低温热水地板辐射供暖方式的分析与展望

摘 要:低温热水地板辐射供暖系统是近几年来逐渐兴起的一种新型的供暖方式,由于它具有舒适、节能、不占空间、可自行调节温度、维护运行费用低等优点,逐渐得到广大住户和开发商认可,并广泛应用。本文就其优势和不利因素分别进行简要阐述。

关键词:低温辐射供暖 对流换热供暖 舒适感 蓄热 分户热计量

中图分类号:TU832 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0067-01与传统的对流换热供暖相比,低温热水地板辐射供暖具有舒适、节能、不占空间、可自行调节温度、维护运行费用低等优点,从而得到了广大住户和开发商的认可,并广泛使用,特别是在北方采暖地区,其推广应用较快。然而,对于任何一种供暖方式在具有其自身诸多优势之外也存在着或多或少的不利因素,低温热水地板辐射供暖也不例外。现就其优势和不利因素分别进行简要阐述。

1 低温热水地板辐射供暖的优势

1.1?舒适性

与传统的对流供暖相比,低温热水地板辐射供暖并非直接加热室内的空气,而是通过低温辐射换热来加热各围护结构内表面,从而提高物体表面的温度,进而达到室内温度均衡的舒适度要求。采用地板下敷设供热盘管的方式,通过低温热水辐射供暖,使水平温度分布均匀,垂直温度梯度大,下暖上凉,符合人体脚暖头凉的生理需要,使得室内冷热舒适感效果更好。

1.2?节能性

与传统的对流供暖方式相比,低温热水地板辐射供暖是在辐射强度和温度的双重作用下对房间进行供暖,形成较合理的室内温度场。低温热水地板辐射供暖辐射传热占总散热量的50%～60%,这部分热量不需要通过任何介质就可以直接传输给供热对象,迅速、快捷。整个传热过程热损失减少,热效率随之提高。一般来讲,低温热水地板辐射供暖的实感温度比对流供暖的实感温度要高2℃左右。所以,在进行采暖设计时,室内设计温度可比对流供暖的设计温度降低2℃～3℃。室内设计温度的降低,意味着室内供暖热负荷的降低,热效率提高,从而节省了能耗及资源,达到了节能的目的。

1.3?蓄热时间长

与传统的对流换热供暖相比,低温热水地板辐射供暖具有蓄热能力强、蓄热时间长的特点。在低温热水地板辐射供暖系统中,地板和供暖管之间铺设30mm～50mm厚的细石砼作为填充保护层,细石砼的热稳定性较好,又加上楼板本身也是良好的蓄热载体,使得整个供暖系统的蓄热能力增加。经实践得出,间歇供暖时,采用低温热水地板辐射供暖,室内温度变化缓慢,即便是关闭热水阀门,降低供暖温度,室内的温度也可以保持5～6个小时。而对于传统的对流换热供暖,一旦关闭暖气阀门,室内温度会很快降低。因此,低温热水地板辐射供暖的热稳定性更好。

1.4?分户热计量、按需供应

在我国北方地区,大多数既有建筑采用集中供热的采暖方式,为了维持18℃室温所需的热量,集中供热系统的实际供热量往往偏高,特别是在供热初期和供热末期,室温普遍偏高,为了避免过热,居住者只好开窗散热,这样致使大量的采暖热量通过外窗散掉,造成热量损失。低温热水地板辐射供暖的分户热计量系统正好解决了这个问题,它是在分水器旁加装热计量装置,使单户自成系统,分室控制温度,按需供给。它要求以环路设计,按房间单独布管,并在分集水器上的每个支路安设流量调节阀,保证每个房间都能达到设计要求的流量的同时,避免了因超出设计流量而造成的过热浪费现象。据统计,分户热计量系统比集中供热系统大约能节约10%左右的能源。

1.5?节约空间、环保卫生

传统的对流换热供暖系统,散热器铺设在居室内墙处,占据了有效的使用面积,妨碍了家具的布置,而采用低温热水地板辐射供暖,供热盘管均敷设在地板下面,节省了空间,使居室内有效使用面积增大,便于装修、布置家具,使得居室更加美观、宽敞。此外,由于低温热水地板辐射供暖无高温对流表面的存在,从而减少了室内灰尘的飞扬与扩散,满足了室内环保卫生的要求。

1.6?维修保养费用低

由于地板辐射供热使用的管材是交联聚乙烯管,该管材具有无腐蚀、无结垢、不漏水的特点,使用寿命达50年以上,又由于该加热管全部暗埋在楼板面层中,如果不是人为破坏,几乎不存在维修的问题,从而降低了维护保养费用和运行管理成本,也减少了维修给住户带来的烦恼。其次,管道都是相对独立的,各户之间不再相互影响,不会出现因一家维修,全楼停暖的局面。最后,由于管道减少了接头,故障率也因此大大减少,所以在正常情况下维护量很小,同时也延长了设备的使用寿命。

2 低温热水地板辐射供热的不利因素

2.1?不可维修性

低温热水地板辐射供暖系统,加热管全部敷设在楼板面层中,虽然所用加热管材寿命较长,人为破坏几率较小,正常情况下维护量偏小,但系统一旦出现问题,就需要剖开大片地面进行维修,给施工带来困难的同时,也给住户造成麻烦和损失。

2.2?循环泵功率大

在房间的热负荷基本相同的情况下,对流换热供暖系统供回水温差为25℃,而低温热水地板辐射供暖系统的供回水温差只有10℃。与对流换热供暖系统相比,低温热水地板辐射供暖系统的循环流量偏大,又由于低温热水地板辐射供暖系统采用盘管供热,管线较长,与对流换热的垂直串联系统相比,系统阻力增大,因此,循环水泵的耗电随之增大,选用的循环泵的功率也偏大。

2.3?双向传热加大底层地面传热量

现在设计应用的低温热水地板辐射供暖,大都在地板加热管下敷设一层30mm～40mm厚度的保温板,目的是为了减小标准层地板下表面向下楼层的传热,便于分户控制和分户计量。但是,即使在加热管下面垫了保温板,还是会有一些热量损失。假设整栋建筑都采用低温热水地板辐射供暖系统,由于向下传热与来自上层地板的散热基本相当,标准层的热损失可以不考虑,但是底层用户向土壤的散热损失要大于对流换热供暖的地面热损失。

3 低温热水地板辐射供热的发展前景

近几年的实践表明,低温热水地板辐射供暖在节能环保、舒适度、室内美观、维修保养费用等方面都具有明显的优越性,得到了广大住户和开发商的认可,从多层到高层、从居住建筑到大空间公用建筑都得到了广泛的应用。未来前景看好。

4 结语

低温热水地板辐射供暖是一种较好的供暖形式,它具有诸多对流换热系统无法比拟的优势,推广应用的前景良好,但是由于低温热水地板辐射供暖在我国应用的时间不长,人们对它的认识还不够深刻,并且在国内还没有一套详实准确的设计施工规范,使得目前在设计施工过程中常常会出现各种各样的问题。因此,要想使这种新型的供暖系统得到更好的发展,还需同行专业人员的共同努力,让其从理论研究、工程设计、施工以及运行管理等诸方面,做到更加完美。

参考文献

[1] 地面辐射供暖技术规程[S].JGJ142-2004.

[2] 低温热水地板辐射供暖应用技术规程.

[3] 章熙民.传热学[M],中国建筑工业出版社,2007.