低温地板辐射采暖设计常见问题探析低温地板辐射采暖设计常见问题探析.doc

低温地板辐射采暖设计常见问题探析 摘要： 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 关键词： 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20mm，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23~24℃，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，λｔｐｔｎ 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有关，则有 ｑ＝ｇ ｄ ｓ ｈ λｔｐ 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