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輻射供暖是以熱射線（電磁波長(zhǎng)在0.1～100μ）放出的以輻射熱為主的一種供暖方式，電地板輻射供暖系統(tǒng)是一種以電為能源，在電熱元件中產(chǎn)生低溫輻射波，并通過對(duì)房間墻壁、天棚和室內(nèi)其它物體（包括人體）進(jìn)行輻射、穿透、吸收和反射等物理過程，使能量進(jìn)行完全、均勻的分配，起碼至達(dá)到動(dòng)平衡，實(shí)現(xiàn)供暖目的的新型供暖方式。

為了研究電地板輻射供暖系統(tǒng)不同的地板結(jié)構(gòu)及不同的導(dǎo)線間距布置對(duì)電地板輻射供暖系統(tǒng)效果的影響，本文主要對(duì)不同結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的不同導(dǎo)線間距的電地板輻射供暖系統(tǒng)的熱工性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和分析，考察一下該系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，從溫度自控角度看節(jié)能效果如何。本文主要側(cè)重于電地板輻射供暖系統(tǒng)的溫度場(chǎng)的研究，測(cè)量參數(shù)是溫度及熱流密度等。在此基礎(chǔ)上，分析確定何種地板結(jié)構(gòu)更適于電地板采暖系統(tǒng)。

1實(shí)驗(yàn)條件

1．1實(shí)驗(yàn)小室

本實(shí)驗(yàn)是在一溫控小室內(nèi)進(jìn)行的，溫控小室尺寸（長(zhǎng)×寬×高）為1.8m×1.3m×1.8m。小室設(shè)有保溫墻壁及保溫空間與外界隔絕，室內(nèi)裝有空調(diào)器和加熱器，用以控制室內(nèi)溫度。

1．2實(shí)驗(yàn)地板及導(dǎo)線

實(shí)驗(yàn)地板為三種不同表面結(jié)構(gòu)的地板，各試樣地板結(jié)構(gòu)如圖1、圖2、圖3及圖4所示。

圖1裸木地板結(jié)構(gòu)圖

圖2鋪地板地板結(jié)構(gòu)圖

圖3加地毯地板結(jié)構(gòu)圖

圖4保溫層結(jié)構(gòu)圖

三種不同的地板結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的保溫層、木地板層、地板布層及地毯層的結(jié)構(gòu)和材料都分別相同。

實(shí)驗(yàn)分別對(duì)30mm、40mm、50mm、60mm、80mm、100mm、130mm、150mm等八種不同導(dǎo)線間距進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線布置如圖5所示。

圖5八種導(dǎo)線間距對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線布置圖

1．3測(cè)點(diǎn)布置

1．3．1導(dǎo)線表面溫度

在導(dǎo)線的表面水平平均布置了3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，取3點(diǎn)的平均值作為導(dǎo)線表面的溫度。

1．3．2感溫探頭表面溫度

在感溫探頭處設(shè)置了2個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，取2點(diǎn)的平均值作為感溫探頭的表面溫度。

1．3．3地板各層表面溫度

實(shí)驗(yàn)地板由保溫層、導(dǎo)線層、木地板層、地板布層及地毯層中的幾層或全部構(gòu)成。其中，導(dǎo)線層的測(cè)點(diǎn)布置即為(1.3.1)和(1.3.2)所述。在其他各層的上下表面分別各布置4個(gè)測(cè)點(diǎn)，取各層4個(gè)測(cè)點(diǎn)的平均溫度作為各層表面溫度。

1．3．4壁面溫度及室內(nèi)溫度梯度的測(cè)量

室內(nèi)4個(gè)墻內(nèi)表面各布置1個(gè)測(cè)點(diǎn)，用以測(cè)量墻壁內(nèi)表面溫度。溫控小室吊頂下、實(shí)驗(yàn)地板上表面上的空間高度1.2m，吊頂下設(shè)置垂直排列的4個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，目的是研究在輻射方式下垂直方向空氣溫度的分布。

1．3．5地板上表面各層熱流密度的測(cè)量

分別在木地板層、地板布層及地毯層的上表面布置2片熱流計(jì)片，取各層2個(gè)測(cè)點(diǎn)的平均熱流密度值作為通過對(duì)應(yīng)各層的瞬時(shí)熱流密度值。

1．3．6室內(nèi)風(fēng)速測(cè)量

對(duì)應(yīng)于每一組實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)4個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)試4次，然后對(duì)16個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取平均值，作業(yè)該組實(shí)驗(yàn)的室內(nèi)風(fēng)速。目的是計(jì)算各種工況下對(duì)流供熱量的數(shù)值并研究其規(guī)律。

1．3．7導(dǎo)線長(zhǎng)度及通過導(dǎo)線的電流電壓的測(cè)量

測(cè)試對(duì)應(yīng)于每組實(shí)驗(yàn)的導(dǎo)線長(zhǎng)度，以便得出該實(shí)驗(yàn)情況下的裝機(jī)功率；通過對(duì)導(dǎo)線的電流電壓的測(cè)量，可以得出通過導(dǎo)線的實(shí)際功率。

1．3．8導(dǎo)線能斷時(shí)間的測(cè)量

測(cè)試對(duì)就于每組實(shí)驗(yàn)的導(dǎo)線的通斷時(shí)間，以研究電地板采暖系統(tǒng)的能斷時(shí)間比的規(guī)律。

2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及步驟

2．1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)主要測(cè)試各測(cè)點(diǎn)溫度及地板上表面各層熱流密度，以便分析地板的溫度場(chǎng)分布情況及通過地板上表面的熱流量。實(shí)驗(yàn)裝置如圖6、圖7所示。

圖6電地板輻射供暖實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖

1-溫控器2-變壓器3-安培表4-伏特表5-電位差計(jì)

圖7溫控器接線示意圖

1-溫控器2-變壓器3-感溫探頭4-伏特表5-電流表6熱電偶7-冰瓶

8，9，10-轉(zhuǎn)換開關(guān)11-實(shí)驗(yàn)地板12-熱流計(jì)13-溫控小室14-導(dǎo)線15-溫控器導(dǎo)線

2．2實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)先對(duì)同一導(dǎo)線間距的三種不同地板結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試；而后再變換導(dǎo)線間距，對(duì)與之對(duì)應(yīng)的三種不同地板結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試期間溫控器均滿檔運(yùn)行。

在測(cè)試過程中，由于電地板采暖系統(tǒng)在通斷電一個(gè)周期內(nèi)各測(cè)點(diǎn)溫度及熱流密度始終處于變化之中，故而采用逐時(shí)跟蹤法紀(jì)錄數(shù)據(jù)，最后采用時(shí)間加權(quán)法處理數(shù)據(jù)。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

為方便起見，本文分別將裸木地板（圖1）、鋪地板布（圖2）和加地毯（圖3）三種地板結(jié)構(gòu)工況依次稱為1工況、2工況和3工況。