低温地板辐射采暖的节能分析

唐菁敏

摘要：首先介绍低温地板辐射采暖特点，分析了低温地板辐射散热的热损失特性。通过计算对比了低温地板辐射散热供暖和散热器供暖的热负荷和供暖季平均耗热量，结果表明此条件下，低温地板辐射供暖房间的热负荷可降低10%～15%，节能率约为15%～20%。

关键词：地板辐射采暖；热损失；节能

0引言

当今时代社会能耗的30%至40%主要消耗在建筑中的炊事、空调、采暖、照明、降温、电气和热水供应等，而在其中，空調和采暖能耗所占比例又远远超过50%，所以，在我国开展建筑节能措施的形势迫在眉睫。建筑节能“九五”计划和2010年规划，这两项计划都曾指明节能的重点应着眼于住宅节能和采暖方式这两个大的方向上。而就采暖方式这个方面来考虑的话，低温地板辐射采暖是一种新颖的采暖方式，它既舒适，而又有节能的亮点。在欧美等发达国家，低温辐射采暖已广泛使用，并且该技术及实施方案以日臻完善，在1994年的时候这种采暖方式就已占韩国、日本和德国采暖市场一半以上的比例，不可谓不流行。当然，目前低温地板辐射这种采暖技术已在我国北方大部分地区广泛的推广，形势喜人！本篇文章通过对有这种采暖方式的室内开展了传热计算的课题，并与传统的供暖方式的传热计算值进行了对比，我们可以得出结论后者的热指标一般为50--80 ，而地板辐射采暖的设计的热指标要比后者低很多，所以便能知道它的节能性。与此同时，通过分析室内温度分布而说明它对人们生活起居及身体方面的舒适性，最后，文章里我们着重分析了低温辐射采暖系统在建筑节能方面得天独厚的优势。

1 供暖房间热损失分析

当供暖房间位于整个楼栋供暖时，房屋的非外墙、非顶层顶棚、非底层地板由于热交换较小，可以考虑为无热能损失。本文只考虑具有热交换的楼栋外墙和外窗的热能损失。

具有热交换的楼栋外墙和外窗的热能损失 ：

式中 、 分别为对流换热系数和辐射换热系数，单位： ℃； 为外墙或外窗面积，单位： ； 、 和 为供暖房间的室内温度、外墙外窗地板的外表面温度和内表面温度的均值，单位℃。但对于地板辐射散热来说 值不计地板温度，仅来散热器散热时考虑地板的热损失。

房间内外空气对流产生的热能交换的热损失 ：

式中 为室内外个通风口总得空气对流量，单位： ； 分别表示对流空气的密度和空气的比热容，单位： ℃； 为室外空气温度，单位：℃； 为了简化公式，供暖房间的室内温度可近似的等于外墙外窗地板的外表面温度，即有 。用辐射和对流总换热系 数代替 、 ，则总基本热损失可以表示为：

由于低温地板辐射散热的供暖室内温度可以比一般散热器散热供暖降低 ，一般在2℃左右是不被人体察觉的，对应总基本热损失为：

2节能效果分析

供暖房间选取：房间高度2.7 、长4.5 、宽3.5 的中间层卧室。房间含有一面外墙和一面外窗，外墙为2.7*4.5 的37粘土砖墙，外窗为1.5*1.5 铝合金双玻窗。该房间所处楼栋为整体供暖楼栋，散热器供暖的室内温度要求为18℃，低温地板辐射供暖室内温度要求要低2℃。室外条件分别选取12月份的西安、沈阳和郑州三地的气象参数（室外温度、空气密度、比热容、单位面积空气对流量）。选取对流散热量为55%的散热器为参照，其他计算参数如下：

表一其他参数设置

选取室外温度为-5/-9/-19 ℃条件下，低温地板辐射和散热器供暖的热损失结果，三种温度条件下相比与散热器供暖节能10%～15%。我们同样统计了十二月份三个参考地的天气状况为参数，每个参考点选取相同时段的得三个参考时间点8/12/19时，给出了三个参考地的平均温度和平均计算结果（表二）。在实际情况下供暖的热损比还受到室内环境、地板温度对于散热器散热还应考虑供回水温差、压力差等因素的影响，本文中只是设置为典型条件下进行计算。

表二 12月份三个参考地平均统计和计算结果

3 结论

与散热器供暖相比，低温地板辐射供暖具有良好的节能效果，1）在相同人类感受条件下，室内供暖温度可以降低2～3℃。2）在此温度差条件下低温地板辐射供暖热负荷可降低10%～15%。设置为相同的室内供暖温度，与对流散热器供暖相比，低温地板辐射供暖节能率甚至可以为13%～20%。

参考文献

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