在恒温恒湿实验台上进行了该系统的供暖实验，制冷剂采用R410A，加热管间距为240mm，同程布置，蓄热材料的量按照计算出来的除霜所需要的热量，蓄热材料为饱和脂肪酸和高级脂肪醇，添加5% 的石墨用于增强其导热性以及定型，相变温度经DSC 测试为28℃，相变焓为130J/g。

张 欢，夏军宝，郑晨潇，由世俊，叶天震，郑雪晶，郑万冬

关键词

对末端铜管内制冷剂的冷凝换热特性进行实验研究，基于努塞尔膜状凝结理论，参考已有关联式与预测模型，结合直通式蓄热型干式辐射供暖地板结构特性，建立制冷剂冷凝换热模型。利用FLUENT软件中的VOF 模型对制冷剂蓄热型干式辐射供暖地板铜管内冷凝换热工况进行模拟计算，并利用实验数据对原有VOF 模型进行修正，建立精度更高的冷凝换热模型，通过改变模型中的参数对不同工况的冷凝换热特性进行模拟研究，为提高制冷剂直通式蓄热型干式供暖地板末端换热性能提供理论依据和指导。

研究与系统相匹配的辐射供暖地板末端的结构形式、尺寸以及材料。末端的结构形式包括布管形式、蓄热模块的形式以及蓄热模块与加热管的位置关系等，图2 为两种蓄热模块与加热管的位置示意图，（a）为半包围式结构，（b）为全包围式结构；尺寸包括管径、管间距以及保温材料厚度等参数；材料即各个部件的材料的选取，其中蓄热材料的选取应根据系统除霜频次与除霜所需要的热量，就不同蓄热材料的传热特性、稳定性和安全性等问题进行实验研究和比较，结合各种蓄热材料的造价与用量，选取合适的蓄热材料。

[2] Yost P A, Barbour C E, Watson R. Anevaluation of thermal comfort and energy consumption for a surfacemounted ceilingradiant panel heating system [J].ASHRAE Transaction, 1995, 101(1):21–35.

[8] 李哲, 田琦, 郭卫强. 华北地区空气源热泵无水地板采暖系统节能经济性研究[J]. 科学技术与工程,2014, 14(2):228–232.

综合上述问题，本文提出空气源热泵直通干式蓄热地板供暖系统，以制冷剂作为热媒，直接通入干式辐射采暖地板中冷凝放热，向室内供暖，与已有空气源热泵热水系统相比，无二次换热，减少系统能量损失与运输能耗，降低冷凝温度，提高系统能效比。其兼顾节能环保与室内热舒适性，符合高效节能、环境友好、可持续的发展要求。

室外温度为6.6℃ 时，稳定状态下输入功率为750W，制热量为2836W，系统COP 为3.78，远高于其他采暖方式，该系统在实际建筑中仍然体现了较高的节能性，为该系统的发展与推广提供理论依据与支持。

天津大学环境科学与工程学院

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参考文献

3 空气源热泵直通干式蓄热地板供暖的研究内容

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2.1 直通干式地板辐射供暖

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实验地板各层敷设图如图3 所示，（a）为保温层和蓄热模块，（b）为铝箔和加热管，（c）为地板层。

4 空气源热泵直通干式蓄热地板供暖的研究进展

对蓄热模块的蓄放热特性进行实验研究，建立蓄热模块的蓄放热理论，并从经济性、节能潜力、使用寿命及可行性等方面对蓄热模块除霜性能进行研究。

4.2 实际工程项目实验

[13] Barzin R, Chen J J, Young B R, etal. Application of PCM underfloor heating in combination with PCM wallboardsfor space heating using price based control system [J]. Plant & Soil, 2016,401(1–2):347–364.

但是，采用电能直接供暖在能源结构上不合理，因此高效率、无污染的空气源热泵作为清洁能源供热技术得到优先推广应用，其采用电能驱动来进行供暖，从空气中取热，将低品位热源转化为高品位热源进行供热，提高了能源利用率。

[10] Yamaguchi M, Sayama S, et al. Heatstorage-type floor heating system with heat pump driven by night time electricpower[J]. Transfer-Japanese Research,1997, 26(2):122–130.