燃气红外线辐射供暖系统应用探讨

【前言】燃气红外线辐射供暖系统应用探讨由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。燃气红外辐射采暖系统以天然气、液化石油气为燃料，可直接吊顶安装在天花板上，设备由4个主要部分组成：控制箱燃烧器、辐射管、反射板和排气装置。电气控制和主燃烧器位于控制箱内。点火和控制点火通过安全可靠的点火器完成。空气和燃气在燃烧器内混合燃烧后进入辐射...

摘要：一些高大的工业厂房及大空间的公共建筑，冷风渗透量大，温度梯度大，燃气红外线辐射供暖系统是解决高大空间供暖的有效途径。本文介绍了这种供暖方式的原理、工作方式的优缺点及注意事项。

关键词： 高大空间 供暖方式 燃气辐射

中图分类号：TE44文献标识码： A 文章编号：

1 燃气红外线辐射供暖系统简介

早在40年前，法国、美国、加拿大等国就开始研究燃气红外线供暖技术，随着技术的不断完善，应用也越来越多，发展成为现在的燃气红外线供暖技术。

燃气红外辐射采暖系统以天然气、液化石油气为燃料，可直接吊顶安装在天花板上，设备由4个主要部分组成：控制箱燃烧器、辐射管、反射板和排气装置。电气控制和主燃烧器位于控制箱内。点火和控制点火通过安全可靠的点火器完成。空气和燃气在燃烧器内混合燃烧后进入辐射管直接辐射加热需采暖的人和物体。人和物体吸收并储存来自本系统的热能，然后通过表面向采暖空间内的空气传递热量，因此无空气分层，较好的解决了各种高大建筑的供暖难题。

随着我国石油工业的发展，油气田的开发和利用，这种采暖方式的应用在不断增加。我国1997年开始使用，北京西郊机场飞机库、天津热带植物观赏园等就是红外辐射采暖成功的范例。

2 燃气红外线辐射供暖系统优缺点

热量有三种传递的方式：对流、传导和辐射。传导和对流换热是不同温度的物体直接接触的热传递现象，辐射换热不依赖介质的直接接触，是热量传递过程中能量损失最小、传递速度最快的一种。

燃气红外线辐射供暖系统，模拟太阳加热地球的原理，利用天然气、液化石油气，在特殊的燃烧装置—辐射器内燃烧而辐射出各种波长的红外线进行供暖的。红外线照射到物体上后，部分被吸收，部分又反射出来，对物体和人体进行二次加热，从而实现供暖目的。在辐射供暖系统中，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，辐射传热的比例通常在50%以上。

在高大空间建筑物内，2m以下是人员、设备密集的空间，这里才是采暖要解决的根本区域，如果热空气能停留在这个空间内，对满足工艺要求、人员舒适性以及降低能源消耗等方面将是最好的效果。

为了克服高度方向的垂直失调，目前对于高大空间建筑物的采暖，主要采用散热器+暖风机、集中送风的热风供暖方式及燃气红外线辐射供暖方式。下面对三种高大空间供暖方式管进行比较。

散热器+暖风机热风供暖系统工作原理是：燃料在锅炉内通过燃烧将其中化学能转变成高温烟气的热能，高温烟气在炉内把热量传给热媒（热水或蒸汽），再经过输送管路（热网）将热媒送至用户（散热器）和暖风机。具有一定温度的热媒（热水或蒸汽）在散热器内流动时，散热器就把热媒所携带的热量不断地传给室内的空气和物体，其散热过程为：（1）散热器内热水或蒸汽通过对流换热把热量传给散热器内壁面；（2）散热器内壁面通过导热把热量传给外壁；（3）外壁通过对流换热把大部分热量传给空气，很少一部分热量通过辐射传给室内的物体和人。

由此可以看出，散热器+热风供暖系统存在能量转换环节多，热效率低的缺点，通常供热小锅炉热效率只有70%，供热外管网热效率为95%，散热器的热效率为90%，这样整个供暖系统的热效率只有60%左右。此外，需要外部热源。如自建锅炉房，系统更复杂，且自动控制与温度调节不易实现。由于空气的对流作用，导致室内垂直温差大，产生大量的无效热负荷，往往房间顶部温度高，底部温度低，房间高度越高，这种作用越明显。

集中送风的热风供暖工作的过程中和散热器系统一样，也是一种对流换热的方式，如要求室内温度达到16℃，2m以的空间也成为采暖的对象，这样大部分的能源被浪费；再者，一个好的热风系统，必须要有相应良好的气流组织来实现，这样势必又造成车间上部要有大量的通风管道，空气处理设备占用大量的空间；另外，还有值班采暖的问题，一是夜间关闭新风管道阀门，开启空气处理设备，依靠室内回风解决问题，其最大的缺点就是不便于管理；二是设置单独的值班采暖散热器系统，全天24小时开启，这两种方式都会加大能耗。

与传统供暖方式相比，燃气红外线辐射供暖系统具有诸多优势。

由于辐射供暖时，辐射热直接照射供暖对象，几乎不加热环境中的空气，因此辐射供暖时的室内温度梯度小，与对流供暖相比，在室内空气温度相同的情况下，辐射采暖的实感温度比对流供暖的实感温度高压2-3℃，也就是说，在保证同样的室内实感温度的情况下，辐射采暖的室内空气温度比对流供暖低2-3℃，因此室内外温差小，所以冷风渗透量也较小。

由于对流供暖时，室内空气被加热，并形成冷热空气的对流，因此室内空气温度有较大的梯度，屋顶部分温度高，地面附近温度低，而辐射供暖时，辐射热直接向下辐射，地面部分还可以积蓄部分热量，因此室内空气温度梯度小，相应建筑物上部的热损失也较小。

燃气红外线辐射供暖的电耗可不计。燃气红外线辐射供暖的辐射强度高、效果好。在辐射供暖的环境中，围护结构、地面和环境中的设备表面，有较高的温度，有辐射强度和温度的双重作用，造成了真正符合人体散热要求的热状态，所以人体有最佳的舒适感，此时人的实感温度高于周围环境的空气温度。 同时由于提高了室内表面的温度，减少了四周表面对人体的冷辐射。

由于辐射供暖利用红外线传热，而红外线与可见光一样都是电磁波的一部分，都以光速传播，所以辐射面一经达到一定温度后，既可供热并解除人体或设备的冷感觉。

建筑物围护结构的保温条件要求不高，可以对高大空间、半开放式空间进行加热，甚至可以在室外进行供暖，这是对流供暖无法做到的。可以根据不同的需要，灵活地布置，可以进行全面供暖，也可以在一个很大的空间内，在局部区域进行供暖。

可以根据需要随时起停，传统暖气片供热只能在供暖季内一直运行，一旦停止供暖，水暖系统中的管线设备则有可能被冻裂。 而辐射供暖系统可以根据需要随时起停。

一次投资低，只需在燃气管网上接管，并在系统入口安装调压稳压设备，不用安装供热锅炉及其他附属设备（水处理设备、除氧设备等），没有供暖水循环系统，一次投资大大降低。同时由于热媒温度高，辐射器金属耗量低、投资更省。

自动控制与温度调节容易实现。每套温度控制系统包括1个黑球温度传感器、一个控制箱。黑球温度传感器装于控制区域的具有代表性的位置。控制器对传感器传来的温度信号进行比较，产生控制指令，通过控制设备的开或关调节控制温度。控制区域可根据用户的要求自由划定。在不同的控制区域，用户可根据需要设定不同的室内温度。控制器可根据用户的需要，设定24小内不同时段的温度，可设定5℃的值班供暖温度。不需要设计专门的值班采暖。还可根据用户的需要，设定一个星期内，不同日期设备的工作状态，如开启时间，不同时段的温度。

室内空气静止，无扬灰现象，有利于人体健康；燃烧洁净能源，无污染，符合国家环境保护要求。天然气、液化石油气为洁净能源。燃气辐射器燃烧相当完全，燃烧产物中只有CO2和水蒸汽，，微量CO及Nox，所以尾气可直接排至室内。可以利用尾气的潜热，，体现了节能，燃烧产生的水蒸汽排至室内，增加了室内空气的相内湿度，体现了舒适。

燃气红外线辐射供暖也有一定的局限性，主要是：工作过程中需要用到燃气，厂区周围需有市政燃气管道，如果没有燃气管道的话，燃气的储运就会比较麻烦一些。其次，工作过程中燃气会进行燃烧，在易燃易爆的环境中就无法使用。再次，辐射采暖因为辐射管的温度相对较高，约180-400度之间，对于物体距离辐射管的最小距离有一定的要求。此外，燃气辐射供暖系统适用于层高较高的场所，不适合使用在小面积、小空间的场地。最后，由于主要设备部件都为进口，维修困难。

3 设计中应注意事项

燃气辐射器严禁安装在地下室和有易燃、易爆气体、粉尘和介质的场所。采用燃气红外线辐射供暖时，必须采取相应的防火、防爆和通风换气等安全措施，并符合国家现行有关安全、防火规范的要求。

当工作区发出火灾报警信号时，应自动关闭供暖系统，同时还应连锁关闭燃气系统入口处的总阀门，以保证安全。当采用机械进风时，为了保证燃烧器所需的空气量，通风机应与供暖系统联锁工作，并确保通风机不工作时，供暖系统不能开启。

此外，燃气红外线辐射器的表面温度较高，每一种型号燃气红外线辐射器都有最低安装高度的要求，且安装高度不应低于3m。

4 结论

从上面的比较可以看出，与传统供暖方式相比，燃气红外线辐射供暖系统在供暖效果、节能、舒适性等方面都具有明显的优势。随着我国石油工业的发展，油气田的开发和利用，这种供暖方式的应用在不断增加。实践证明，在燃气供应许可时，采用燃气红外线辐射供暖系统，从技术上和经济上都具有一定的优越性。”燃气红外线辐射供暖在我国将有着广阔的发展前景。

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