太阳能地板辐射采暖（精选10篇）
太阳能地板辐射采暖 第1篇
这种采暖方法是将太阳热能当做采暖的热量来源, 在地板中合理铺设盘管, 通过盘管供热。典型的太阳能地板辐射采暖系统的组成部分有以下几点:集热器、控制器、集热泵、蓄热水箱、辅助热源、供回水管、关断阀若干、三通阀、过滤器、循环泵、温度计、分水器、加热器组成。这一系统的散热面是整个地面, 它的辐射换热的能量在总能量中占大约百分之六十以上的比例, 主要的散热方式是辐射散热。我们传统的散热器的散热方式主要是对流, 在采暖的功效上并不如意, 而且不舒适也不卫生。正是基于这种大背景, 这种新的采暖方法才更加受到社会的青睐。在北美以及欧洲的很多国家此技术已经得到普及。地板辐射方式的采暖法和人们的生活方式以及居住方式能有很大的关系, 比如在韩国以及日本两个国家, 由于他们的生活习惯因素, 该项技术已经得到了非常广泛的应用。
我们常说的辐射采暖, 具体讲是一种通过辐射来进行热量传播, 将热量有效的扩散到人体和物体的表面, 在正常的运作条件下, 如果室外的温度一样, 为了确保获得同样的舒适感, 其周围的空气温度就要比要求的温度低3摄氏度。通过研究人体的舒适度要求, 通常地面温度在24到28摄氏度之间为宜。由于辐射采暖的温度是40到60度之间的热水, 因此开发太阳能的集热设备就成为了一大可能。随着对太阳能的利用程度越来越深, 我们的能源紧缺问题将会得到很好地解决, 这种采暖方法会更加的受人们的青睐。
2 太阳能地板辐射采暖技术的经济效益
随着我国人口的数量越来越多, 我国的各类居民住宅价格越来越贵, 虽然从初始阶段来看, 采用此种采暖法在一定程度上增加了建筑的成本, 但是从总体上来说, 它带来的效益还是非常大的, 费用总的来说是减少了。因此, 采用此种采暖方式会给我们的建筑行业带来很丰厚的经济利润。具体讲有以下几点。
第一, 要明确提高收益降低投资的关键因素。采用此种采暖方法, 要想获得好的经济效益, 就要做到以下几点:确定好管距、合理使用管材、充分利用采集到的能量。
第二, 要尽最大努力的确保系统处于被动化的模式, 换句话讲就是使系统最大程度的降低辅助热能, 确保热水需要的所有能量都来自于太阳热能, 尽量减少系统运行对常规能源等的依赖性。
第三, 该项采暖系统在我国广大寒冷的北方地区使用效果最佳。这主要是因为, 这项系统的初始费用比传统使用的散热器的成本要高很多, 不过, 我们一般认为, 该系统不仅仅消耗能量, 同时它还在不断的生产能量。随着我们使用次数的增加, 系统产生的能量将会越多, 换句话讲就是对太阳能的利用越来越多, 因此通过不断的使用才可以将初始投资换来收益。通过上述, 我们发现, 我国寒冷的北方地区比较适宜推广此项技术。
3 太阳能地板辐射采暖的设计计算
自从上世纪七十年代开始, 辐射采暖技术就已经在大连得到推广。虽然发展的时间比较早, 但是到目前为止, 仍然没有与之相关的理论书籍问世, 而且相关的国家规范条文中对此也没有很实用性的内容。然而上述的太阳能取暖法相关的各类设计资料也很少, 到目前为止, 该项技术仍然没有完整的设计计算法则。具体的讲设计中有以下的几点注意事项
3.1 确定设计参数
通过研究我们发现该项技术的均温有以下特点:住宅区温度为24到26摄氏度之间;较少人的空间, 28到30摄氏度之间;浴池和泳池地面, 30到35摄氏度之间。没有人的空间, 35到40摄氏度。因此我们得出一个结论, 该项技术的温度通常不高于30摄氏度, 因此热媒温度应该保持在40到50摄氏度之间, 通过目前使用的状况来看, 此温度最高可到达50摄氏度, 因此我们应将供水温度设为45摄氏度, 回水温度设为30摄氏度。
3.2 明确供暖所需的热负荷
众所周知, 地板传热是通过地板下面的盘管进行的, 具体的传热过程有两大阶段。先是从管壁到地板外表的传热过程, 该过程称为无内热源。第二阶段是从地板到室内空气之间的热传递过程, 此过程称作是热面向上的换热阶段。
3.3 集热器布置
通过研究我们发现, 通常集热器可以有效的设置到层数较多的建筑面上, 当集热器的外形是长一米宽两米的扁管样式的集热器时, 我们可以将5个集热器当做是一个有效组合, 然后根据具体的建筑需要的集热器的实际面积来明确集热器的组数。通常水箱设置到集热器的东边, 这样可以避免出现午后阳光受到遮挡的情况。根据每平方米建筑面积所需的采光面积和所需的循环水量可以算出, 一个具体的集热器通常要产50升水, 因此每十个集热器要配置一个用来循环的水箱。还要确保集热器和集热器当中有适当的缝隙, 这主要是为了方便我们进行维修以及管理。有一点要注意的是, 当把集热器设置到屋顶之上的时候, 要事先对屋面的状况进行检查, 检查屋面能够承受住集热器以及水箱本身的重量。
对于层数较高的建筑体来讲, 因为存在的住户比较多, 因此对采光有很高的要求, 要确保面积足够所有用户采光。假如此时将其设置到屋面上, 就会存在屋面面积过小, 集热器不能有效设置的问题。针对这种弊端, 我们可以通过有效分离集热器以及建筑物, 单独布置集热器, 集中进行供暖。随着材料技术以及太阳能技术的发展壮大, 在不久的将来可以把集热器设置为建筑体的有效组成部分, 这样有很多优点, 比如美观实用, 而且还能有效解决集热器在设置上的难题。
结语
通过上面的叙述, 我们对太阳能地板辐射采暖有了一定的了解。明确了它的组成部分以及设计原理等。该项系统是一种非常综合的系统, 这主要是因为它不仅消耗能量, 而且还不断的产生能量。这项技术有很多优点。比如通过利用太阳能, 有效地节约了我国本来就已经非常短缺的能源。除此之外, 因为是通过太阳能发热, 不仅很清洁, 而且环保性能非常高, 非常符合人体的舒适度, 热量计算也很方便。综合的讲, 这项技术是一项非常绿色环保的采暖法。随着我国经济以及科技的不断发展进步, 人们在生活方式上有了很大程度的提高, 对采暖等生活细节的要求也越来越高, 我们相信在不久的将来, 太阳能地板辐射采暖系统必将会得到越来越广泛的应用, 我国的经济以及人民生活水平会得到很大的提高。
摘要：随着我国经济以及科技的快速发展进步, 我们发现我国的采暖技术越来越先进。在众多的采暖技术中, 太阳能地板辐射采暖, 是一种科技水平较高的方法。这种方法将太阳能当做热量来源, 它有很多的优点:节约能源、避免污染。这种方法可以说是一种非常环保的采暖法。文章具体介绍了这种方法的工作原理以及构成等要素, 以大连的一个实例进行了具体的讲解, 目的是为了更好地促进我国采暖事业的发展前进。
关键词：新能源,太阳能,辐射,采暖
参考文献
[1]叶宏, 王军, 庄双勇, 葛新石, 徐斌.定形相变贮能式地板辐射采暖系统的实验研究[J].太阳能学报.2004.
[2]平谷新民居:太阳能热水多能互补采暖系统[J].建设科技.2005.
低温热水地板辐射采暖的发展 第2篇
早在二十世纪三十年代，低温热水地板辐射供暖开始在工程中得到采用，并公认是一种最舒适的供暖方式，由于当时大都采用铜管作为加热管，造价很高，因此未能普及推广，随着塑料工业的发展，二十世纪七十年代中期，欧美研制生产出一种新型管材——聚丁烯（PB）管，从而开创了在低温热水地板辐射供暖领域以塑代钢（铜）的新时代，
低温热水地板辐射采暖是一种利用建筑物内部地面进行采暖的系统。将塑料管敷设在楼面现浇砼层内，热水温度不超过60℃，工作压力不大于0.4 MPa的地板辐射供暖系统。
该系统以整个地面作为散热面，地板在通过对流换热加热周围空气的同时，还与人体、家具及四周的维护结构进行辐射换热，从而使其表面温度提高，其辐射换热量约占总换热量的50%以上，是一种理想的采暖系统。
低温地板辐射采暖施工技术 第3篇
【关键词】低温地板辐射采暖；施工流程；质量控制
随着科学技术的快速发展，建筑的保温程度有了很大的提升，同时管材也得到了快速的发展，地板辐射采暖以其经济、节能、环保、舒适等优点被广泛的应用到建筑采暖中，并在采暖行业中得以迅速的发展。地板辐射采暖系统对施工技术要求较高，在施工中需要对其质量进行严格的控制，从而达到要求的标准，保证建筑供暖的需求。
1.低温热水地板辐射采暖的施工
1.1管材选择
在地板辐射采暖施工中对管材有严格的要求，在选择管材时需要选择信誉好的大厂家，不仅要具有产品的生产合格证，同时还需要具有国家权威机构提供的检测报告，对于不符合施工要求的劣质管材坚决禁止进入施工现场，对于进场的管材还要进行相应的检验，从而确保其符合施工的要求。在施工中加热管要保证表面光滑、平整，不能有划痕、凹陷和气泡等缺陷。
1.2铺设方式
低温地板辐射采暖需要进行埋管，在埋管时可以以蛇形和回形二种形状进行铺设，在蛇形铺设过程中还可分为单蛇形、双蛇形和交错双蛇形， 单回形、双回形是做为回形铺设的形式进行的。
1.3主要施工工艺流程
土建结构具备地暖施工作业面、固定分集水器、粘贴边角保温、铺设聚苯板、铺设钢丝网、铺设盘管并固定、设置伸缩缝、伸缩套管、中间试压、回填混凝土、试压验收。
1.4低温地板辐射采暖系统具体施工工序
（1）在进行施工前，需要检验楼地面是否找平，要保证找平层的平整性。
（2）需要用膨胀螺栓将分集水器水平的固定在墙面上，保证分集水器安装的牢固性。
（3）边角的保温板需要用乳胶沿墙进行有效的粘贴， 在保证粘贴的平整，在搭接处要避免有缝隙，确保搭接的严密。
（4）保温板需要在找平层上进行铺设，铺设时需要用胶将板缝牢固的粘贴好，并将铝箔纸或是复合镀铝聚酯膜在保温层上进行铺设，注意铺设时要平整。
（5）在铝箔纸上铺设一层<2mm钢丝网，间距100mm@100mm， 规格2m@1m， 铺设要平整严密，钢网间用扎带捆扎，不平或翘曲的部位用钢钉固定在楼板上。设置防水层的房间如卫生间、厨房等固定钢丝网时不允许打钉，管材或钢网翘曲时应采取措施防止管材露出混凝土表面。
（6）按设计要求间距。
将加热管（PE-X管、PB管或XPAP管）用塑料管卡将管子固定在苯板上，固定点间距不大于500mm（按管长方向），大于90b的弯曲管段的两端和中点均应固定。管子弯曲半径不宜小于管外径的8倍。安装过程中要防止管道被污染，每回路加热管铺设完毕，要及时封堵管口。
（7）检查铺设的加热管有无损伤、管间距是否符合设计要求后，进行水压试验， 以不渗不漏为合格。
（8）辐射供暖地板当边长超过8m 或面积超过40m2时，要设置伸缩缝。
（9）加热管验收合格后，回填细石混凝土，加热管保持不小于0.4MPa的压力；垫层应用人工抹压密实，不得用机械振捣，不许踩压已铺设好的管道，施工时应派专人日夜看护，垫层达到养护期后，管道系统方允许泄压。
（10）分水器需要利用清洁水源，同时还要在水的入口处设置过滤器，这样可以有效的避免异物进入铺设的管道环路里面，影响供暖的效果。
（11）用水泥砂浆进行抹平，从而做好地面。
（12）立管与分集水器连接后，应进行系统试压。试验压力为系统顶点工作压力加0.2MPa，且不小于0.6MPa，10min内压力降不大于0.02MPa，降至工作压力后，以不渗不漏为合格。
2.低温热水地板辐射采暖系统的运行调试
在对低温热水地板辐射采暖系统进行调试之前，需要全面的对管道进行相应的检查及冲洗工作，在冲洗时要避免异物进入管道内，所以需要采取相应的预防措施，冲洗过程中要对管道内的水力平衡进行调整。在供水系统中，需要水温升至55℃，这就需要在供水时以30℃的低温水进行输入，然后以其在系统中循环一小时后再逐渐的升温，通常情况下日升温以5℃为标准，然后逐渐升温至55℃，要避免短时间内骤然升温。在对温度系统进行检查，确保系统在运行时在要求的范围内工作，在非采暖期内，可以注入清水不仅具有养护的作用，同时也可对系统的水力特性进行检查。
3.加强施工过程的质量控制管理
3.1施工正确
（1）在施工时，管网的铺设需要与土壤接触，这样则需要铺设防潮层，在绝热层与土壤之间进行铺设。
（2）绝热层的铺设需要在楼板层密实的情况下进行，如果楼板层有空鼓、空洞等情况时，则应在实心实意后再进行绝热层的铺设。
（3）加热管与分水器连接前的管材敞口处必须随时封堵。
（4）管间距不大于100mm地方须设柔性波纹护管。
（5）沿外墙、外飘窗或落地玻璃处的边角保温材料厚度是其他部位用量的2倍。
（6）铺设边角保温材料至外墙拐角处， 应整根设置，不允许有搭接。
（7）加热管切割应采用专用工具，切口应平整。
（8）管间距的安装误差不应大于10mm。
（9）管材要保证其平整、光滑，不能的弯及折的地方，如果有这种情况要及时进行更换。
（10）在管网进行回填过程中，如果管材出现渗漏情况时，要及时对整根管进行更换，不允许采取其他方式进行连接。
（11）整管不允许由多段短管连接后使用。
（12）填充层的施工不能在试压合格后立即进行，需要在4小时以后进行。
（13）当管材的渗漏发生在填充层初凝后时，则应在第一时间内进行处理，同时还要仔细的进行标注清楚，并做好相关的记录。
（14）由于分水器是在地面以上安装的，所以管材与分水器连接时外部则会有一段管线是处于明管状态的，对于这部分明管则应该用塑料套管进行加装。
（15）加热管的环路布置不宜穿越填充层内的伸缩缝；必须穿越时，伸缩缝处应设长度为400mm的柔性波纹套管。
（16）分水器的回水管中心安装位置为500线下返200mm处，或按图纸要求安装。
3.2成品保护正确
（1）设专人专职巡查，并做好记录；发现问题及时处理。
（2）分水器所有敞口处必须全部封堵。
（3）已安装好的分水器应严实地全部包裹起来，亦可将分水器取下，待门、窗安装完毕，再进行分水器的第二次安装。
3.3装修指导正确
（1）木地板宜选用耐热复合木地板。
（2）面层施工时，不得剔、凿、割、钻和钉填充层，不得向填充层入任何物件。
（3）面层的施工，必须在填充层达到要求强度和干燥度后才能进行。
（4）施工时留好伸缩缝，伸缩缝填充材料宜采用PE材料或软性膨胀膏。
（5）瓷砖、大理石等面层施工时，在伸缩缝处宜采用干贴。
（6）切割材料时， 严禁在填充层上直接作业。
4.结束语
太阳能地板辐射采暖 第4篇
美国的March博士研究表明, 21世纪初太阳能利用进入了一个突飞猛进阶段, 并在本世纪中叶将仅次于核能达到30%, 本世纪末将取代核能跃居首位[2]。德国是世界上应用太阳能的第一大国, 其光伏发电占全球太阳能光伏发电装机容量的35%以上。西班牙通过实施皇家太阳能计划及相关法令, 要求所有新建房屋必须安装太阳能热水器。法国则大力推广可供太阳能热水器采用的玻璃外墙。以色列90%以上的住宅楼安装太阳能集热器。日本政府耗资数百亿美元建立空间太阳能系统[3,4]。
王志国[5,6]等开展了太阳能开采天然气水合物和在油田勘探开发中的应用研究;宫克勤[7]等提出了太阳能地源热泵式空调系统的概念, 给出了系统的运行方式和设计思路。
课题组在太阳能热利用及建筑节能综合研究的基础上, 设计了一套太阳能地板辐射采暖辅助电加热系统, 并在大庆市某平顶民房安装了该系统, 经过1年的实际运行和观测, 证明该装置经济效益可观、安全可靠、节能效果显著, 适合在大庆地区推广[8]。
1 太阳能地板辐射采暖系统
1.1 系统组成
太阳能地板辐射采暖系统如图1所示。其工作原理为:集热器1采集的太阳能加热系统中的热水, 热水流经敷设在地板中的盘管以导热和对流的形式进行采暖[9,10]。
1-集热器;2、6、9-普通阀门;3-手动排气阀;4-三通阀门;5、14、17-水泵;7-过滤器;8-分集水器;10-温度计;11-电加热器;12-水箱;13-控制器;15-止回阀;16-排污阀
当T1≥45℃, 控制器启动水泵14, 水进入集热器加热, 并将集热器的热水压入水箱, 水箱内形成上高下低的温度梯度, 下部冷水进入集热器继续加热, 形成一个循环。
当T1≤35℃时, 水泵14停止工作, 为防止反向循环和集热器夜间热损失, 系统中安装一个止回阀。
当T3≥30℃时, 开启水泵5进行采暖循环。
雨雪天或夜间太阳能供应不足时, 开启电闸, 利用辅助热源加热。
1.2 控制器方案
控制器设计思想:调整太阳能集热器系统运行, 从而实现经济、可靠的运行方案。该工程中的控制器, 主要通过感温探头等控制元件采集各控制点的温度输出信号给执行设备。
2 集热器设计计算模型
对于太阳能地板辐射采暖而言, 集热器设计应按照冬季采暖设计热负荷, 电加热作为辅助采暖形式。太阳能集热器设计原则:在冬季最冷晴朗天气时, 太阳能集热器独立工作能够满足房间采暖标准[11,12,13]。
一般来说, 太阳能集热器的热损失包括:顶部热损失、底部热损失和边缘热损失三部分, 考虑到集热器四个侧壁总面积与集热器面积之比很小, 则在设计计算时忽略边缘热损失系数。
顶部热损失系数Ut按式 (1) 计算
太阳能月保证率
当0°<β<70°时, c=520 (1-0.000051β2) ;当70°<β<90°, c用β=70°计算;e=0.43 (1-100/Tp, m)
式中N———玻璃层数;
β———集热器倾斜角;
εc———玻璃发射率;
εp———平板发射率;
Ta———环境温度;
Tp, m———平板平均温度;
hw———风的对流换热系数。
底部热损失系数Ub按式 (2) 计算
式中k———底部绝热材料的导热系数;
L———底部绝热层厚度。
集热器总的热损失系数按式 (3) 计算
化简后的集热器的效率因子如式 (4) 所示
式中D———管子间距;
Cb———结合处导热系数;
Di———管子内直径;
hf, i———管内流动的对流换热系数。
集热器流动因子按式 (5) 计算
式中m———单块集热器质量流率;
Cp———水的定压比热;
Ac———单块集热器的面积。
集热器的热迁移因子按式 (6) 计算
单位面积有效利用能按式 (7) 计算
式中S———吸热板吸收的太阳辐射量;
Ti———环境温度;
Ta———集热器进口水温。
集热器效率按式 (8) 计算
式中IT———集热器倾斜面上太阳辐射量。
3 经济分析计算方法
将太阳能地板辐射采暖与散热器采暖进行经济对比分析。
3.1 太阳能地板辐射采暖经济分析
太阳能地板辐射采暖包括设备费和运行费等。可以利用动态分析的方法对年计算费用进行经济评价分析[14]。计算中将初期投资折算成使用期内的年折算费用, 然后再与年运行经营费用相加, 计算出该方案的年计算费用, 如式 (9) 所示
式中R———年计算费用;
K———初期投资;
Q———资金回收系数;
i———资金利率;
n———使用年限;
Z———年维修或经营费用。
3.2 散热器采暖经济分析
采用散热器采暖, 初期投资主要是散热器、管材。散热器散热面积按式 (10) 计算
式中Q———散热器的散热量;
k———钢制散热器传热系数;
tpj———散热器内热媒平均温度;
tn———采暖室内计算温度;
β1———散热器组装片数修正系数;
β2———散热器连接片数修正系数;
β3———散热器安装形式修正系数;
Δt———供回水平均温度与室内设计计算温度的差值。
散热器片数按式 (11) 计算
式中F———散热器散热面积;
f———每片散热器的散热面积。
4 应用实例
4.1 采暖房间参数
建筑物为大庆市某平顶民房, 建筑面积60 m2 (12 m×5 m) , 高3 m, 正面朝东, 左右两侧各有其他民房;外墙240 mm厚砖墙, 80 mm厚保温层 (石棉水泥隔热板) , 外表面15 mm厚砂浆 (石灰、水泥、砂、砂浆) , 粉刷白色外料;单框两层玻璃窗、面积2.7 m2 (1.5 m×1.8 m) ;实体单层木质门、面积3m2 (1.5 m×2 m) ;顶棚为200 mm厚钢筋混凝土楼板, 内表面15 mm厚抹灰砂浆 (石灰、砂、砂浆) , 160 mm厚保温层 (石棉水泥隔热板) , 30 mm厚沥青油毡防水层钢筋混凝土顶棚。
冬季大气压力p=100.59 k Pa;采暖室外计算干球温度t'w=-26℃;冬季室外平均风速υ=2.4 m/s, 最多风向SW, 频率f=15%;极端温度tmax=38.7℃, tmin=-39.3℃;采暖期天数181 d[15]。根据传热计算可知, 大庆市该建筑的采暖设计热负荷为7 163 W。
4.2 太阳能地板辐射采暖实例分析
表1给出了安装太阳能地板辐射采暖的各项费用。按中国建设银行年利率3.25%;大庆市电价第一档电量小于等于170 k W·h, 电价为0.51元/k W·h;第二档电量171~260 k W·h (含) , 电价为0.56元/k W·h;第三档电量高于260 k W·h的部分, 电价为0.81元/k W·h。根据实际安装中的各项费用和大庆市电价对太阳能地板辐射采暖的经济费用进行计算。
根据表1, 太阳能地板辐射采暖初期投资为8819元, 使用寿命为15年[15]。由式 (9) 可知太阳能地板辐射采暖的年折算费用为
辅助电加热, 设用电效率为92%, 按大庆市电价梯度价格计算。根据1年实际运行可知年电力消耗量为996 k W·h, 辅助电加热的年消耗费用为
Z电=170×0.51+90×0.56+736×0.81≈733元
太阳能地板辐射采暖辅助电加热的年计算费用为
R=R1+Z电=752+733=1485元
4.3 与散热器采暖的对比分析
表2给出了安装散热器采暖的各项费用, 利用前述方法计算出该方案的年折算费用。
根据表2, 散热器采暖初期投资为1037元, 使用寿命为20年[15]。由式 (10) 可知散热器采暖的年折算费用为
按大庆市供热公司住宅采暖收费标准为32元/ (m2·a) , 则1年需缴纳采暖费用为
Z热费=60×32=1920元
散热器采暖年计算费用为
R=R2+Z热费=71+1920=1991元
利用动态分析方法对两种采暖方式进行经济评价分析的结果见表3。
5 结论
通过设计太阳能地板辐射采暖装置, 并对该系统实际运行1年, 进行经济分析可以得到以下结论:
(1) 在大庆市采暖期内, 所设计的太阳能地板辐射采暖装置能够满足采暖要求。
(2) 探讨了太阳能集热器设计的详细计算过程, 得到大庆市冬季晴朗天气下热管式真空管集热器的平均瞬时效率68%, 单位面积有效利用能670 W。
(3) 通过经济分析, 太阳能地板辐射采暖年折算费用为752元, 散热器采暖年折算费用为71元而太阳能地板辐射采暖的年计算费用为1485元, 散热器采暖年计算费用为1991元。由此可知太阳能地板辐射采暖经济效益更可观。
摘要：设计了太阳能地板辐射采暖系统, 给出了系统的工作原理。探讨了集热器单位面积有效利用能和集热器效率的计算方法。通过经济分析, 得到大庆市某60 m2平顶民房安装太阳能地板辐射采暖的年计算费用为1 485元;安装散热器采暖年计算费用为1991元。经济分析结果表明, 太阳能地板辐射采暖系统具有良好的经济效益。
太阳能地板辐射采暖 第5篇
【关键词】地板辐射采暖；低温热水；设计应用
1.低温热水地板辐射采暧的工作原理
低温热水地板辐射的工作原理是以不高于60℃的低温水作为热媒，使科学分布于地面层下的热水管首先均匀辐射加热整个地面，是以整个地面为散热器。通过地暖网辐射层中的热媒，均匀加热整个地面。利用地面自身的蓄热和热置向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的，一般设计地表温度只有24℃-26℃。因为供热面积较大，所以室内热量分布均匀，空气中水分蒸发慢。热力由下往上进行热辐射，在室内形成从脚底至头部逐渐递减的温度梯度，符合人体足部血液循环较慢，头部血液循环较快的生理特点和我国传统医学“温足凉顶”的健身理论。
2.低温热水地板辐射采暧的设计施工技术要求
2.1设计施工参考依据
关于地暖应用技术，目前我们国家出台的相关规范有：《低温热水地板辐射采暖工程技术规程》、《地暖通风及空气调节设计规范》、《实用供热设计手册》、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》等。
2.2管材选用
地暖是隐蔽工程，管材的优劣直接影响到整个工程的质量。所以一定要选择性能优异的管材。可以用做地暖加热盘管的塑料管材不少，各有优缺点，各地应根据不同地域、使用压力、经济性等因寨，合理选择。常用的管材有：交联聚乙烯管、交联铝塑复合管、无规共聚聚丙烯、聚丁烯和耐高温聚乙烯管等。常用的管材外径多为20mm和16mm；管材最小壁厚不宜小于1.7mm。北方地区交联聚乙烯管应用最广，经济实用，性价比较高，唯一的缺点是不能熔接，损坏修复只能用专用铜管件连接，无法确保连接处与管材相同使用寿命。
2.3施工安装要求
地暖施工应参照各地现行的《民用建筑给水供热水地板辐射采暖用塑料管及铝塑管设计与施工验收暂行规定》及暖通专业有关技术标准。以及建设单位要求和设计提供的有关条件进行施工。施工前要求地面平整，无任何凹凸不平、沙石碎块及钢筋头等现象。施工流程：施工者先将地面清扫干净并保持干燥，用水泥砂浆找平；有足够的施工做业面；封闭现场；铺设保温材料要做到平整无缝隙；平整铺设铝箔纸并用铝箔胶带固定；按图纸要求铺设地热盘管并有用卡具固定；端正牢固安装分水器及控制系统；进行水压试验，试验压力0.6MPa，十分钟内压降不超0.05MPa为合格。做膨胀缝及边角保温；带压铺设豆石混凝土并找平层。
在施工过程中，环境温度不宜低于5℃安装过程中防止油漆、沥青或其他化学溶剂污染塑料管道；地热塑料管材铺设前。检查管道内外是否粘有污垢和杂物；地板采暖工程中使用的主要材料、设备及成品或半成品，应有符合国家或部颁现行标准的技术质量鉴定文件或产品合格证，安装人员应熟悉管材的一般性能。掌握基本操作要点；所有地板内的孔洞应在供暖管道铺设之前打好，避免任何铺设后的钻孔操作造成管线的破漏。
其中需注意的是：盘管间距的确定，应根据地面散热量、室内温度、平均水温以及地面传热阻等通过计算确定，也可按照规程JGJ142-2004附录A确定，注意应校核地表面温度，确保不超过规程最高限值。另外，根据房间功能，合理分环，主要房间应设置主控制环路，方便实现分室控制温度。
2.4热源要求
地暖最常用的热源形式是集中供热和天燃气户用壁挂炉。其中利用城市集中供热的低温热水地板采暖技术已经得到推广应用，占到目前各种地暖技术应用总置的90％。低温热水地板辐射采暖应单独采用热源，供回水温度宜小于60℃。最大不超过70℃，供回水温差应小于10℃。系统工作压力不宜超过0.8MPa。笔者所在的东营市在新建住宅附近，单独设立了集中供热锅炉房，统一采用低温热水地暖，居民普遍反映地暖较使用暖气片的房子采暖更舒适、更温暖。
3.低温热水地板辐射采暖的应用效果
3.1优越性
地暖以其自身存在的多种优点。而比常规散热片供暖得到更为广泛的应用。
3.1.1节能环保
地板采暖的辐射传热方式与对流方式加热室内空间相比，可以降低热量损耗。提高热效率。对流传热导致室内空间上部温度高而下部温度低，恰恰相反，辐射传热是室内下部温度高而顶部温度低，正符合人体的需求，因此，减少了人体高度以上空间的无效热供给。实践证明，地板辐射采暖低温热水传送，能很方便的实现国家节能标准提出的“按户计量，分户调温”的要求，较正常的散热器节能约20％-30％。
3.1.2美观舒适
室内由于管网全埋于地下，节省了空间，居室内有效使用面积增大，便于装修、布置家具，更加美观、宽敞。地板辐射采暖室内温度均匀，室温由下而上逐渐递减，给人以脚暖头凉的良好感觉，并可改酱人体血液循环，促进新陈代谢。更符合人体对健康的需求。另外，地板采暖噪音小。目前我国楼板一般选用预制板或现浇板。其隔音效果极差，楼上人走动，就影响楼下，采用地板采暖增加了保温层，具有非常好的隔音效果。可降低噪音污染；地板采暖过程寂静无声。室内环境清静。没有空调噪音。
3.1.3经济实惠
采用地暖供热投资少。维护费用低。对建筑商来说更加经济。不论何种暖气片随着时间的推移，在使用中都或多或少会发生腐蚀，进而出现泄露现象，因此必须进行必要的维修。维修费用较大，自然给供暖单位、开发商、住房都增加不少经济负担。而采用地暖因其塑料管材的耐腐蚀、抗老化、不结垢等优越性，维护费用几乎没有。另外，使用起来，由于地暖效果好，用户所需热流量也较散热器少，再加上用户可以分室、分时控制采暖，所以用户在采暖中会更节约、更合理，所需费用自然更经济。
3.1.4便于供热方管理
采用地暖容易实现分户热计量，可以彻底解决商品房收费困难的问题，更便于供热方管理。实行了按户计量以后，每户自成一个独立的系统，每户户内的支管成环行布置，散热器相互串联，安装普通的散热器及支管看起来不美观，且占的空间较大，维修起来不方便。若采用地板辐射采嗳，仅用一个体积很小的分配器就可以解决一户所有房间的采暖问题，其他交联聚乙烯管均敷设于地面混凝土中，美观而不外露，又节省了散热器的占用空间。
3.1.5简便耐用，使用寿命长
低温地热管材于地面下整体铺设。没有接口。没有渗漏，原材料经国家标准实验，使用寿命可达50年以上，较暖气片使用寿命长。
3.2不足之处
地板辐射采暖技术的应用 第6篇
随着人们生活水平的不断提高，当今建筑采暖方式的舒适性已逐渐引起人们的重视，人们已经意识到它对人的心理、生理健康的影响。采暖方式的节能、环保以及舒适已成为现代采暖技术发展的一个基本方向。低温地板辐射采暖由于其舒适、卫生条件好、能充分利用各种低品位能源等优点，越来越受到人们的关注，成为目前国内外公认的最为理想的采暖方式。
1 地板辐射采暖的特点
地板辐射采暖系统是利用低温热源，通过埋置于地面构造层内的加热盘管或电缆加热地表面，由被加热的表面放射出远红外线对室内环境进行加热，以达到采暖目的的一种采暖方式。它具有许多其它采暖方式所无法比拟的优点。
1.1 地板辐射采暖的舒适性
由于生理卫生要求，地板表面温度不宜高于30℃，地面上空气温度迅速降低达到设计温度，地面50cm以上垂直方向的温度基本保持不变，室内空间各水平面的温度基本相同。因此，采用地板辐射采暖时，使人们有“足热头凉”的舒适感。而在采用以对流为主的散热器采暖时，由于这种采暖方式是以对流散热为主，靠近散热器的空气被加热后密度变小，热空气上升，形成空气对流，因此室内垂直面的温度变化很大，人体下部处于采暖的低温区，头部处于较高的温区。与对流采暖方式相比，采用地板辐射采暖时，室内空气温暖柔和，湿度适宜，因此其舒适性明显好于以对流为主的散热器采暖方式。
1.2 提供理想的学习生活环境
采用以对流散热为主的散热器采暖时，地面附近的温度低，而正处于学习生活状态时的人体头部温度却很高。人体头部温度高时不仅会产生困倦感，同时也会降低人脑思维能力，不利于集中精力思考问题，对人的生活也会产生负面的影响。地板辐射采暖时，地板到屋顶温度基本不变，脚底下十分暖和，因此它为人们创造一个“足热头寒”的更适合学习和生活的舒适环境。
1.3 地板辐射采暖实现高效节能
低温热水地板辐射采暖系统热源的主要特点是要求供水温度低，所以低温地板辐射采暖直接采用低品位能，如地热水、太阳能等可再生能源或各种低温余热等低品位能作为热源。当低温热源数量不足时，可根据需要增设辅助热源。辅助热源可以采用电加热炉或燃气炉等洁净能源。作为具有较强蓄热能力的低温地板辐射采暖，如果能采用低谷电力作为热源，在一定条件下会显示其独特的优越性。低温地板辐射采暖系统，不仅改善室内环境条件，同时与对流采暖系统相比可降低建筑能耗。
2 地板辐射采暖的原理及其对比分析
2.1 低温热水地板辐射采暖的传热机理
低温热水地板辐射采暖传热过程为热水管内的热水先将热量传给管壁，管壁再加热混凝土地板，最后地面通过对流和热辐射方式将热量传给墙壁和室内空气。实际上，地板辐射采暖的传热过程是非常复杂的，地板辐射采暖的上表面是供热面，它以对流和辐射两种形式与室内的其它表面和空气进行热交换，热交换的综合传热量，地板表面的自然对流换热受地板表面的温度、房间的构造、冷风渗透量、人的活动等很多因素的影响。由于地板表面各点的温度不同，而对地板采暖来说，地表面的平均温度是决定因素。虽然地板采暖表面上各点的温度有所不同，但其值对各点换热系数的影响相对较小。
2.2 低温加热电缆地板辐射采暖的传热机理
其传热过程为加热电缆加热混凝土地板，最后地面通过对流和热辐射方式将热量传给墙壁和室内空气。地板辐射采暖的上表面是供热面，它以对流和辐射两种形式与室内的其它表面和空气进行热交换。
2.3 低温地板辐射采暖不同控制方式对比分析
一种理想的供热系统应当持续、及时地对建筑物热损失做出反映，与之相适应，保持室内温度恒定不变。地板辐射采暖的运行调节方式与一般辐射散热器的调节方式存在差别，这主要是由其热力特性决定的。对于一般的散热器，热水通过散热器表面与室内空气进行对流换热，通过对供水流量或供水温度的控制就能直接地对室内空气温度加以调控，散热器热力特性、供回水温度、流量与室温之间存在固定的函数关系;而对于地板辐射采暖系统，其辐射换热量占总散热量的50%以上，地板作为一个大的散热器，地板表面是它的散热面，散出的大部分热量并不是直接传给室内空气使其升温，而是一小部分以对流换热的形式传给室内空气，大部分以辐射的形式与墙面、顶板进行热交换，使其升温，进而再通过墙面和顶板的表面与室内空气换热，间接对室内气温产生影响。由于地板覆盖层具有一定的蓄热性能，使热源供应的热量无法直接反映在地板表面的温度变化上，也就是具有热延迟性，热源供热量的变化无法直接与室温变化相联系，因而使地板辐射采暖的运行调节方式具有一定的独特性。
结语
低温地板辐射采暖的节能分析 第7篇
低温地板辐射式采暖系统因其具有热舒适性高,卫生条件好,可利用太阳能、工业废热、乏气余热等低品位热源等优点,被越来越多地应用在住宅、餐厅、商场等建筑中。
低温地板辐射式采暖系统是将塑料管敷设在楼面现浇筑层内、热水温度不超过60℃、工作压力不大于0.4MPa的地板辐射供暖系统。该系统以整个地面作为散热面,并使其表面温度上升到 24~32℃,地板在通过对流换热加热周围空气的同时,还与人体、家具及四周的围护结构进行辐射换热,从而使其表面温度提高。其辐射换热量约占总换热量的50% 以上,是一种理想的采暖系统。
1 低温地板辐射采暖的特点
我国采暖建筑室温很不均匀,极少数房屋室温过高,大多数房屋室温偏低,有些甚至很低。传统的铸铁散热器和空调充分利用了导热和对流的原理,辐射热的利用被忽略了,而且因热空气密度小,冷空气密度大,室内温度的分布呈上部温度高、下部温度低的不理想状态。随着人们生活水平的不断提高和新材料、新技术的日益推广应用,使用最为普遍的散热器采暖形式诸如舒适性差、能耗大、消耗钢材、难于计量、无法分户分室控制等难以克服的问题逐渐暴露出来。
地板辐射采暖作为一种新型采暖方式,具有环保、节能、舒适、保健等特点,目前,越来越多的工程和家庭装修时选用这种新型采暖方式。同传统的散热器采暖相比,低温热水地板辐射采暖具有以下优点。
1.1 降低室内设计温度,节能效果明显
人体的舒适度取决于室内平均辐射温度,当采用地板辐射采暖时,由于室内围护结构内表面温度的提高,其平均辐射温度也随之提高,一般室内平均辐射温度比室温高1~3℃,仍可以得到同样的舒适效果。据有关材料介绍,室内设计温度降低1℃,可节约燃料10%,当室温降低 1~3℃时节约的燃料可达10%~20%。由此可知,低温热水地板辐射采暖不仅给人们提供舒适的环境,同时其节能效果也十分明显。
1.2 采暖舒适
由于地板辐射采暖的管道辐射于整个房间地面,热量由下向上传递,加上辐射热度和分层温度的双层效应,室内地面温度均匀,梯度合理,形成符合人体要求的脚热头凉的热环境,使人们有“足热头寒”的舒适感。由于上部空间温度低,因而大大地减少了上部空间向外传递的无效热能损失。由于低温热水地板辐射采暖主要是以辐射散热为主,室内空气对流较小,避免了灰尘的飞扬,室内环境清洁。
1.3 增加室内有效面积
地板辐射采暖的加热管埋置于地面下和建筑物构造相结合,地面上无任何管道设备,不占用室内和地面有效空间,不仅节省为装饰散热器及管道所花的费用,同时增加了居室的有效利用而积1%~3%,也解决了大跨度和矮窗式建筑物的供暖要求。
1.4 保温隔音,热容量大,热稳定性好
在间歇供暖的条件下,温度变化缓慢。由于系统结构上有较厚的细石砂浆作为一个蓄热结构,系统的热惰性好,系统抵抗外界干扰的能力强,地热系统和散热器系统相比,房间内的温度波动明显小。由于热稳定性能好,即使采用间歇采暖,室温也很稳定。
1.5 使用寿命长,安全可靠,不易渗漏
地热加热管是整根管按一定间距盘绕固定在绝缘保温层上,管子无接头,两端与分水器连接。由于地暖系统水温不高,运行时管内水流速度平稳,无水击现象,加之分水器的安全排气装置,不会对系统产生破坏力。管道内壁光滑,不易结垢,不产生化学反应,运行安全可靠。地暖管材的使用寿命是普通钢管的1.5倍以上,正常使用寿命为50年,与建筑物的设计使用寿命一样。
1.6 供暖系统易调节和控制
根据房间的大小,可以在一个房间设置一个或几个环路,小的房间也可以几个房间设置一个环路。各环路的供、回水管连接到分配器上。每个用户的分配器通过楼内供、回水干管与室外管网连接,只要在分配器处分别为各环路设置调节阀或控制装置,就可以方便地分别对不同朝向房间的供热进行调节控制。
1.7 维护运行费用低,管理操作简便,安全可靠
运行费用低表现在塑料管的内壁光滑、不易结垢、维护管理方便,而且给水能耗仅为铸铁管的50%左右,热媒输送的耗电能量明显减少。
在系统运行期间,只须定期检查过滤器,其运行费用仅为系统循环泵的电力消耗,便于更换热源。而且可以用最合理的计费方法像计算电费、煤气(天然气)费那样,按照各用户实际用热量来进行核算。但是,要采用这种计量供热的方式就必须能对热用户进行单独的热计量。要进行用户单独热计量的前提是每个用户的采暖系统必须能够单独进行控制和计量。在这个问题上,传统的采暖系统是很难做到的,即使对传统的采暖系统经过复杂的系统改造,室内的管道也非常难以处理,而采用低温热水地板辐射采暖技术则可以非常方便地解决这一问题。据北欧一些国家统计,使用计量采暖的收费代替按采暖面积收费的方法可以节约能源20%~30%。
1.8 可利用各种低品味热源
低温热水地板辐射采暖可利用各种低温热源,如太阳能、地热等,也可利用余热供暖。这不仅可以节约常规能源的消耗,同时节约化石燃料,并减少化石燃料燃烧产物及废弃物对环境的污染。由于热媒温度低,所以还能够减少热媒输送过程中的热能损失。
2 低温地板热水供暖中保温材料的性能要求
2.1 良好的保温、隔热性能
保温隔热效果好,可以阻止热量向楼板传递和向邻户散失,保证热量单方向向室内传导。反映材料导热性能的指标是导热系数,影响材料导热系数的因素有材质、孔隙率、开口状态、潮湿程度以及环境温度。不同种类的材料导热系数不相同。目前,地暖施工中常用保温材料的导热系数如下:发泡水泥≤0.088W/(m·K),聚苯乙烯泡沫塑料≤0.041W/(m·K),憎水性膨胀珍珠30岩≤0.076W/(m·K)。当然,不同性能的保温材料达到设计的热阻要求所需的绝热层厚度不同。同样的材质、不同的容重,导热系数也不相同。材料的孔隙率越高、闭口孔隙越多,导热系数就越低,保温隔热性能也就越好。不同的含水状态,导热系数也不相同。保温材料都是疏松多孔的材料,由于水的导热系数0.58W/(m·K)远大于空气的导热系数0.025W/(m·K),吸水后隔热性能会大幅度降低,因此保温材料要具有良好的憎水性。
2.2 较高的抵抗受压变形能力
绝热层要承受来自供热管、混凝土填充层以及地板和地板上活动荷载的压力,因此如果绝热层材料没有足够的承载能力,就会因受压不均匀而变形,导致混凝土填充层和地板出现裂缝,或造成在较高温度下供热管不正常变形而降低使用寿命。目前使用的聚苯乙烯泡沫塑料压缩强度≥125kPa,XPS保温板压缩强度为180kPa,发泡水泥3天的抗压强度≥400kPa,28天的抗压强度≥1MPa,可见发泡水泥的耐压能力最高。因此,在大面积施工中推荐使用发泡水泥。
2.3 良好的阻燃性能和环保性
绝热层要与供热管接触,热媒的温度达到45~60℃,有机类材料就会挥发有毒或有味的气体,不利于人体健康,这是与外墙或屋面保温材料的区别。目前常用的材料中,无机类材料(如膨胀珍珠岩、发泡水泥等)具有较好的环保性、阻燃性,而绝热性能好的聚合物类(如聚苯乙烯泡沫材料或板材)的阻燃性就差些。
2.4 容重要小
一般来讲,保温材料的导热系数与材料的容重有关。容重越小,孔隙率越高、导热系数越小、保温隔热性能越好,而且容重过大会增加建筑物的自重和楼板的荷载,因此要选择容重小的材料。同时,要处理好容重与导热系数的矛盾。
2.5 良好的施工性能
低温地板热水供暖方式不仅用于新建的住宅、公共建筑中,也可以用于既有建筑的节能改造。公共建筑空间面积较大,而一般住宅每个房间的面积较小,因此对施工的要求不同。选择材料时,注重所选材料保温隔热等性能的同时,也要考虑施工的方便程度以及施工质量和施工速度。而且低温地板热水供暖在国内也就是近几年才开始应用于住宅建设中,施工人员的经验和素质都不够高,因此在选用保温材料时要尽量降低施工难度,保证施工质量。目前常用的保温材料主要有混凝土式的发泡水泥和预制好的绝热板材。
3 低温地板辐射采暖技术的经济分析
采暖技术根据采用的散热设备不同供热方式可分为散热器采暖、空调系统采暖、地板辐射采暖,其中散热器采暖的工程造价:低档约50元/m2,中档约65元/m2,高档约85元/m2;低温热水地板辐射采暖约80~100元/m2。从表面上看,低温热水地板辐射采暖造价略高,但低温地板辐射采暖的造价包括了土建结构层以上的所有土建造价在内,这部分造价约为30元/m2左右,除去这部分造价的影响,实际上低温热水地板辐射采暖的初投资仅相当于中档散热器采暖的初投资。另外,在进行室内装修时,一般应设暖气罩,这不仅要影响20%左右的散热量,同时还增加了暖气装修费用,而地板采暖可节省这部分费用。而户式中央空调的造价大约在300元/m2左右,空调的品牌、机型都会导致价格差异。
如果按8片一组,共分为6组,散热器距墙为0.06m 计算。按一般居室3.3m开间考虑,设散热器堵头及水平管长度和为1.2m,则散热器占地面积:S=6×(8×单片散热器宽+水平管长度+堵头长度)×(单片暖气片厚度+片墙距)=6×(8×0.055+1.2)×(0.143+0.06)=2.004m2。计算结果表明采用暖气片需占2.004m2使用面积。按目前住宅房价 6000元/m2计算,散热器所占用使用面积折算到建筑面积相当于每平方米造价提高了120.24元。通过上述分析不难看出地板辐射采暖良好的经济性。
4 结论
低温地板辐射采暖系统具有舒适、卫生、节能、维护方便、寿命长、基本不占用室内使用面积等优点;从技术经济方面分析,地板辐射采暖系统与散热器采暖和空调系统采暖相比费用最低;地板辐射采暖的室内设计温度可比其它的采暖形式降低2~3℃,其热效率高。因此,采用高效节能、经济效益可观地板辐射采暖是减少建筑能耗最有效的方法。
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太阳能地板辐射采暖 第8篇
能源在我国经济迅速发展的过程中越来越显示出它突出的重要地位, 注重能源资源节约和合理利用, 也是国家发展国力进步的一项重要政策。建筑领域的能源利用也必须按照国家的要求, 把节约能源放在十分突出的位置。“热”也是能源, 是能源 (煤、油、天然气、水力、核能等) 经过生产加工形成的供给生产使用和房屋建筑供热采暖的热能。因此, 供热采暖的用能和节能, 是采暖节能建筑不可缺少的重要组成部分。以前我国的采暖方式主要以散热器供热为主, 近几年, 随着[1]人民生活质量的提高, 地板辐射采暖已经进入千家万户, 地板辐射采暖与散热器对流供热成为普遍采用的供暖方式。下面比较一下这两种采暖方式的特点。
1 地板辐射采暖与散热器对流采暖过程的特点分析
1.1 散热器采暖与地板辐射采暖的散热机理
房间的热舒适性不仅与进入室内的热量有关, 还与散热器的形式、安装位置及散放热量中对流和辐射成分所占比例有关。散热器的散热表面及其上的热射流应起到防止过冷辐射和冷空气进入室内活动区域的作用。
1) 一般将散热器沿外墙内侧布置在窗下, 在墙内壁面附近有限区域形成的上升热气流会迎向从窗户渗入室内的下降冷空气, 并使窗表面维持一定的温度, 很好地维持了室内易受冷风渗透影响的活动区域和靠近地板区域的舒适性。但这种供暖方式往往使散热器背面的墙体被过分加热, 在墙体没有采取保温措施的情况下, 这部分热量会通过外墙白白地浪费掉, 在加装暖气罩的装饰房间, 这种情况尤其突出。另外, 热空气的上浮特性使房间温度出现“上高下低”现象, 从而在房间的顶棚处形成热空气停滞层, 造成房间上部区域过热, 实际上造成热能损失。
2) 低温热水地板辐射采暖系统是以低温热水作为热源, 利用建筑物内部地面作为辐射面进行采暖的系统, 见图1。地板、混凝土和苯板蓄热层吸收并积蓄低温热水的热量, 然后以辐射和对流的方式加热室内物体和空气, 在室内形成一个交互的辐射场, 辐射换热量占总换热量的50%以上。地板表面温度一般在24 ℃～30 ℃, 其对外热辐射线的波长λ=915 016 μm～916 923 μm, 此波属于远红外线热波, 对人体健康非常有利。
1.2 两种采暖方式对室内温度的垂直分布
由于两种采暖方式终端设备的位置分布不同, 所以室内温度分布必然有差异。表1和表2为实验测得两种采暖方式温度随高度的变化值。从表1, 表2数据中可以看出, 两种采暖方式的垂直温度分布规律基本都是上热下冷。在靠近地面3 m之内地板辐射采暖房间最大垂直温度差为1.9 ℃, 散热器采暖房间的最大垂直温度差为3 ℃, 由温度梯度公式grad
1.3 两种采暖方式对室内风速分布的影响
散热器采暖方式主要依靠自然对流方式传热, 由于热源温度较高, 因此空气流速较大;地板采暖主要依靠辐射和自然对流两种方式传热, 其热源温度较低, 且面积大, 因此空气流速小。
图2是根据实验所测值绘出的两种采暖方式下房间风速的分布曲线 (图中的风速不考虑方向) , 可以看出:地板采暖的房间室内的风速要比暖气采暖房间室内风速小得多。因为风速是影响室内扬尘的重要因素, 所以采用地板采暖的房间比较卫生。
1.4 两种采暖方式的能耗分析
在采用散热器供热的节能采暖住宅中, 散热器供热的立、支管道散热量占到整个设计热负荷的高达近30%, 如按通常设计参数供水95 ℃计算, 将带来以下后果:
1) 各层室温升高, 分别比设计值高出3.5 ℃～9.0 ℃;
2) 室温将出现竖向失调, 最大温差达5.5 ℃, 实际情况还要严重些;
3) 管道散热使系统耗热量增大, 甚至超过设计值的13%, 使节能住宅的节能率下降;
4) 如果房间越小或房间保温越好, 设计热负荷越低, 管道散热影响就越大。
而在地板辐射采暖中, 热量的传播主要以辐射形式出现, 但同时也伴随有对流形式的热传播, 人或物受辐射和对流热交换综合作用时, 人对温度有实际感觉温度, 此实感温度比室内实际温度高2 ℃～3 ℃, 即室内温度为16 ℃时, 人的实感温度为18 ℃～19 ℃, 所以在建立同样舒适的条件下, 设计室内温度时, 一般可比对流采暖方式低2 ℃～3 ℃。同时, 室内沿高度方向上的温度分布比较均匀, 温度梯度很小, 无效热损失可大大减少, 这样与对流采暖方式相比节能10%～30%。另外, 低温热水地面辐射采暖的供回水温度为50 ℃～60 ℃, 对于采用区域锅炉房集中供热或户式锅炉供热的用户, 更能节约燃料达到节能的目的。
2 结语
1) 低温地板辐射采暖系统具有舒适、卫生、节能、维护方便、寿命长、基本不占用室内使用面积等优点。
2) 地板辐射采暖有辐射强度和温度的双重作用, 与散热器对流采暖相比, 在接近地面的区域垂直温差与热流密度都比较小, 更有利于将热量有效地传给人体, 在较低的室温下可达到同样的舒适感, 减小了传热温差, 形成了真正符合人体散热要求的热状态。
3) 低温地板辐射供暖建筑节能的根本原因是消除了空气局部高温区, 避免了外围护上的附加传热量。
摘要：对散热器对流采暖与地板辐射采暖的散热机理、室内温度的垂直分布、对室内风速分布的影响以及对建筑节能的作用等进行了分析, 指出了地板辐射采暖优于传统散热器对流采暖。
关键词：散热器,建筑节能,采暖系统,地板辐射采暖
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低温热水地板辐射采暖技术的应用 第9篇
低温地板辐射采暖在国内主要用于大型公建的大堂, 室内游泳池的地面等场所, 用于住宅较少。最近几年, 随着单户独立燃气炉的采用和分户热计量的需要, 低温地板辐射采暖系统得到了很多开发商的青睐, 在住宅在开始大面积的推广使用。
为了进一步了解低温地板辐射采暖/系统热工性能及其供热的基本规律, 我们结合一座新建高层住宅楼工程, 对该系统进行了一些研究、分析和实测, 使工作更加深入一些, 以期在国内其它工程研究的基础上所有提高。
1 工程介绍
该建筑为一幢二十二层的塔式高层住宅, 地上二十二层, 地下两层。建筑面积16845m2, 建筑高度63.5m。为满足地板辐射采暖的要求, 建筑层高为2.8m。本楼为集中采暖, 热源为小区内的热力站, 为本楼设置单独的热交换器和循环泵, 形成独立的采暖系统。采暖的设计供回水温度为55/45℃, 连续采暖。本楼的供热方式除楼梯间为铸铁散热器采暖外, 其余均采用低温地板辐射采暖。供回水立管和分、集水器均设于每户的厨房中。地板辐射采暖的管材选用交联聚乙烯管 (PC-X) 。考虑到系统的承压问题, 首层至三层的管材采用交联铝塑复合管 (XPAP) 。
为满足分户热计量的需要, 减少对下一层的散热, 每层均设保温层。根据采暖管道敷设的要求, 本楼的地面垫层厚度为110mm, 其中包括保温层、豆石混凝土层、水泥砂浆找平层和装饰面层。为了试验地面不设保温层时, 对楼板结构的温度影响, 以及了解向上和向下传热的情况, 个别房间未设保温层。
本住宅楼的采暖室内设计温度为20℃, 根据北京市《低温地板辐射采暖应用技术规程》中供暖热负荷计算宜将室内温度降低2℃计算, 故进行采暖负荷计算时室内设计温度按18℃计算, 顶层西北角房间按16℃计算。本设计地板散热量适当考虑家具的遮挡因素, 家具对地板面积遮挡的有效面积系数按20%-30%考虑, 面积小的房间取较大值, 面积大的房间取较小值。
2 测试报告
2.1 测试方案和测试项目
2.1.1 测试项目
(1) 地板和墙面辐射采暖构造层内的各点温度情况。
(2) 地板辐射采暖构造层中有无保温层对向上、向下的热流的影响程度。
(3) 室内竖向空气温度分布。
(4) 室内人体实感温度 (包括室内各非加热面的壁面温度和室温)
(5) 最不利房间热舒适性。
2.1.2 测试方案
(1) 选择6层和8层东南角的相同位置的作为地板辐射采暖的对比房间, 测试项目为 (1) ~ (4) 项:选择22层西北角房间作为 (5) ~ (6) 项的测试房间:6层西面房间作为墙面采暖的测试房间。
(2) 在6层和8层东南角房间, 分别埋设热电偶, 用于测试地板辐射采暖各层的温度分布。在铺设完管道层后, 预埋了管道周围的热电偶。
(3) 在6层和8层布置热电偶和热流片, 用于测试地板辐射采暖向上和向下的热流。
(4) 在8层的测试房间墙壁和顶板上布置外带测头的RHLOG-Ⅱ型温度自计仪测量房间各个非加热面的壁面温度, 用于确定地板辐射采暖的实感温度。
(5) 在6、8层和22层的测试房间如图1所示布置RHLOG-Ⅱ型温度自计仪测量房间的竖向空气温度分布鞋。
(6) 测量最不利房间22层测试房间的热舒适性。
2.2 测试结果
由于工程交工时间的关系, 第一次测试从2001年1月18日开始, 共分为三个阶段进行, 分别选择在严寒中、中寒、微寒。室内外温度用RHLOG-Ⅱ型温度自计仪测试, 可按照上述方案进行连续测试。
最不利房间的热舒适性。1月7日对22层测试房间2进行热舒适性测试, 采用丹麦生产的B&K1213多用气象仪, 测量室内干球温度、相对湿度、水蒸气及室内风速等参数。采用黑球温度计测量室内黑球温度, 用于平均辐射温度的计算。室内热舒适性的评价按照国际标准ISO-7730和国家标准GB/T18049-2000是用PMV和PPD指数来描述的。
2月17日上午10:00至11:00对22层测试房间2进行了3组热舒适测试, 并根据所测数据对PMV和PPD进行了计算, 其中PMV为-0.2~0.1, PPD为5.1~5.5。可以看出, 本测试房间的热舒适性是满足国际标准的。
3 分析与讨论
3.1 地板辐射采暖的舒适性
对顶层 (22) 层北向房间进行热舒适测试, 在室温为21℃左右时, 其舒适度满足国际标准的要求。由于条件所限, 未能测试其它室温下的情况, 因此, 不能涵盖所有情况。
对八层南向房间各内表面温度的测定, 内表面温度高于室内空气温度, 这是地板辐射采暖的特点, 也是热舒适的原因之一。
室内空气温度分布规律与以往资料介绍的规律不同 (顶层符合一般规律) 。一般单层采用地板辐射采暖时, 采暖房间空气温度分布为下高上低, 这是形成地板辐射采暖舒适的主要原因。本住宅楼每层均为地板辐射采暖, 由于散热向上向下同时传热, 使下层顶板温度升高, 因而空气温度分布不理想, 看来有必要对中间层进行热舒适测试。上述现象也说明了, 散热管下设保温层是必要的, 这不但有利于分户热量计量, 而且还可提高室内的舒适度。
3.2 地板辐射采暖散热管向上、向下的散热量比例
由于地板表面测试的不均匀性以及用热流片测量热流时的干扰因素较多, 按本次测试方案, 无法得出地板辐射采暖向上、向下的散热量比例。
3.3 地板辐射采暖的节能性
实感温度比室内空气温度高, 是地板辐射采暖比其它采暖方式节能的原因。本次测试房间的实感温度与空气温度差约为0.5℃, 与一般资料中介绍的温差为1.5~2.0℃相比是较小的。因为只是测试了一个房间的参数, 测试结果尚不能作为定论。
3.4 地板辐射采暖的安全性
地板内散热直接铺设在楼板结构上时, 不会对楼板造成损害。实测散热管外壁温度不超过45℃, 设计供水温度 (供水管内) 为55℃, 温度均较低。但楼板上不设保温层在其它方面很不利, 一般就设保温层。当有保温层时, 楼板结构层上皮 (保温层下皮) 温度均未超过30℃, 比夏季室内空气温度还低。
4 结论
本文通过对北京市一座新建住宅楼的低温地板辐射采暖系统现场实测, 对该系统的地板和墙面辐射采暖构造层内的各点温度计情况、地板辐射采暖构造层中有无保温层对向上、向下的热流的影响程度、室内竖向空气温度分布室内人体实感受温度 (包括室内各非加热面的壁面温度和室温) 、最不利房间的热舒适性等方面进行了分析研究。根据分析结果, 得出了该系统在舒适性、节能性等方面的一些结论, 说明低温地板辐射采暖是具有较为突出的特点的, 对该系统的应用性还有待于做进一步的研究。本课题对于该系统住宅中大面积的推广使用具有一定的借鉴作用, 同时对该系统在实际工程设计中的具体应用具有指导意义。
摘要：本文通过一幢新建高层住宅采暖系统的实测与研究, 对低温地板辐射供热系统的热工性能、热舒适性及供热的基本规律进行了分析与总结。
地板辐射采暖方式相关问题的探讨 第10篇
1 地板辐射采暖优势及应用前景
地板辐射采暖由于具有舒适、环保、节能等无可比拟的优势, 在我国供热领域的应用发展空间广阔。建筑工程在进行建设的时候, 采用地热供暖方式能够更好的保证室内温度的稳定性, 同时也能比以前更好的对室内空间进行利用, 这样能够满足人们对使用空间的需求。在进行供暖的时候, 人体能够感觉到更加舒适的感觉, 同时, 在卫生方面效果也非常好。地板辐射式采暖方式的各项性能指标均优于传统的供暖方式, 例如具有总耗热量可节约15%、主要供水温度较低 (<55℃) 和较好的利用热网回水热流等优点。因此, 无论从人居环境, 还是节能降耗上看, 它均是一种环境友好式的可循环采暖供热方式。
地板辐射采暖在世界各地早已普及, 目前, 地板辐射采暖在韩国市场占有率80%以上, 瑞士48%, 德国41%, 奥地利25%, 法国20%。近年来, 我国在进行建筑工程施工时对地板辐射采暖方式应用非常多, 因此也得到了很多人的关注。在我国中东部地区的民用住宅已经开始广泛推广地板辐射采暖, 经过近几年实际运行, 供热效果较传统的供热方式有了很大的改善。通过国外先进技术和设备的使用, 能够更好的将一些生产设备和生产材料在市场中进行投放, 怎样能够更好的保证很多的管材能够得到更好的发展。特制的交联聚乙烯管材的常规工作温度已经可达95℃, 同时使用寿命可达70年以上。优于这些优良性价比新材料的出现, 极大的节约了供暖工程中金属管材的使用, 同时它的施工工艺简便, 后期维护检修成本低, 这些优良的性能使得交联聚乙烯管在低温地板辐射采暖中应用前景广阔。
2 地板辐射采暖的基本原理和技术特点
地板辐射采暖的基本工作原理是在地板的下方铺设供热管网, 然后利用供热管网的热源对地板进行热量的辐射, 这样能够将热量从地板传递到整个室内的各个部分。在新型交联聚乙烯管材未出现以前, 钢管价格昂贵, 使得地板辐射采暖应用推广出现了很大的阻碍。在科学技术不断发展过程中, 供热管材技术也得到了很大的发展, 在这种情况下, 很多的供热管材出现了更好的性价比, 同时在使用性能方面也发生了很大的变化, 出现了耐高温、耐腐蚀的新型管材, 如交联聚乙稀管材和塑铝复管等, 极大的催进了地板辐射采暖技术推广应用。
地板辐射采暖具备很多的优势, 地板辐射采暖能够更好的使室内受热更加的均匀, 同时, 人们在室内会感觉更加的舒适, 在进行供热的时候非常的稳定, 地面的温度高于人体呼吸的空气温度, 这样就形成了一个非常舒适的空气环境。空气温度在室内进行垂直空间的梯度分布, 这样能够更好的实现足热头冷的供热环境, 同时也符合人体生理学的特征。地板辐射采暖的室内设计温度比传统散热器采暖方式的室内设计温度低两到三度, 这样在进行热费收取的时候, 按照表来进行计量的时候能够为用户节省很多的采暖费用。地面进行供热的时候非常均匀, 这样能够避免出现传统散热器采暖过程中出现空气对流过程中的扬尘情况, 同时, 也更加的清洁。由于地板辐射供热无需设置暖气片、供热明管线, 只需要在地板下方进行供热管网的铺设, 这样能够更好的在室内进行落地窗的设置, 同时也能更加的对室内空间进行利用, 这样能够节省很多的装修费用。通常情况下可使50m2的住宅增加1-2m2使用面积, 这就意味着为购房者节省了数千元乃至上万元的购房款。
后期运营维护简单, 后期运营维护时, 只需按时更换过滤器和清洗管线。在节省大量维修费用的同时, 也极大的降低了供热单位的运行费用。供热管网铺设在地板下, 交联聚乙烯管材比钢材更具耐腐蚀性和抗老化性, 同时具有不易渗漏和结垢, 水阻力及热膨胀系数小等优点, 使用寿命可达50年。
易于分户供热计量, 地板辐射采暖是一种易于实施单户热计量的采暖方式。由于其特有的供热管网铺设方式, 用户在各个房间内的采暖系统环路均并联于分配器上, 满足用户在不同工况下的供热需求。同时, 由于在分配器前安装了热计量装置, 可方便对单户进行供热计量。
3 地板辐射采暖设计要点
在系统组成上, 地板辐射采暖系统与传统的采暖系统组成基本相同, 由热源、热媒输送管网和热量分配装置三个主要部分构成, 但地板辐射采暖系统设计及安装简单。地板辐射系统一般采用双管供热系统, 以确保每组盘管的供水温度保持同步。通过分、集水器与管路的连接和在分水器前设置热量控制计量装置, 可实现分户的供热控制和供热计量。在安装过程中, 地板表面温度可通过供回埋管层的厚度、水平均温度和盘管间距来计算确定。
地板辐射采暖对于热媒的要求具有典型的特殊性, 必须采用低温热水, 例如民用建筑的供水温度不宜大于60℃, 回水温差宜小于l0℃。供回水平均温度应控制在35-50℃。同一热源输配的各供暖空间, 应按相同的水温计算。地板辐射采暖的地表面平均温度宜采用下列数值:经常有人停留的地板易控制在25-27℃;温度对大值29℃;短时间有人停留的地板易控制在28-30℃, 温度最大值为32℃。无人停留的地板易控制在35-40℃, 温度最大值为42℃。
4 地板辐射采暖的施工
4.1 地板辐射采暖系统的施工工序
楼面标高找平→清理楼面基层, 找平→铺设保温板→铺设加热管, 调整管距, 固定管材→安装分集水器→管道和分集水器闭合, 边角保温, 压力实验→浇注混凝土填充层, 再次试压检查, 实验合格后做地面面层。
4.2 施工要点
基层处理。在铺设保温板前需将地面凸处剔掉、凹处抹平, 沙土、碎石清理干净, 保持地面平整无任何杂物;管道安装。在管道安装过程中, 管道、保温层等禁止脚踩车压, 并防止任何损伤;加热管应按照设计图纸标定的间距和走向铺设, 保持平直, 防止管道扭曲。施工质量合格, 可进行系统调试。供水应缓慢升温, 先将水温控制在26~30℃范围内运行24h, 然后继续升温, 升温不超过5℃/次, 直至达到设计温度;在设计水温条件下继续运行24h, 并调节每一环路水温达到正常范围。
5 结束语