中国中元国际工程有限公司 北京海淀 100089
摘要:现如今,我国的经济在不断的发展,社会在不断的进步,人们对舒适性的要求越来越高,在供暖工程中,不同的散热末端给人们带来不同的感受,因此在选择末端设备过程中,我们应该详细了解不同设备的供热原理及舒适程度,同时实现能源的利用最大化。在此,本文就常规散热末端地板采暖及散热器的发展、设计及应用的等方面进行探讨
关键词:散热器;地板采暖;供暖系统;应用;节能
一、散热器采暖及地板辐射采暖系统概述
1、地板辐射采暖:
地板辐射采暖是将盘管敷设在室内的垫层里面,加热后的水(一般小于60℃)通过分集水器均匀的分配给每个环路,从而加热整个盘管所覆盖的地面,以红外辐射的方式向周围的低温物体辐射供热的一种供热方式。
2、散热器采暖:
散热器采暖是热媒(蒸汽或热水)将热源的热量通过散热设备的外表面,主要以自然对流的方式传递给室内空气,从而补充室内的热量消耗,达到室内温度稳定的一种供热方式。
二、散热器及地板辐射供暖的应用及优劣
1、散热器供暖的应用及优劣
散热器作为供暖工程一种最为常见的散热末端,越来越多不同类型散热器进入市场来满足人们对美观舒适的追求。不同的散热器类型散热效果及性能也有很大差别,现如今工程中,因铸铁散热器良好的耐腐蚀性,从而大大延长了其使用寿命,同时造价相对较低,所以铸铁散热器依旧是当下最主流的散热器之一。当然铸铁散热器中一些特殊结构形式的散热器,如翼型散热器,因其笨重的外观和不太好的传热效果,现在已经慢慢被其他形式的散热器所取代。除了铸铁一些形式的散热器被广泛使用外,钢制散热器自从几十年前进入国内以来,因其美观的外形及各种各样的颜色,深深吸引了当代人民的眼球。钢制散热器重量比铸铁的轻很多,承压能力也要大于铸铁散热器。但是钢制散热器由于散热器内部没有防腐蚀措施,所以寿命没有铸铁的长,造成漏水事故时有发生,因此复合金属散热器慢慢进入人们的视野,它的散热性能比钢制散热器更优,并且弥补了钢制散热器的不耐腐的缺点,但是因为制造工艺及材料价格的原因,这种散热器的价格一般要高于常规散热器很多。
散热器系统经过多年的发展,系统的优缺点都很明显,最主要的优势就是系统安装容易,并且后期维修简单。并且现在市场上的散热器颜色多样,极易与家装风格融合在一起。随着如今阀门阀件的广泛应用,目前散热器系统可以做到利用温控阀单独调节某个房间或者区域的温度,并且温度调节反应比较迅速。
然而散热器采暖依然有很多弊端,比如散热器因主要是以对流传热为主的散热末端,其首先加热附近的空气,受热后的空气因温度升高而上升,从而实现冷热空气的循环,这种方式就会造成温度分布不均,水平方向温度递减程度高,房间上部空气温度整体比下部高,给人的感受就是头热脚凉,舒适感比较差。同时,因对流传热的存在,导致室内的空气不断流动而引起的尘埃飞扬,不利于呼吸系统的健康。
2、地板辐射供暖的应用及优劣
地板辐射采暖因系统独特的传热方式从而使房间地面温度均匀,室内垂直方向的温度从地面向上逐渐递减,从而给人头凉脚暖的感觉,这种整体的温度分布完全符合人体的生理感受。目前地板辐射采暖系统广泛应用于住宅,高端酒店会所等大型公共建筑中,并获得使用者的一致好评。
自上世纪九十年代地板采暖系统引入国内以后,经过人们多年的使用感受和工程积累,此种采暖方式的优点越来越突出,第一,它是众多采暖系统比较舒适的一种,因其传热方式影响,它不会像散热器一样具有那么强烈的对流,从而减小了室内灰尘的漂浮,大大的保证了空气质量。第二,因相关规范规定,地板采暖系统水温不宜过高,一般供水温度控制在60℃以下,温差在10℃左右。并且因为此种系统散热面积大并且作用在人员活动的最底层,因此供热效率要比常规系统高,据相关实验数据测定,地板采暖系统节能效果非常明显,节能幅度高达30%~40%。对于能源紧缺的今天,可以说是意义重大。
第三,地板采暖系统独特的安装构造相比散热器系统而言,不会出现明显的设备布置,节约室内面积,从而实现室内的美观效果,同时,因为地暖占用面层厚度大,可以加强建筑的隔音隔振。防止相邻楼层带来的影响。第四,地板采暖系统可以实现灵活的分室分区控制,并且,因近些年管道材料发展越来越好,大大延长了地板采暖系统的使用寿命,很少存在跑冒滴漏的情况。在必要的维护前提下,使用寿命可与建筑同寿命。
地板辐射采暖系统优点众多,但是使用范围相对而言比较窄,并且对于公共建筑来说,地板采暖系统改造灵活性不高而且占用竖向空间高度,增加了结构专业的荷载。同时,因为地暖系统为隐蔽性工程,一旦出现漏水情况,维修难度非常大。并且因为其改造做法复杂,相应的工程造价也会高一些。
三、散热器及地板辐射供暖系统设计过程注意事项
1、散热器系统
第一,要根据经济性及实用性来选择散热器,不同类型散热器美观性、使用寿命、价格、散热量均不一致,应根据项目自身特点并结合业主方要求等多方面因素来选择散热器。
第二,因散热器主要以对流方式散热,散热器的布置原则应优先选择窗台下方,这样能及时的消除因冷风渗透而带来的耗热量,但工程设计过程中应详细了解建筑专业窗台高度,从而选择合适的散热器高度。
第三,散热器的散热量应严格根据传热系数K来校核,K值计算公式如下
K =α(△t)β=α(tpj-tn)β
式中
K:在实验条件下散热器的传热系数,W / m2 •℃;
α、β:由试验确定的系数;
△t:散热器热媒与室内空气的平均温差,℃;
tpj:散热器进出水温算数平均温差,℃;
tn:供暖室内计算温度,℃;
由公式可知,散热器的传热能力K跟a、b值有关,而a、b值跟散热器种类有关,同时取决于进出水温度及室内计算温度。因此,散热器选型前要严格进行散热量计算。
2、地板辐射采暖系统
第一,工程设计过程中应严格根据《辐射供暖供冷技术规程》JGJ142-2012相关公式计算地板采暖单位地面面积散热量,不可根据经验直接估算。过于保守的设计在带来能源浪费的同时导致人体的不适。
第二,地暖采暖管道布置方式主要有蛇形排管式,平行排管式,及回字形排管式,蛇形排管式在小面积范围温度波动大,但平均温度分布均匀,平行排管式沿水流方向均匀降低,而回字形排管温度分布更均匀,波动范围更小。各种方式均有属于自己的特点,实际工程中应根据房间功能,热工性能来选择布管方式。第三,应着重注意注意特殊地带的做法,如卫生间,首层等区域设置防潮层、保温层、防水层。如热损失比较大的地方应优先将高温管段布置在此处并适当加密,克服区域热负荷。
四、结论
综上所述,两种散热末端均有属于自己的优缺点。工程设计中,应根据建筑的类型、造价控制、美观要求、后期维护控制、计量原则等方面来选择适合的供热末端及形式,不断完善设计过程及施工过程中的细节,做到造价合理,管理方便,运行稳定。从而提高工程质量,实现优质的居住使用环境。
参考文献:
[1]贺平,孙刚等编著.供热工程第四版[M].机械工业出版社,2009:38.
[2]民用建筑供暖通风与空气调节设计规范-条文说明.GB50736-2012
[3]地面辐射供暖技术规程.JGJ142—2012