低溫地板輻射采暖常見的設計問題
發(fā)布時間：2021-10-26 發(fā)布人：總管理員
1、低溫地板輻射采暖系統(tǒng)以室內(nèi)溫度均勻性好、舒適性好、溫度梯度小、符合人體生理要求和不影晌室內(nèi)使用面積等優(yōu)點，受到人們的普遍歡迎，被廣泛的應用于住宅、別墅、賓館和辦公大樓等場所。地板輻射采暖同傳統(tǒng)散熱器或空調(diào)送暖在傳熱原理上有所不同，前者輻射所占比例大，后者以對流方式為主。
2、常見的問題
通過對一些低溫地板輻射采暖工程的實際觀察，我發(fā)現(xiàn)了許多問題，而且還相當普遍，如室內(nèi)偏熱、地面溫度偏高和地面溫度分布不均勻等，經(jīng)分析可以確定這是設計上的問題。
2、1室內(nèi)溫度偏高
主要原因是：
(1)負荷確定時未考慮輻射采暖與對流采暖的區(qū)別，直接將對流采暖負荷作為輻射采暖負荷進行計算。相同條件下，輻射采暖時壁面溫度比對流采暖時高，減少了墻壁對人體的冷輻射，而人對室內(nèi)熱環(huán)境的感受常以實感溫度來衡量，實感溫度可比室內(nèi)環(huán)境溫度高2—3℃，因此在保持相同舒適感的情況下，輻射采暖室內(nèi)空氣溫度可比對流采暖時低2—3℃或在負荷計算時取對流采暖熱負荷的0.9—0.95(對于全面輻射供暖來說)。
(2)在計算采暖熱負荷時沒有考慮上層地扳向下的傳熱量，也是造成室內(nèi)溫度升高導致室內(nèi)環(huán)境偏熱的原因。
(3)是有的設計人員按參考資料提供的地板散熱量直接查取管間距，甚至根據(jù)經(jīng)驗確定管間距，而忽略了適用條件。加熱管確定，公稱外徑、填充層厚度和供吸水溫差確定，不同加熱管間距與不同平均水溫地板有不同的散熱量。當填充層厚度改變時，地面層熱阻減小，地板散熱量加大，從而使室內(nèi)溫度升高，室內(nèi)偏熱；供回水溫差改變，管間距增減，管內(nèi)平均水溫的變化，也將影響地板散熱量的大小。
例如某工程設計時，供回水溫度為50℃／40℃，室內(nèi)溫度為18℃，管間距為250㎜，地面層為木地板，地板散熱量約89w／㎡。由于某種原因供回水溫度改為55℃／45℃，供回水溫差沒有變，施工時未做變更，結果實際運行時，室內(nèi)溫度卻高達23—24℃，溫升約5—6℃，地表溫度也升高了5℃左右。
因此設計時應進行細致的計算，否則不僅偏離設計要求，而且也將浪費能源。
2、2地面溫度偏高
地面溫度過高，長久之后人體也會感到不適，而且對地面覆蓋物也有一定影響，因此根據(jù)衛(wèi)生要求、人體熱舒適性條件和房間用途，對地面溫度做了一些規(guī)定。
地板輻射采暖時地板表面平均溫度(tb)與加熱管的管徑(d)管間距(s)、加熱管埋深(h)、地板導熱系數(shù)(λ)、供回水平均溫度(tp)和室內(nèi)溫度(tn)有關，即：
tb=fd，s，h，λtptn
由于地板單位面積散熱量q與單位面積埋管的散熱量(d、s、h、λ、tp)有關，則有
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響地面溫度的因素，在工程中引起地面溫度偏高的直接原因主要有以下幾個力而：
(1)負荷偏大：由于室內(nèi)熱負荷偏大，地板單位面積散熱量q增加，地板表面平均溫度tb增大。
(2)供回水平均溫度偏大：當供回水平均溫度tp升高時，室內(nèi)溫度升高，地表溫度也升高。
(3)埋管深度不夠：有些房地產(chǎn)開發(fā)商為了降低房屋造價，將層高減小，用戶為了保證室內(nèi)足夠的凈高，有的采用減小加熱管埋深的做法。由于埋深h減小，使地板熱阻減小，單位面積地板散熱量q增加，從而使得地面溫度tp偏高。
2、3地面溫度不勻
地面溫度分布均勻程度主要受埋管深度h、管間距s大小和布管方式等影響。
2、3.1埋管深度
根據(jù)有關理論，填充層的熱阻是變化的，這樣就使輻射板表面呈不等溫面，管頂所對應的地面溫度最高，當相鄰兩加熱管中的熱水溫度相等時，兩管中間處的地面溫度最低，埋深越小，地面溫度越高和分布越不均勻。
2、3.2埋管間距
根據(jù)有關理論，當管間距增大時，兩管間疊加強度減小，管頂所對應的地面溫度增高，兩管中間處的地面溫度降低，地面溫度分布更加不均勻。為了保證地面溫度分布均勻性，工程中一般限定管間距不宜大于300mm，但當?shù)孛嫔崃看髸r，即使300mm的管間距也顯得過密，此時可通過調(diào)整加熱管水流量和水溫等來適應要求。
2、3.3布管方式
沿加熱管水流方向，水溫逐漸降低。常用的布管方式有平行排管式、蛇形排管式和回字形盤管式，平行排管式地板表面平均溫度沿水的流程方向逐步均勻降低，蛇形排管式地板表面溫度在小面積上波動大但平均溫度分布較均勻，回字形盤管式地板表面平均溫度也是沿水的流程波動很小，溫度分布更均勻。
3、局部情況
由于沿外窗外墻熱損失較大，一般將高溫管段優(yōu)先布置在該處，或在沿外窗外墻一定范圍內(nèi)布管加密，但不能過密，外窗外墻地面溫度偏高會加大熱量損失；
4、建議
上述問題多是由于設計中沒考慮輻射采暖的特點而造成的。地板輻射采暖設計看似簡單，實際設計中需綜合考慮室內(nèi)溫度、地面溫度、地面溫度的分布等要求，以及相互之間的關系。室內(nèi)溫度與地面溫度和地板散熱量有很強的耦合性，某一者的變化將引起其他量的連鎖變化，因此設計中應遵循以下步驟：
(1)計算熱負荷，根據(jù)輻射采暖特點，確定出房間實際需熱量；
(2)根據(jù)己知條件，如建筑面積、地面結構和室內(nèi)溫度等要求，確定地板散熱量；
(3)根據(jù)散熱量，室內(nèi)溫度，供回水溫度，地板熱阻，假定加熱管管徑，確定管間距；
(4)根據(jù)房間布置情況，在保證單管長L≤120m的條件下，確定支管數(shù)；
(5)根據(jù)房間用途及熱工特性，遵循溫度均勻分布的原則進行布管，布管時應注意盡量使各并聯(lián)管路平衡。
(6)計算各支管水量，校核系統(tǒng)阻力是否平衡，注意管內(nèi)的流速不應低于0.25m／s。
5、小結
(1)低溫地板輻射采暖是以輻射傳熱為主的采暖方式，因此熱負荷計算時應與對流采暖方式加以區(qū)別。
(2)室內(nèi)溫度、地面溫度和地表面散熱量有很強的耦合關系，注意某個量的變化將引起其他量的相應變化。
(3)管路布置時應注意保證地面溫度分布均勻。
