基于形状因子的辐射地板传热量计算等效热阻模型摘要：对辐射地板传热过程进行分析，提出了基于形状因子的辐射地板传热量计算等效热阻模型.为了验证简化模型的合理性，采用数值模拟计算结果进行验证，并与标准手册中采用的简化模型计算结果进行对比分析.结果表明，当管间距变化范围为50～250mm，换热管上端填充层厚度变化范围为25～65mm及热水平均温度变化范围为25～45℃时，ISO标准幂函数计算模型、ASHRAE手册平面肋片模型及地暖设计手册等效热阻模型计算结果与数值模拟计算结果相对误差均较大，最大分别为20.2%，30.4%和22.8%，而本文提出的基于形状因子的等效热阻模型计算结果与数值模拟计算结果相对误差较小，最大不超过3%；当管间距变化范围为50～200mm，换热管上端填充层厚度变化范围为15～55mm及冷水平均温度变化范围为10～20℃时，ISO标准幂函数计算模型、ASHRAE手册平面肋片模型及地暖设计手册等效热阻模型计算结果与数值模拟计算结果相对误差也均较大，最大分别为80.1%，17.7%和16.8%，而本文提出的基于形状因子的等效热阻模型计算结果与数值模拟计算结果相对误差较小，最大不超过2%.关键词：辐射地板；传热量计算；等效热阻模型；形状因子：TU833.1文献标识码：A：1674-2974（2016）05-0137-07Abstract：Anequivalentthermalresistancemodelfortheheattransfercalculationofradiantfloorbasedonshapefactorwasdevelopedinthisstudy.Theproposedmodelwasverifiedbynumericalsimulation，andcomparedwiththedatafromtheuniversalsinglepowerfunctionofISOstandard，thefinmodelinASHAREhandbook，andtheequivalentthermalresistancemodelindesignhandbook.TheheattransfersobtainedbythenumericalsimulationdisagreedsignificantlywiththeexistingmethodsincludingtheuniversalsinglepowerfunctionofISOstandard，thefinmodelinASHAREhandbook，andtheequivalentthermalresistancemodelindesignhandbook.Themaximumerrorrateswere20.2%，30.4%，and22.8%，respectively，whenthetubespacerangesfrom50to250mm，thethicknessoffilllayerabovepiperangesfrom25to65mm，andtheaveragehotwatertemperaturerangesfrom25to45℃.Ontheotherhand，themaximumdifferenceoftheheattransferpredictionsbetweentheproposedmodelandthesimulationsoftwarewaslessthan3%.Whenthetubespacerangesfrom50to200mm，thethicknessoffilllayerabovepiperangesfrom15to55mm，andtheaveragecoldwatertemperaturerangesfrom10to20℃，themaximumerrorratesoftheheattransferpredictionsbetweenthenumericalsimulationandtheexistingmethodswere80.1%，17.7%，and16.8%.Ontheotherhand，theheattransferpredictedbytheproposedmodelshowedlessthan2%ofdifferencefromthatofthenumericalsimulation.Keywords：radiantfloor；heattransfercalculation；equivalentthermalresistancemodel；shapefactor辐射地板供暖供冷系统不仅具有较高热舒适性，而且能够显著地降低建筑运行能耗，在公共建筑及住宅中得到广泛的应用[1-3].辐射地板传热量计算模型是辐射地板供暖供冷系统设计和运行控制的关键，因此国内外学者对辐射地板传热量计算模型进行了大量的研究，并提出了很多模型.根据辐射地板传热过程描述的差异，这些模型可以分为3类：解析模型[4-6]、数值模拟模型[7-9]和简化模型[10-12].解析模型结构相对复杂，不便于工程师及设计师理解应用.而数值模拟模型仅能得到分散的结果，由于辐射地板组成部分及其特性参数可选择的组合较多，导致数值模拟工作量相当大，很难包括所有的组合.因此，结构相对简单及计算时间相对较少的简化模型被广泛应用于辐射地板设计手册及标准中，如ISO标准中的幂函数计算模型[13]、ASHRAE手册中的平面肋片模型[14]及地暖设计手册中的等效热阻模型[15]等.但这些简化模型均存在一定问题，计算精度较低或者使用不方便.如ISO标准幂函数计算模型需要查表二次计算，过程比较繁琐；ASHRAE手册平面肋片模型忽略了地板垂直方向的传热，只考虑水平方向的传热，可能会引起较大的计算误差；地暖...