08低温地板辐射供暖系统在实际应用中的缺陷

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1、低温地板辐射供暖系统在实际应用中的缺陷周霖张少凡潘超（南京理工大学，南京210000）摘要：低温地板辐射供暖系统由于其室内舒适性好，节约能源，节省空间，清洁卫生等优点越来越受到青睐，但是在实际应用中，低温地板辐射供暖系统还是存在着一些缺点。本文将对这些缺点进行分析。关键词：低温地板辐射供暖系统；面层；家具；热惰性0前言早在十九世纪，国外就有人提出了低温地板辐射供暖的想法，到了二十世纪，欧洲国家将这项技术进行了深入的研究。经过几十年的探索，到如今，低温地板辐射供暖越来越受到青睐。相对于传统的对流换热散热器而言，低温地板辐射供暖有着一下几大优点：室内温度均匀。

2、采用低温地板辐射采暖，地板表面温度一般不高于26℃，沿垂直方向温度逐渐降低，在距离地面30CM左右处，空气温度基本上等于室内设计温度，此后，同一水平面方向的温度基本不变。节约能源。一方面地板辐射采暖的辐射面大，相对要求供水温度低，只需40～50℃，而且安装在地板下，热媒低温传送，在传送过程中热量损失小，稳定性好。该系统还可以利用采暖回水，空调水，余热水，地热水或者经热交换后的水。另一方面，在获得相同的舒适的前提下，与传统对流散热器供暖系统相比，低温地板辐射供暖系统室内设计温度的取值可以比降低2~3℃。节省空间。住宅，室内的装饰家具的摆放不需要考虑采暖器材的

3、摆放，使得居室更加的美观，降低了装修费用。清洁卫生。由于是是地板供暖是低温辐射供暖，，室内不产生明显的对流，因此可以减少住宅内空气尘埃的飞扬和细菌的传播，使室内空气清新洁净。虽然低温地板辐射供暖有着以上几个非常吸引人的优点，但是低温地板辐射供暖并非是完美无缺，在实际应用中还是存在着一些缺点。1面层的影响图1低温地板辐射供暖地板层结构图如图1所示，从辐射供暖的表面一下分别有面层，预埋了加热管的活性填充层，有一定间距的加热管，绝热层和钝性的楼板层。低温地板辐射供暖的地板表面传热量为：T4AUST41.31pqqfqr2.17(TpTn)4

4、.98（1-1）100100式中：T—地板表面温度，K；pT—室内空气温度，K；nAUST—室内非加热表面平均温度，K。由式（1-1）可见，地板提供的单位热量取决于地板的表面温度，此温度由一系列的参数一起决定的：活性填充层里加热管之间的间距，加热管里的热水温度和流量。同时，管的壁厚与导热系数，面层的种类，厚度与导热系数对地板的散热都有影响。这里主要讨论面层的影响。[1]根据张清华等的建模分析，在室内设计温度为20℃，供回水温度为45℃，管间距为200mm，加热管管径为20mm时，利用Fluent软件模拟得出不同的面层种类下

5、低温地板辐射供暖表面温度分布曲线。图2大理石面层表面温度分布曲线图3木板面层表面温度分布曲线图4毛毯面层表面温度分布曲线表1模拟结果面层种类最高温度（℃）最低温度（℃）平均温度（℃）散热量（W/㎡）大理石33.4632.5132.96130.90木板27.2727.2727.5676.30毛毯23.2623.2623.3233.50从以上模拟结果可以看出，不同的面层种类的地板表面温度分布以及散热量存在着明显差异，这主要取决于不同面层种类的热传导系数。大理石表面的平均温度比地毯表面的温度高接近10℃，散热量是地毯表面的4倍。可见面层材料对低温地板辐射供暖的供

6、热量产生的影响是非常大，如果采用木板或者毛毯作为面层，那么会造成热量的浪费，这与低温地板辐射供暖的节能特点背道而驰。虽然理论上可以通过提高进水温度来提高表面温度，但是在实际中，加热时填充层会膨胀，如果过度加热，膨胀就会使填充层与地板断开，面层就会有翘起的危险。2家具的影响低温地板辐射供暖运行时，系统都是埋在地板下，没有占用室内空间。我们在讨论低温地板辐射供暖的供热量时，通常会用单位面积供热量。但是在实际运用中，不可能使用完整的散热地板表面来采暖。由于室内的家具的存在，比如床，衣柜，沙发等等，在系统运行时，考虑这些家具对热交换的影响很大，被家具覆盖的地板表面

7、仅能提供很少的热量，也就是说只有一部分的地板表面能够向室内提供热量。对于这部分地板表面的面积可以定义为有效使用面积。图5采暖房间正面图图6采暖房间俯视图图5和图6显示了一个最典型的情况，卧室里安装了低温地板辐射供暖系统。床底下与衣柜底下的面积都是非活性表面。由于家具地遮蔽，家具底下的地板表面不能以辐射的方式传出热量，也不能以对流的方式传出热量。有效使用面积是指那些充分暴露在外面，与空气直接接触的那一部分面积，也就是图中的空白部分。如果该采暖房间是一个5×4×3（长×宽×高）的房间，那么采暖地板的总面积为20㎡。而床的面积为4㎡，衣柜的面积为2㎡，于是剩下的

8、面积为14㎡，这部分面积就是该采暖房间的有效使用面积，So=14㎡