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时间:2018-12-09
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1、低温地板辐射采暖设计常见问题探析-暖通论文简介:作者通过调研,了解到低温地板辐射采暖系统中存在室内实感温度偏高,地板表面温度也偏高和地表温度分布不均匀等问题,于是分别从供回水温度,室温选取和地面散热量等方面分析了原因,建议设计时应注意的问题和应遵循的步骤。关键字:低温地板辐射散热量热负荷计算0引言低温地板辐射采暖系统,以其室内温度均匀性好,舒适性好,温度梯度小,符合人体生理要求及不影响室内使用面积等优点,受到人们普遍欢迎,广泛应用于别墅、住宅、宾馆大堂、游泳池馆等场所,尤其别墅和住宅使用更为普遍。地板辐射采暖
2、与传统散热器或空调送风采暖在传热原理上有所不同,前者辐射所占比例大,而后者则以对流方式为主,因此两种方式房间得热有所不同,系统设计也有诸多不同之处。笔者调研了一些低温地板辐射采暖工程,发现存在许多问题,以下几种情况比较普遍:(1)室内偏热;(2)地面温度偏高;(3)地面温度分布不均匀等。经过了解发现设计中存在一些问题,下面对这些情况做一分析。1室内温感偏高出现这种情况主要由以下原因引起。一是负荷确定时未考虑辐射采暖与对流采暖的区别,直接将对流采暖负荷作为辐射采暖负荷进行计算。相同条件下,辐射采暖时壁面温度比对
3、流采暖时高,减少了墙壁对人体的冷辐射,而人对室内热环境的感受常以实感温度来衡量,实感温度可比室内环境温度高2~3℃,因此在保持相同舒适感的情况下,辐射采暖室内空气温度可比对流采暖时低2~3℃或在负荷计算时取对流采暖热负荷的0.9~0.95(对于全面辐射供暖来说)。在计算采暖热负荷时没有考虑上层地板向下的传热量,也是造成室内温度升高室内环境偏热的原因。二是有的设计人员按参考资料提供的地板散热量直接查取管间距,甚至根据经验确定管间距,而忽略了其适用条件。如文献[1]中给出了加热管为铝塑复合管或塑料管,公称外径为2
4、0mm,填充层厚度为60mm,供回水温差为10℃时,不同加热管间距和不同平均水温时的地板散热量。当填充层厚度改变时,如改为55mm,地面层热阻减小,地板散热量加大,从而使室内温度升高,室内偏热。同理,供回水温差的改变,管间距的增减,管内平均水温的变化,也将影响地板散热量的大小。如某工程设计时供回水温度为50℃/40℃,室内温度为18℃,管间距为250mm,地面层为木地板,地板散热量约89w/m2。由于某种原因供回水温度改为55℃/45℃,供回水温差没有变,施工时未做变更,结果实际运行时,室内温度却高达23~2
5、4℃,温升约5~6℃,地表温度也升高了5℃左右。因此设计时应进行细致的计算,否则不仅偏离设计要求,而且也将浪费能源。2地面温度偏高地面温度过高,长久之后人体也会感到不适,而且对地面覆盖物也有一定影响,因此根据卫生要求、人体热舒适性条件和房间用途,对地面温度做了一些规定。地板辐射采暖时地板表面平均温度tb与加热管的管径d、管间距s、加热管埋深h、地板导热系数λ、供回水平均温度tp和室内温度tn有关,即tb=fd,s,h,λtptn由于地板单位面积散热量q与单位面积埋管的散热量有关,即与d、s、h、λ、tp有
6、关,则有q=gdshλtp因此得出近似公式tb=tn+9(q/100)0.909由上述公式可以知道影响地面温度的因素。在工程中引起地面温度偏高的直接原因主要有以下几个方面。a负荷偏大如1中所述,由于多种原因,造成设计热负荷偏大。由于室内热负荷偏大,将使地板单位面积散热量q增加,根据式(3)可知,地板表面平均温度tb也增大。b供回水平均温度偏大由1中的例子可知,当供回水平均温度tp升高时,室内温度升高,地表温度也升高。c埋管深度不够有些房地产开发商为了降低房屋造价,将层高减小,用户为了保证室内足够的净
7、高,有的采用减小加热管埋深的做法。由于埋深h减小,使地板热阻减小,而且单位面积地板散热量q增加了,从而使得地面温度tp偏高。如图1所示,图中实线为等温线,虚线为热流线。由图可知,埋深h越小,地面温度tb越接近加热管温度。3地面温度分布不均匀地面温度分布均匀程度主要受埋管深度h、管间距s大小、布管方式等影响。3.1埋管深度与管间距如图1所示,沿热流线方向填充层的热阻是变化的,这样使得辐射板表面是不等温面,管顶所对应的地面温度tb最高,当相邻两加热管中的热水温度相等(t1=t2)时,两管中间处的地面温度tS/2最
8、低。埋深h越小,tb-tS/2越大,地面温度分布越不均匀。因此埋深减小不仅导致地面温度偏高,而且使地面温度分布也不均匀。在图1中,当管间距s增大时,两管间叠加强度减小,tS/2减小,tb-tS/2将增大,地面温度分布更加不均匀。为了保证地面温度分布均匀性,工程中一般限定管间距不宜大于300mm。当地面散热量大时,即使管间距为300mm也显得过密,此时可通过调整加热管水流量,水温等来适应要求。总之,管
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