常识丨低温地板辐射供暖设计二三问

供热资讯 2019-07-05 10:19:31


摘 要:文章针对低温地板辐射供暖设计中热负荷计算、管材选用、盘管的敷设等问题进行探讨,提出一些看法,希望能够有助于实际应用,以期达到舒适和节能的目的。



低温热水地板辐射供暖是近几年在我国得到迅速发展的新型供暖方式。它以其使室内舒适性强、温度梯度小、热稳定性好,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;同时也是一种节约建筑能耗、提高热舒适性的理想供暖方式。但由于设计规范、技术规程不够完善合理,在设计方法上存在很多不完善的地方,使得设计人员在进行设计计算时,无法准确确定各设计参数,使设计计算带有一定的随意性,由此使室内温度过高或偏低,达不到舒适和节能目的。为了能够合理地进行地板辐射供暖设计,本文就地板辐射供暖设计中存在的几个问题进行探讨。 



1.热负荷计算的问题 


低温地板辐射采暖系统是以地板内盘管经地面向室内散热,由于受到地板装饰层厚度、材料以及地面上布置的一些家具的影响,提高了传热热阻,大大降低了盘管的散热量,因此,在确定热负荷时要适当考虑这些因素的影响。


另一方面,有文献表明,地板辐射供暖是在辐射强度和温度的双重作用下对房间进行供暖,形成较合理的室内温度场分布和热辐射作用,可有2―3℃的等效热舒适度效应,因此供暖热负荷计算宜将室内计算温度降低2℃,或取常规对流式供暖方式计算供暖热负荷90%―95%,也就是说,可以适当降低建筑物热负荷。


另外,对于采用集中供暖分户热计量或采用分户独立热源的住宅,应考虑间歇供暖、户间建筑热工条件和户间传热等因素,房间的热负荷计算应增加一定的附加量。


因此,在设计计算热负荷时应对以上问题综合加以考虑,确定符合工程实际的建筑热负荷。 



2.常用管材及性能分析 


目前,本地区常用的低温热水地板供暖的管材主要为:交联聚乙烯管(PE-X)、无规共聚聚丙烯管(PP-R)、耐热增强聚乙烯管(PE-RT)等几种。 
  

交联聚乙烯管(PE-X):适合用于低温地板辐射系统,其热膨胀系数与混凝土的热膨胀系数较为接近。应用此管材可大大减少管材及混凝土开裂的几率,而且价格低廉。缺点是管材不能熔焊,弯曲有回弹。 
  

无规共聚聚丙烯管(PP-R):它是以无规共聚聚丙烯为基料,经改性处理后制成。它具有更好的机械性能,更高的拉伸屈服强度和抗冲性能,无毒卫生,抗腐蚀防水垢,耐高温高压,还具有良好的热熔接性能。但它管壁较厚,弯曲施工比较困难,抗蠕变性能也较差。 
  

耐热增强聚乙烯管(PE-RT):具有良好的柔韧性、使其铺设时方便经济,不会出现回弹现象,因此在冬季的情况下也可以施工(这一点非常适合在北方寒冷地区应用),并且在弯曲管道时无需预热,其弯曲半径可以小到管道外径的5倍,耐化学腐蚀性好、不生锈、使用寿命长、抗冲击性能好、散热性能好,导热系数为λ=0.4W/m・K,在采暖应用中可以节约大量能源。但价格要比以上两种管材高出一些。 
  

在具体设计时,设计人员应根据热媒温度和工作压力、系统水质、管材耐用年限和使用条件、材料供应、施工技术和投资等方面的要求合理选择。



3.盘管的敷设方式 


常见敷设方式有:S型、直列型、旋转型及往复型。从使用情况看,旋转型敷设方式使用较多,主要是因供回水管相间布置,热工效果较好,这种布管方式比其他布管方式的地表温度均匀,施工方便。其次为S型敷设方式。 
  

在实际设计中,对进深大于6m的房间,宜以距外墙6m为界分区,把各区当作单独房间分别布置盘管;对于地板散热量大的房间,即使管间距为300mm,也显得过密,运行中可通过调整加热管水流量、水温等来满足室温要求;对于热负荷很小的房间,如整个地面全部布置加热管,势必造成房间过热,设计时应采取局部布置的办法,如加热管布置在走廊、房间中央等有人活动的地方。 



4.盘管长度的确定 


因地板辐射供暖系统供热管径较小,阻力损失较大,为减少阻力损失,不宜将单个环路的地热管设计过长,一般单管长度不超过120m,又由于地板供热要求加热盘管尽量不使用接头,而管材的盘卷包装是定量的,为保证供热系统正常运行和避免管材的过多余量浪费,所以合理地确定盘管长度非常重要。


因此,设计时应结合实际情况进行认真计算。先根据供暖房间的个数以及面积大小划分成组,按房间数确定支路个数,每支环路长度宜控制在60―80m,并应增加2―6m管线长度连接分集水器,为了保证各支路的平衡,布管时应尽量使各支路盘管的长度相等或近似相等,最长不宜超过120m,分支环路应采用整根管子,不允许中间有接头。 



结论 


低温地板辐射供暖是一种高效节能的供暖方式,在低温地板辐射供暖设计中,设计人员应选用更符合实际的设计计算方法,合理准确计算辐射供暖热负荷,合理确定热负荷、盘管的敷设间距、长度和选择管材,从设计上避免供热系统过热或过冷现象。除了正确地进行计算、选材外,还要在施工和验收等环节加以规范和严格限制,只有这样才能发挥地暖供热的优势。 








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