职工活动中心地暖与暖气片结合采暖方式的应用

张华

（新矿集团内蒙古鲁新能源有限责任公司，内蒙古 锡林郭勒026321）

1 工程概况

职工活动中心面积2292m2，其中长度为67.225m，宽度36.825m，高度达15m，原采暖设计中只安装暖气片采暖，由于鲁新矿井地处高寒地区，多年平均气温-0.9℃（1月平均最低-40.5℃），历史最低气温-42.1℃（1987年1月9日），根据已建成投用的采区办公楼工程使用情况看，仅仅靠暖气片采暖无法满足冬季采暖要求。

2 课题分析

为保证采暖效果，内蒙当地的采暖措施一般包括：一是仅用暖气片供热方式进行采暖；二是采用地暖供热的方式进行取暖；三是在三个出入口安装热风幕进行取暖。现就以上各种采暖效果进行分析。

2.1 散热器供暖

在特定热媒下，空间高大建筑物采用传统的散热器供暖，比较大的优点是造价相对较低，但是在内蒙地区单独使用暖气片供暖，难以保证在长达7 个月的高寒环境下的取暖效果，而且冬季最低温度可以达到零下46℃。散热器供暖主要是靠自然对流放热为主，这种供暖方式造成上下温差大，特别是10m 以上时，房顶下空气温度可以高达30℃，但是在高度为2m 以下时气温分布不均匀，有的地方甚至只有5℃左右。

散热器（暖气片）供暖优点：

暖气片的采暖原理也是通过室内空气循环对流散热的方式进行制暖。其特点在于利用了室内空气的冷热循环，实现了一种自然对流，相比较空调而言，并没有强烈的吹风感，因此也较为舒适，噪音也比空调小得多。

缺点主要在于采用的是热空气由下而上的对流方式，因此，不符合人体温度舒适的需求，造成“头脑热热的，脚下凉凉的”。此外，暖气片会占用一定的室内空间，影响室内活动及美观性，散热效果好。散热器最大的特点就是散热效果比传统其他供暖要有更高的劳动效率。

2.2 水管流动式地暖供热

地暖供热也就是利用锅炉房的供应热水，在地板以下将水管串联，通过热水流在管道内不间断流动进行集中供暖，以管道热量带动地板的热量，从而提高了整个活动中心空间的温度。

地暖的主要优点：

①热量稳定、散热均匀。由于底板以下热水管道铺设匀称，所以地板取暖温度不会高低不一，也不会忽冷忽热、忽高忽低，让人感觉到温度均衡适宜，而且降低了空间尘埃颗粒的传播速度，确保室内空间的干净整洁卫生。

②环保、卫生。地板下水流供暖比较均匀，避免了如热风幕、电暖风等取暖工具的强对流热风取暖，空气流动慢且稳定，减少对呼吸系统和过敏性人群的病菌传播，也降低了口干舌燥、人体水分缺失等不利因素，所以说对人体是非常有益的。

③环保、节能、经济实惠。由于地暖系统供热均匀，所以就降低了温度忽高忽低带来的人为的调节，避免了水流忽大忽小而降低了水管内的温度，提高了锅炉在燃煤供暖中的稳定性，从源头就降低了能源消耗，由于地暖的稳定性，也减少了用户额外费用。所以既节约了能源又给用户带来了实惠。

④节省空间。由于地热供暖不占用地面面积，从而节省了大量的空间。

⑤安全可靠。由于是在地板以下用水管供热，避免了用人员烫伤、热风幕吹风造成人为感冒等身体不适。由于锅炉房对供热水管和锅炉出水进行了特殊处理，避免了水管结垢、生锈、腐蚀等不利因素的产生。

⑥耐用性。由于地暖材料的特殊性，加之在地板以下不会磕磕碰碰，所以地暖的使用周期长达60年以上甚至与该建筑物有着相同的使用年限，也降低了人工维修费、保养费用。

2.3 大功率热风幕采暖特点

热风幕是通过电机的转动，带动离心风流产生大的气流，形成一个无形的风帘，从而把室内外的冷热空气进行隔离，保证了外部冷风不能进入室内和室内热量不外流。由于热风幕是悬挂起来的取暖设备，也是通过大的电流来带动取暖，所以比较安全、可靠、环保。热风幕一般没有任何空气过滤装置，所以不会增加空气进气阻力，降低了加热器的负荷。加热器由若干个PTC 陶瓷片组合，当热风幕通电工作后也就是加热器和风机工作时，通电后PTC 陶瓷片迅速升温，此时风机送出的风将PTC 陶瓷片表面的高温热量带走，降低了PTC 陶瓷片表面的温度。如果增加了空气过滤网，使空气流经PTC 陶瓷片表面的速度降低，从而提高了PTC 陶瓷片的工作温度，使其始终处于高温工作状态，当温度达到PTC 陶瓷片的设计保护温度，PTC 陶瓷片内部就会自动断开电源，此时虽然电压加在PTC陶瓷片的两端，PTC 陶瓷片也不会工作，也不会产生热量，但如果加热器总是工作在此环境状态下，PTC 陶瓷片会频繁通断，衰减了PTC 陶瓷片的性能，也会使PTC 陶瓷片表面因过热而加速其衰老，也就是说消耗了电能，但没有得到相同的热量。长此以往，会造成通电（消耗电能）不加热的后果。

为了保证热风幕取暖机正常高效的使用，就要人工定期对热风幕周边的灰尘颗粒进行清理，从而提高PTC 陶瓷片的散热速度，降低热风幕本身的温度，提高其稳定性，延长其使用寿命。

如果采用热风幕方式进行取暖，冬季供暖时间长达7 个月，会浪费大量电力能源，非常不经济，而且长时间使用会造成活动中心空气干燥，热风幕上面会附着大量灰尘，造成环境污染。

综上所述，由于暖气片取暖范围有限，热量上升，单独使用暖气片对空间高大的建筑物供热效果不理想；地暖由地板以下到地板以上温度会因地板的隔断而降低，虽然取暖舒适，但是由于热量的损失，单独用地暖对高大空间进行供热也不理想；热风幕只能在大空间场合对门口对流的冷热空气进行阻隔，如果单独使用热风幕进行供暖，不仅会造成大量电量浪费，还会造成室内风流过大，取暖效果不好。

怎样能把这几种供热设备有机地组合起来，既达到取暖效果，又节能环保，切实解决高寒地区高大空间建筑物保暖成为一个新的课题。

3 优化设计途径

经过各种数据分析和对比，对原来的设计方案进行不断优化，采用地板下敷设地暖水流管，利用联合建筑供暖管道的末端作为职工活动中心水暖的开端进行连接，不需要再额外增加新的供热管道就能满足活动中心地暖的各项需求。因此，职工活动中心采用地暖和暖气片相结合共同采暖保证了采暖效果。

4 实施效果

实行地暖加暖气片组合采暖后，采暖效果大不一样，既解决了地暖脚热头凉的问题，也解决了供暖不均衡的现象。采用水地暖后不用考虑电热风幕辅助采暖，从而节省大量电费，计算如下：28kW×24h×30 天×6月×0.80 元/kW·h×3 台=290304元。

职工活动中心采用水地暖采暖，经过估算每年可节省电费9.6768 万元，并有效解决了高大空间采用暖气片供暖效果不好的难题，保证了大厅良好的采暖效果。因此，此种采暖方式具有很好的推广利用价值。