低温热水地板辐射采暖系统设计
2016-04-28孙羽
孙羽
[摘 要]本文对于低温热水地板辐射采暖系统的发展历史以及原理进行了介绍,并且根据几种主要的加热管的材质给出了该系统的热负荷的计算的方法,对采暖系统进行了整体的设计,在该系统中对于地板辐射热量的值进行了计算,对于地表面的温度给出了相应的计算模型,对于水力给出了相应的计算的模型,并且在该系统设计的过程中对于水力的稳定性,系统的造价以及系统的寿命等相关问题进行了探讨,本文对于采暖系统的建设实践具有一定的实践意义。
[关键词]低温 热水地板 辐射 采暖系统 热负荷
中图分类号:G6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)10-0015-01
1、引言
随着我国经济的飞速发展,人们的物质生活水平在不断的提高,人们对于室内的居住环境提出了更高的要求,传统的取暖方式如集中供暖以及地暖等供暖形式存在很多的问题和不足,如在集中供暖系统中存在资源浪费,并且热量分布不均等特点,有的室内能够达到冬天居住的标准,有些往往没有达到相应的取暖标准。地暖作为一种取暖的方式,在很多的建筑工程中应用开来但是这种取暖方式也存在这温度难以控制,很容易造成室内干燥引发人们的多种疾病的缺点,所以低温热水地板的采暖系统以其良好的热效率和卫生条件,成为居民取暖所乐意采取的一种方式,该技术在20实际的2-30年代就已经得到了应用,到了70年代某些西方发达的国家已经广泛的使用这种采暖技术,我国相关方面的技术人员也在该阶段对于该采暖技术进行了研究,并且在某些会议以及宾馆场所得到了广泛的应用,随着人们对于环保意识的不断增强近些年该采暖技术进入了飞速发展的时期。但是该技术在我国的应用和普及还存在的一定的问题,比如经济型以及可维护性和系统设计、造价等诸多方面都在很大程度上制约了该技术在我国的普及运用。
2、加热管的选择
本文所研究的低温热水地板辐射采暖系统的原理就是将加热管道埋于地面下面的混凝土中,然后将其中注入40-50摄氏度的热水使其不断的循环和流动,在水循环流动的过程中不断的加热整个地面,使得地板表面的温度上升到25-29摄氏度左右,接着通过相应地板辐射向室内进行供暖。所以在整个环节中低温热水地板辐射采暖系统对于加热管材质的要求较高,要有一定的使用年限的要求,承受温度的要求以及水所形成的压力的需求,对于加热管内流动的水质的要求以及施工方面的技术和经济型要求等几个方面,总结来看对于加热管的选择应该要满足以下几个方面的要求:
(1)管道应该具有一定的长期耐静液压强的能力,并且一般在这种物理条件下其使用寿命应该不低于50年。
(2)管道在使用的过程中其本身的材质有可能会发生氧化、老化,所以其因该具有一定的抗氧化老化的能力。
(3)管道其中流动的是热水,热水的温度有一定的范围,在对水进行加热的过程难免的会发生温度的波动所以管道应该在一定的温度范围正常工作。
(4)此外管道还应该具有良好的导热性能、气阻隔性、化学性质、物理性质等。
在工程中较为常用的低温热水地板辐射系统的采暖管包括XPAP管、PB管、PE-X管以及PP-R管道等,上述的几种管道均能够满足系统中地板辐射采暖的要求,在上述的几种管道中PE-X和BP管具有比其他两种管道更佳的性能,结合工程实践的经济性来考虑,本文在采暖系统设计的过程中采用了PE-X管。
3、采暖负荷的计算
在热负荷的计算方式中,采用低温热水地板辐射采暖系统和一般的散热器的计算方式会有所不同,但是和对流采暖方式的原理有一定的类似,本文为了计算的简化,在计算热负荷的过程中采用了对流采暖的热负荷的计算方式,并且在此基础上进行了相应的改进和修正。
一般情况下采暖的室内都安装了用于采暖的地板,所以不会出现室内的热量通过空气和地板向外传播的可能性,所以在计算的过程中忽略掉了由于围栏结构所造成的热量的损失。并且室内的采暖取决于系统的辐射强度以及温度的双重作用,在采暖的室内就会形成较合理的温度分布场。在进行集中采暖但是每户的热量分别计算的方式下,应该要考虑到的间歇性采暖的效应。在低温辐射采暖应用于房间的某个部分的过程中,地板辐射的热量可以通过全面的辐射采暖所需要的总的热量来和相应的修正系数相乘就得到了修正后的值。
在采暖系统的设计过程中,有些热负荷较大的外区,而且有些户型非常大,非常深,对于这种情况应当将该户的采暖负荷计算分成内外两个部分来进行,计算总的采暖负荷而后根据这些数据对于地板的辐射进行相应的采暖设计。
4、应注意问题
在采暖系统设计的过程中为了有效的保护导热管以及获得较为合理的温度分布场,在导热管道中水的温度一般不应当超过60摄氏度,并且供水系统的温差应该保持在10摄氏度以内。在设计的过程中要考虑到对于室内地面温度的控制以使得室内居住的人员有一个良好的适应性。在加热选择的过程中尽量选择具有弯曲形状的导热管,且导热管弯曲的半径越大那么越有利于施工,这种弯曲的导热管在实际的工程中应用非常的广泛。并且为了排除导热管内部所存在的空气,那么对于导热管的水流速度也有一定的要求,流动的速度应该控制在0.25m/s,并且在计算速度的过程中要考虑到沿途的管壁阻力的影响。一般来讲在管道内部沿途的阻力值应当在原来基础阻力的基础上增加20%到30%,这样才能够精确来计算得到相应的速度值。
5、结束语
本文对于低温热水地板辐射采暖系统进行了研究,随着我国经济的飞速发展,人们对于生活质量要求越来越高,传统的集中供暖和地暖采暖的方式由于存在很多的弊端已经不能满足人们对于居住环境的要求了,基于此本文对上述采暖技术进行了研究,包括该技术的原理、发展历史,我国该项技术的发展研究。然后对于系统设计过程中导热管的选择以及热负荷的计算方式和系统设计过程中应该注意的问题进行了一一介绍,为我国采暖系统的发展提供了一定的技术储备和基础。为低温热水地板辐射采暖技术在我国的应用普及提供了理论上的支持和技术的支撑。
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