飾，室內(nèi)溫度分布均勻，并可改善樓板的隔音和降低撞擊聲等顯著優(yōu)越性，使其在中國(guó)的應(yīng)用率呈現(xiàn)逐年遞增的發(fā)展趨勢(shì)。采用地板輻射采暖，雖然每平方建筑造價(jià)略有所提高，但它具有舒適、衛(wèi)生、環(huán)保、增加使用面積、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在目前人們普遍重視環(huán)保、重視健康、全面建設(shè)小康社會(huì)的大環(huán)境下，一定會(huì)得到越來(lái)越多的人們的認(rèn)同，應(yīng)用一定會(huì)越來(lái)越多，技術(shù)一定會(huì)越來(lái)越完善，為改善人民的居住環(huán)境起到應(yīng)有的作用。本次設(shè)計(jì)首先是熟悉圖紙并根據(jù)工程的原始資料查閱和收集資料，同時(shí)查出當(dāng)?shù)氐氖覂?nèi)外的氣象參數(shù)，并根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)參數(shù)計(jì)算出熱負(fù)荷，然后對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象選擇空調(diào)系統(tǒng)形式，經(jīng)過(guò)綜合比較后，最后選定一種較好的方案。在以上步驟中應(yīng)本著節(jié)約材料節(jié)省能耗的原則，并遵循空調(diào)設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中整個(gè)地面為散熱器，通過(guò)地板輻射層中的熱媒，均勻加熱整個(gè)地面，利用地面自身的蓄熱和熱量向上輻射的規(guī)律由下至上進(jìn)行傳導(dǎo)，來(lái)達(dá)到取暖的目的。目前我國(guó)地板采暖管材以PEX(交聯(lián)聚乙烯)管為主，PPR(無(wú)規(guī)共聚聚丙烯)、PPB(抗沖擊聚丙烯)和PB(聚丁烯1)等管材也參與了市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。PEX（交聯(lián)聚乙烯）管材采用高密度聚乙烯與硅烷交聯(lián)或過(guò)氧化物交聯(lián)方法。相對(duì)一般的聚乙烯而言，提供了拉伸強(qiáng)度、耐熱性、抗老化性、耐應(yīng)力開(kāi)裂性和尺寸穩(wěn)定性等性能。是目前國(guó)際上公認(rèn)的性能最好的熱水管材。在靠近外墻的地方同時(shí)也要加保溫層，減少熱損失。加熱管在地板內(nèi)的布置形式多種多樣，常見(jiàn)的有直列型(單蛇型)、往復(fù)型(雙蛇型)和旋轉(zhuǎn)型(雙回型)三種，如圖所示： 加熱管布置其中雙回型布置方式的熱工性能最好，采用該布置方式時(shí)，任一過(guò)中心的剖面，埋管都是高溫管、低溫管間隔布置，使地板溫度場(chǎng)更均勻，可提高室內(nèi)熱舒適性。本系統(tǒng)選用空氣能熱泵熱水器（空氣源熱泵熱水器）。這種熱水器（空氣源熱泵熱水器）具有高效節(jié)能的特點(diǎn)，其節(jié)能效果是電熱水器的4倍，是燃?xì)鉄崴鞯?倍，是太陽(yáng)能熱水器的約2倍。對(duì)于民用建筑，冬季熱負(fù)荷包括兩項(xiàng)：圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量和由門(mén)窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣耗熱量。本設(shè)計(jì)按折減溫度法計(jì)算地板采暖房間的熱負(fù)荷。采用按折算2～3℃后的室溫作為計(jì)算依據(jù)，取18℃為室內(nèi)計(jì)算溫度。為簡(jiǎn)化計(jì)算，《規(guī)范》規(guī)定，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量包括基本耗熱量和附加耗熱量?jī)刹糠?。℃）? ——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積（㎡）； ——冬季室內(nèi)計(jì)算溫度（℃）； ——供暖室外計(jì)算溫度（℃）； ——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)?！妗！妗！妗！?。因此，《規(guī)定》規(guī)定對(duì)不同的垂直外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正。冬季日照率小于35%的地區(qū)宜采用10%~0的修正率，而本設(shè)計(jì)杭州的冬季日照率達(dá)到39%，超過(guò)35%，可以不考慮這一條。 外門(mén)附加率為加熱開(kāi)啟外門(mén)時(shí)入侵的冷空氣，對(duì)于短時(shí)間開(kāi)啟無(wú)熱風(fēng)幕的外門(mén)，可以用外門(mén)的基本耗熱量乘上按表中查出的相應(yīng)的附加率。 高度附加率由于房間凈高在4m以下，高度附加為0?！兑?guī)定》推薦，對(duì)于多層和高層民用建筑，可按下式計(jì)算門(mén)窗縫隙滲入的冷空氣的耗熱量： ()式中：——加熱門(mén)窗縫隙滲入的冷空氣耗熱量，W；L——滲入室內(nèi)的冷空氣量，多層建筑可按換氣次數(shù)法計(jì)算（）；ρw——冬季供暖室外計(jì)算溫度下的空氣密度，kg/m3；Cp——冷空氣的定壓比熱，C=1kJ/kg當(dāng)無(wú)確切數(shù)據(jù)時(shí)，表中換氣次數(shù)是風(fēng)量（m3/h）與房間體積（m3）之比，單位為h1（次/h）。 換氣次數(shù)房間類型一面有外窗的房間兩面有外窗的房間三面有外窗的房間門(mén)廳換氣次數(shù)（h）0．5~~。（2）冷風(fēng)滲透耗熱量計(jì)算。W/(m（176。C）（W）朝向修正率%修正值修正后的熱量外門(mén)附加率南外墻82819 200南外窗329 20東內(nèi)墻75西內(nèi)墻75北內(nèi)墻8285地面7856 0 外門(mén)22 0 3．盤(pán)管的參數(shù)計(jì)算 PEX管的選擇地板采暖是我國(guó)近年來(lái)從歐洲引進(jìn)的一種新興的采暖方式，它以節(jié)能、節(jié)約空間和更高的舒適度等明顯的優(yōu)點(diǎn)贏得了許多客戶的歡迎，塑料管材在地板采暖的推廣應(yīng)用中起了推動(dòng)作用。材質(zhì)選擇時(shí)各種管材的許用環(huán)應(yīng)力值從大至小，依次為PB、PEX、PERT、PPR和PPB，且PEX管材必須采用專用接頭機(jī)械連接。本設(shè)計(jì)使用的PE(聚乙烯)材料，在高溫下的長(zhǎng)期強(qiáng)度有了顯著地提高，非常適合使用于地板采暖。我國(guó)的地板采暖設(shè)計(jì)一般采用4060℃的熱水。為了方便設(shè)計(jì)人員對(duì)管材的壁厚進(jìn)行選擇，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)地板采暖的使用條件進(jìn)行了計(jì)算和簡(jiǎn)化，形成了ISO10508：1995《用于冷熱水系統(tǒng)的熱塑性塑料管材和管件》中規(guī)定的使用條件級(jí)別4，即在設(shè)計(jì)溫度20℃，40℃下使用20年，60℃下使用25年，在最高溫度70℃，在故障溫度100℃下使用100小時(shí)，總的使用壽命為50年，這種使用條件要求管材具有一定的長(zhǎng)期耐溫耐壓性能。由于地板采暖屬于隱蔽工程，將管道打在砼內(nèi)，管材的使用壽命要求基本要同房屋同步，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)于出現(xiàn)問(wèn)題的點(diǎn)不容易判斷，而且造成的損失要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于管材本身的價(jià)值，所以要求管材具有高可靠性。（3）高柔韌性。 兩種地暖常用管材：PEX與PERT對(duì)比PEX：（交聯(lián)聚乙烯管材）采用高密度聚乙烯與硅烷交聯(lián)或過(guò)氧化物交聯(lián)方法。相對(duì)一般的聚乙烯而言，提供了拉伸強(qiáng)度、耐熱性、抗老化性、耐應(yīng)力開(kāi)裂性和尺寸穩(wěn)定性等性能。是目前國(guó)際上公認(rèn)的性能最好的熱