热水供暖踢脚线式采暖器设计及性能分析

张茂林 张灵怡 赵田丰 张博仰 孟威伍

中国矿业大学化工学院

0 引言

近年来，市面上兴起一种基于电热的置于室内踢脚线位置处的采暖设备。相较于安装在壁面、地板、天花板位置的供暖设施，文献[1]报道踢脚线供暖方式使室内空气流动速度和温度分布更均匀，人体舒适性更高。考虑到电热采暖设备的能耗成本较高，且需要采暖的北方地区普遍使用热水供暖，如果可以采用现有集中供暖的热水作为热源，则可以大限度减少热量浪费，故本研究中的踢脚线式采暖器考虑采用热水供暖的方式。

1 新型采暖器结构设计

该新型热水供暖踢脚线式采暖器（图 1），由顶面和侧面的外壳包裹，顶面固定于墙壁而侧面朝向房间。外壳与墙壁及热水管道所包围的区域构成风道，风道两端与相邻采暖器单元相通，内部设有一矩形热水管道，管道置于底部，暖气水通过热水管道流入和流出，热水管道的外表面设有一深入风道内部的散热翅片。该暖气外壳的侧面设有进气口和排气风扇，排气风扇连接外界电源，并可根据需要调节风扇的转速，以达到不同的供暖效果。采暖器采用钢制扁管进行换热，管内流通的热水为热源，管外的风道流通的待加热空 气为换热介质。该采暖器以管内流动的高温热水来加热管外风道流动的冷空气，管外冷空气在翅片干扰下湍流流动并增强传热，从而使冷空气更快升高温度。

图1 采暖器结构简图

2 CFD 数值模拟

使用 Fluent 软件对图 1 所示的采暖器单元内的换热风道进行数值模拟。……