超低温供暖串联双层埋管墙供热性能的实验与数值模拟研究

《Building and Environment》：Experimental and numerical investigations on heating performance of a series-connected double-layer pipe-embedded wall for ultra-low-temperature heating

　　

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  串联式双层管嵌入墙体用于超低温供暖。
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  开发了简化计算方法以实现快速性能分析。
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  级联热利用可实现自然能和废热的直接利用。
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  初步分析了关键结构与运行参数的影响。
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  外墙有效供热功率达55.7–58.3 W/m2，COP为36.4–46.0。

章节摘要

缩略语

CFD
计算流体力学
CI
置信区间
COP
性能系数
DMGH
中深层地热直接利用供暖
DPEW
双层管嵌入墙体
FCW
风机盘管窗
S-DPEW
串联式双层管嵌入墙体
TABS
热激活建筑系统

串联式双层管嵌入墙体的描述

图2展示了S-DPEW的物理构型与工作原理。可以看出，S-DPEW的内管和外管分别嵌入在墙体靠近室内和室外的一侧，并通过中间管道相连。在供暖运行期间，来自热源（本研究所考虑的直接利用自然能应用中通常为25–30 °C）的低温热水首先流经内管进行供暖，以确保室内

研究方法

为详细分析S-DPEW的传热性能，本节首先建立了S-DPEW的简化传热计算模型。然后，构建了实验测试平台以测量其在典型实际运行条件下的性能，并为简化计算模型提供验证数据。随后，为检验关键结构与运行参数在

结果与讨论

本节首先基于实验结果验证了S-DPEW的简化计算模型。然后，基于验证后的模型，分析了包括进水温度、水流速度、保温层厚度分布、墙体宽度和室外温度在内的关键设计与运行参数对S-DPEW传热性能的影响。最后，对S-DPEW的优势、设计启示、局限性及未来研究方向进行了

结论

在先前提出的通过主动建筑围护结构直接利用自然能的概念基础上，本研究开发了一种用于快速多工况性能评估的简化计算方法，并研究了实现S-DPEW概念的代表性流动构型。建立了实验平台以在典型稳态运行条件下验证所提出模型的准确性。基于验证后的模型，不同的流动构型

CRediT作者贡献声明

侯冲冲： 撰写–原稿，软件，方法论，调研，数据整理，概念构思。林晓宇： 方法论，调研，数据整理。王欢： 方法论，调研，概念构思。刘俊良： 调研，数据整理。刘俊发： 调研，数据整理。赵响： 数据整理。赵富海： 软件，方法论。王渊： 方法论，调研。李宪廷： 撰写–审阅与编辑，监督，获取资金，

侯冲冲|林晓宇|王欢|刘俊良|刘俊发|赵响|赵富海|王渊|李宪廷