低溫熱水輻射問題研究論文

導語：低溫熱水輻射問題研究論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

編者按：本論文主要從地暖的主要特點;地板輻射采暖在我國北方各地普遍推廣;地板輻射采暖施工要求高,需要有經過專門訓練的專業隊伍施工等進行講述，包括了由于地板采暖的蓄熱效應,穩定的熱源來自足下、輻射采暖相應提高了室內圍護結構表面溫度、該采暖系統具備分戶熱量計量和分室控溫的條件等，具體資料請見：

【摘要】本文介紹了低溫熱水地板輻射采暖的特點及其應用情況。重點闡述了在施工中遇到的問題及采取的相應措施。

【關鍵詞】采暖;輻射;施工;質量;節能

低溫地板輻射采暖是一種衛生條件和舒適標準都比較好的采暖方式,是一種減少建筑能耗、提高熱舒適性的理想供暖方式。[1]它是通過地面以對流、輻射的傳熱方式把熱量傳遞至室內空氣及物體,達到采暖效果。地面傳播的總熱量為對流傳熱和輻射傳熱之和。其中輻射傳熱量比例占總傳熱量的60%以上。[2]利用低溫輻射供暖,主要以輻射方式傳送熱量,這種直接迅速的傳送方式熱量無須通過任何介質便可傳給供暖對象,降低了傳熱成本,提高了熱效率。因此地面供暖可以用較低的室內設計溫度(16～20℃)達到較高室內設計溫度(18～22℃)的對流散熱的供暖效果。據有關資料報道,室內設計溫度每降低1℃可節約燃料10%,低溫輻射供暖其散熱損失亦小于其他形式的供暖。

1地暖的主要特點

通過多年的施工、驗收和體驗,低溫熱水地板輻射采暖和對流散熱器采暖系統相比,具有以下特點:[2]

1.1由于地板采暖的蓄熱效應,穩定的熱源來自足下,室內空氣沿高度方向的溫度分布比較均勻,溫度梯度小,由下而上逐漸遞減,是理想的溫度分布,地面溫度高于呼吸線溫度,給人以腳暖頭涼的感覺,感到舒適。同時由于上部溫度低,相應減少了房間的無效熱損失。

1.2輻射采暖相應提高了室內圍護結構表面溫度,減少了四周表面對人體的冷輻射,提高了熱舒適感。不會導致室內空氣急劇流動,減少了塵埃飛揚,改善了室內衛生條件。

1.3由于輻射采暖是將熱量直接投射到人體,在建立同樣熱舒適條件的前提下,室內采暖計算溫度可比對流采暖降低2℃～3℃,從而減少房間熱量損失,降低采暖能耗約10%～20%,實現了節能的目的。

1.4該采暖系統具備分戶熱量計量和分室控溫的條件。各房間可按自己的需要,根據室溫調節流量,最大限度的節約能源,減少熱能的浪費、減少熱耗的開支。[4]

1.5加熱盤管埋在地板內,無接頭,使用壽命長,尤其PE-RT地暖管壽命可達50年。

1.6利用與建筑物相結合的輻射采暖,不需要在室內布置散熱器,不占建筑面積,不影響室內家具布置。

1.7樓板基面上敷設絕熱板層,不僅有保溫作用,同時具有極佳的隔音效果。

2地板輻射采暖在我國北方各地普遍推廣

住宅、公共建筑均按照節能和舒適的要求在實施地板輻射采暖方式。隨著地板輻射采暖的不斷應用,在近幾年的施工中遇到了一些新的問題,為了解決設計和施工中出現的問題,采取了相應的措施,具體內容如下:

2.1在商住樓地板輻射采暖施工中,開發商為了追求其最大的使用面積,要求設計的管井少,一般只有一個,這樣每層的分支環路就要有很多,目前施工過的最多高達13個分支環路。本來按照規定每根公共管道的分支管不宜超過3根,但這樣從一個管道井進出的管道就有26根,那么進出管道井處的地暖管排的很密集,局部散熱會很大,可能出現的問題就是地面裝飾層開裂。所以,如何避免地面脹裂就成了各層的關鍵問題。我們根據該情況,經過與各方多次協商采取了以下措施:

2.1.1局部加深地暖管的埋設深度、加厚地暖管外及管上面的保溫層,以減少管道的散熱;

2.1.2在地暖管上面加強防裂力度。選擇密度大、目數多、強度高的碳鋼網、加密固定鋼絲網的間距,使管道穩定的固定在樓板上。

2.2對于商住建筑,從管井到最末端房間的管道很長。如我遇到的最長的直管段達L=15米。按照PE-RT管的膨脹系數k=0.18mm/m•℃,按施工時的室外溫度tw=15℃,充入采暖熱水后,最終將管道加熱到tg=50℃,所以管道的膨脹量較大,根據這根長管道的實際情況,計算其熱膨脹量:

△L=k•△t•L=k•(tg-tw)•L=0.18×(50-15)×15=94.5mm

一根管的膨脹量這么大,所以必須采取措施解決管子的膨脹問題,在施工中有效的辦法就是靠增加U型彎,在較直管段上固定卡子來吸收膨脹長度,

固定卡子方法有很多,最好的固定方法是在水泥地面上鉆小坑,埋入木方,再用U型鋼卡緊管道,用螺釘將管道固定,這樣固定牢固管道不容易松動,可以避免因熱膨脹將沿途的地板脹裂。

2.3我們遇到的商住建筑,商業部分的外墻內側大部分都掛裝飾材料,外墻外側也被廣告牌等裝飾擋住甚至封堵,所以,經過實測和計量,商住建筑的采暖熱指標大約為12W/m2左右。所以,原設計按著有外窗,且傳熱系數取值大,布管間距還按照有關資料中最大不超過300mm就不合適了。以地面面層為木地板為例,熱阻R=0.1m2•k/m時,參考最新版《地面輻射供暖技術規程》(2004年)表A.1.3,當平均水溫為45℃、室內空氣溫度取18℃時,取加熱管間距為300mm,PEX管單位地面面積散熱量為89.8W/m2,而其向下傳熱損失為34.1W/m2,那么留在室內的熱量就有89.8-34.1=55.7W/m2。而商住建筑熱指標12W/m2就滿足要求,并且向下傳熱損失并不是都損失掉了不存在了,而是傳給地板,熱量仍存在。所以即使設計選用最大管距300mm,仍浪費大量熱量,增加大量管材,不節能,不經濟。我們根據這一情況,選擇管間距為400mm,經過運行和對室內溫度的測量,在設計室外溫度條件下達到了設計室內溫度要求,節約了投資和熱能,人們也感到很舒適。

2.4在集、分水器的選用上,必須采用符合要求的合格產品。因集、分水器材質均為銅,銅的強度小,尤其是與熱水管連接的根部,因經常的管道熱脹冷縮,容易損壞,所以要選擇壁厚銅密度大的集、分水器。分、集水器附近外露的管道部件較多,應注意保護,要加防護罩,以免損壞。2.5在冬季施工時應特別注意,試壓或沖洗后,應將盤管內的水全部吹出,以防凍壞管。

2.6正常運行后會遇到室內溫感偏高的問題,出現這種情況主要由以下原因引起:

2.6.1負荷確定時未考慮輻射采暖與對流采暖的區別,直接將對流采暖負荷作為輻射采暖負荷進行計算。相同條件下,輻射采暖時壁面溫度比對流采暖時高,減少了墻壁對人體的冷輻射,而人對室內熱環境的感受常以實感溫度來衡量,實感溫度可比室內環境溫度高2~3℃,因此在保持相同舒適感的情況下,輻射采暖室內空氣溫度可比對流采暖時低2~3℃。在計算采暖熱負荷時沒有考慮上層地板向下的傳熱量,也是造成室內溫度升高室內環境偏熱的原因。

2.6.2有的設計人員按參考資料提供的地板散熱量直接查取管間距,甚至根據經驗確定管間距,而忽略了其適用條件。如加熱管為鋁塑復合管或塑料管,公稱外徑為20mm,填充層厚度為60mm,供回水溫差為10℃時,有不同加熱管間距和不同平均水溫時的地板散熱量。當填充層厚度改變時,如改為55mm,地面層熱阻減小,地板散熱量加大,從而使室內溫度升高,室內偏熱。同理,供回水溫差的改變,管間距的增減,管內平均水溫的變化,也將影響地板散熱量的大小。如某工程設計時供回水溫度為50℃/40℃,室內溫度為18℃,管間距為250mm,地面層為木地板,地板散熱量約89w/m2。由于某種原因供回水溫度改為55℃/45℃,供回水溫差沒有變,施工時未做變更,結果實際運行時,室內溫度卻高達23~24℃,溫升約5~6℃,地表溫度也升高了5℃左右。

因此設計時應進行按實際應用情況細致的計算,否則不僅偏離設計要求,而且也浪費能源。

3地板輻射采暖施工要求高,需要有經過專門訓練的專業隊伍施工

地暖人員加強盤管的打壓工作,一般至少應打三次壓。盤管完畢后,進行第一次打壓,混凝土施工完畢后,進行二次打壓,地面面層施工完畢后,進行三次打壓。為保證重點工序施工質量,在混凝土施工過程中,壓力表應保持壓力,施工人員隨時注意壓力變化。地板采暖使用壽命長,但一旦損壞進行維護幾乎不可能。

4結語

專業設計、優質材料、精心施工是切實保證地暖總體效果的關鍵,隨著建筑節能的要求及建筑保溫程度的提高,地暖專用材料及施工水平的提高,這一技術也得到了日益廣泛的響應,并逐漸朝著節能、環保智能型方向發展。