辐射采暖供冷节能

辐射采暖供冷节能（精选4篇）

辐射采暖供冷节能 第1篇

低温地板辐射式采暖系统因其具有热舒适性高,卫生条件好,可利用太阳能、工业废热、乏气余热等低品位热源等优点,被越来越多地应用在住宅、餐厅、商场等建筑中。

低温地板辐射式采暖系统是将塑料管敷设在楼面现浇筑层内、热水温度不超过60℃、工作压力不大于0.4MPa的地板辐射供暖系统。该系统以整个地面作为散热面,并使其表面温度上升到 24~32℃,地板在通过对流换热加热周围空气的同时,还与人体、家具及四周的围护结构进行辐射换热,从而使其表面温度提高。其辐射换热量约占总换热量的50% 以上,是一种理想的采暖系统。

1 低温地板辐射采暖的特点

我国采暖建筑室温很不均匀,极少数房屋室温过高,大多数房屋室温偏低,有些甚至很低。传统的铸铁散热器和空调充分利用了导热和对流的原理,辐射热的利用被忽略了,而且因热空气密度小,冷空气密度大,室内温度的分布呈上部温度高、下部温度低的不理想状态。随着人们生活水平的不断提高和新材料、新技术的日益推广应用,使用最为普遍的散热器采暖形式诸如舒适性差、能耗大、消耗钢材、难于计量、无法分户分室控制等难以克服的问题逐渐暴露出来。

地板辐射采暖作为一种新型采暖方式,具有环保、节能、舒适、保健等特点,目前,越来越多的工程和家庭装修时选用这种新型采暖方式。同传统的散热器采暖相比,低温热水地板辐射采暖具有以下优点。

1.1 降低室内设计温度,节能效果明显

人体的舒适度取决于室内平均辐射温度,当采用地板辐射采暖时,由于室内围护结构内表面温度的提高,其平均辐射温度也随之提高,一般室内平均辐射温度比室温高1~3℃,仍可以得到同样的舒适效果。据有关材料介绍,室内设计温度降低1℃,可节约燃料10%,当室温降低 1~3℃时节约的燃料可达10%~20%。由此可知,低温热水地板辐射采暖不仅给人们提供舒适的环境,同时其节能效果也十分明显。

1.2 采暖舒适

由于地板辐射采暖的管道辐射于整个房间地面,热量由下向上传递,加上辐射热度和分层温度的双层效应,室内地面温度均匀,梯度合理,形成符合人体要求的脚热头凉的热环境,使人们有“足热头寒”的舒适感。由于上部空间温度低,因而大大地减少了上部空间向外传递的无效热能损失。由于低温热水地板辐射采暖主要是以辐射散热为主,室内空气对流较小,避免了灰尘的飞扬,室内环境清洁。

1.3 增加室内有效面积

地板辐射采暖的加热管埋置于地面下和建筑物构造相结合,地面上无任何管道设备,不占用室内和地面有效空间,不仅节省为装饰散热器及管道所花的费用,同时增加了居室的有效利用而积1%~3%,也解决了大跨度和矮窗式建筑物的供暖要求。

1.4 保温隔音,热容量大,热稳定性好

在间歇供暖的条件下,温度变化缓慢。由于系统结构上有较厚的细石砂浆作为一个蓄热结构,系统的热惰性好,系统抵抗外界干扰的能力强,地热系统和散热器系统相比,房间内的温度波动明显小。由于热稳定性能好,即使采用间歇采暖,室温也很稳定。

1.5 使用寿命长,安全可靠,不易渗漏

地热加热管是整根管按一定间距盘绕固定在绝缘保温层上,管子无接头,两端与分水器连接。由于地暖系统水温不高,运行时管内水流速度平稳,无水击现象,加之分水器的安全排气装置,不会对系统产生破坏力。管道内壁光滑,不易结垢,不产生化学反应,运行安全可靠。地暖管材的使用寿命是普通钢管的1.5倍以上,正常使用寿命为50年,与建筑物的设计使用寿命一样。

1.6 供暖系统易调节和控制

根据房间的大小,可以在一个房间设置一个或几个环路,小的房间也可以几个房间设置一个环路。各环路的供、回水管连接到分配器上。每个用户的分配器通过楼内供、回水干管与室外管网连接,只要在分配器处分别为各环路设置调节阀或控制装置,就可以方便地分别对不同朝向房间的供热进行调节控制。

1.7 维护运行费用低,管理操作简便,安全可靠

运行费用低表现在塑料管的内壁光滑、不易结垢、维护管理方便,而且给水能耗仅为铸铁管的50%左右,热媒输送的耗电能量明显减少。

在系统运行期间,只须定期检查过滤器,其运行费用仅为系统循环泵的电力消耗,便于更换热源。而且可以用最合理的计费方法像计算电费、煤气(天然气)费那样,按照各用户实际用热量来进行核算。但是,要采用这种计量供热的方式就必须能对热用户进行单独的热计量。要进行用户单独热计量的前提是每个用户的采暖系统必须能够单独进行控制和计量。在这个问题上,传统的采暖系统是很难做到的,即使对传统的采暖系统经过复杂的系统改造,室内的管道也非常难以处理,而采用低温热水地板辐射采暖技术则可以非常方便地解决这一问题。据北欧一些国家统计,使用计量采暖的收费代替按采暖面积收费的方法可以节约能源20%~30%。

1.8 可利用各种低品味热源

低温热水地板辐射采暖可利用各种低温热源,如太阳能、地热等,也可利用余热供暖。这不仅可以节约常规能源的消耗,同时节约化石燃料,并减少化石燃料燃烧产物及废弃物对环境的污染。由于热媒温度低,所以还能够减少热媒输送过程中的热能损失。

2 低温地板热水供暖中保温材料的性能要求

2.1 良好的保温、隔热性能

保温隔热效果好,可以阻止热量向楼板传递和向邻户散失,保证热量单方向向室内传导。反映材料导热性能的指标是导热系数,影响材料导热系数的因素有材质、孔隙率、开口状态、潮湿程度以及环境温度。不同种类的材料导热系数不相同。目前,地暖施工中常用保温材料的导热系数如下:发泡水泥0.088W/(mK),聚苯乙烯泡沫塑料0.041W/(mK),憎水性膨胀珍珠30岩0.076W/(mK)。当然,不同性能的保温材料达到设计的热阻要求所需的绝热层厚度不同。同样的材质、不同的容重,导热系数也不相同。材料的孔隙率越高、闭口孔隙越多,导热系数就越低,保温隔热性能也就越好。不同的含水状态,导热系数也不相同。保温材料都是疏松多孔的材料,由于水的导热系数0.58W/(mK)远大于空气的导热系数0.025W/(mK),吸水后隔热性能会大幅度降低,因此保温材料要具有良好的憎水性。

2.2 较高的抵抗受压变形能力

绝热层要承受来自供热管、混凝土填充层以及地板和地板上活动荷载的压力,因此如果绝热层材料没有足够的承载能力,就会因受压不均匀而变形,导致混凝土填充层和地板出现裂缝,或造成在较高温度下供热管不正常变形而降低使用寿命。目前使用的聚苯乙烯泡沫塑料压缩强度≥125kPa,XPS保温板压缩强度为180kPa,发泡水泥3天的抗压强度≥400kPa,28天的抗压强度≥1MPa,可见发泡水泥的耐压能力最高。因此,在大面积施工中推荐使用发泡水泥。

2.3 良好的阻燃性能和环保性

绝热层要与供热管接触,热媒的温度达到45~60℃,有机类材料就会挥发有毒或有味的气体,不利于人体健康,这是与外墙或屋面保温材料的区别。目前常用的材料中,无机类材料(如膨胀珍珠岩、发泡水泥等)具有较好的环保性、阻燃性,而绝热性能好的聚合物类(如聚苯乙烯泡沫材料或板材)的阻燃性就差些。

2.4 容重要小

一般来讲,保温材料的导热系数与材料的容重有关。容重越小,孔隙率越高、导热系数越小、保温隔热性能越好,而且容重过大会增加建筑物的自重和楼板的荷载,因此要选择容重小的材料。同时,要处理好容重与导热系数的矛盾。

2.5 良好的施工性能

低温地板热水供暖方式不仅用于新建的住宅、公共建筑中,也可以用于既有建筑的节能改造。公共建筑空间面积较大,而一般住宅每个房间的面积较小,因此对施工的要求不同。选择材料时,注重所选材料保温隔热等性能的同时,也要考虑施工的方便程度以及施工质量和施工速度。而且低温地板热水供暖在国内也就是近几年才开始应用于住宅建设中,施工人员的经验和素质都不够高,因此在选用保温材料时要尽量降低施工难度,保证施工质量。目前常用的保温材料主要有混凝土式的发泡水泥和预制好的绝热板材。

3 低温地板辐射采暖技术的经济分析

采暖技术根据采用的散热设备不同供热方式可分为散热器采暖、空调系统采暖、地板辐射采暖,其中散热器采暖的工程造价:低档约50元/m2,中档约65元/m2,高档约85元/m2;低温热水地板辐射采暖约80~100元/m2。从表面上看,低温热水地板辐射采暖造价略高,但低温地板辐射采暖的造价包括了土建结构层以上的所有土建造价在内,这部分造价约为30元/m2左右,除去这部分造价的影响,实际上低温热水地板辐射采暖的初投资仅相当于中档散热器采暖的初投资。另外,在进行室内装修时,一般应设暖气罩,这不仅要影响20%左右的散热量,同时还增加了暖气装修费用,而地板采暖可节省这部分费用。而户式中央空调的造价大约在300元/m2左右,空调的品牌、机型都会导致价格差异。

如果按8片一组,共分为6组,散热器距墙为0.06m 计算。按一般居室3.3m开间考虑,设散热器堵头及水平管长度和为1.2m,则散热器占地面积:S=6(8单片散热器宽+水平管长度+堵头长度)(单片暖气片厚度+片墙距)=6(80.055+1.2)(0.143+0.06)=2.004m2。计算结果表明采用暖气片需占2.004m2使用面积。按目前住宅房价 6000元/m2计算,散热器所占用使用面积折算到建筑面积相当于每平方米造价提高了120.24元。通过上述分析不难看出地板辐射采暖良好的经济性。

4 结论

低温地板辐射采暖系统具有舒适、卫生、节能、维护方便、寿命长、基本不占用室内使用面积等优点;从技术经济方面分析,地板辐射采暖系统与散热器采暖和空调系统采暖相比费用最低;地板辐射采暖的室内设计温度可比其它的采暖形式降低2~3℃,其热效率高。因此,采用高效节能、经济效益可观地板辐射采暖是减少建筑能耗最有效的方法。

参考文献

[1]张春辉.低温热水地板辐射采暖系统与节能技术[J].林业科技情报,2002,34(4):50-51.

[2]孟媛波.低温热水地板辐射供暖系统的应用[J].建筑,2008,(4):60-61.

[3]董重成,郑雪晶,荆俊杰.低温地面辐射供暖设计中几个问题[J].低温建筑技术,2004,(5):80-82.

关于地面辐射采暖舒适节能的探讨 第2篇

舒适、节能和环保等已成为社会对地暖的普遍共识, 日本把采用地暖作为提高百姓生活质量的一项重要举措;韩国不是地暖的商品房, 销售时就比较困难, 地暖普遍被认为是一种最理想的供暖方式。

我国的地暖现状如何?舒适度怎样?节能效果又如何呢?很遗憾, 笔者还缺乏这方面的研究、测试和计算, 也未查到准确而科学的数值, 见诸各种信息中的表述, 地暖可以节能20~30%, 是根据日本的研究, 室温每降低1℃能源费可以节省10%左右, 地暖主要靠辐射供暖, 辐射热损失小, 舒适度高, 16℃的地暖室温相当于18~20℃的散热器供暖所能达到的舒适度, 地暖的室温可比散热器的降低2~4℃, 这是节约能源费20%~30%的来源。我国的地暖设计与欧洲日本相差很大, 因此直接引用他们的数据并不能真实反映我国地暖的真实水平, 笔者只能根据耳闻目睹的现象和多年亲身设计的感受谈些个人的看法。

a.全国各地地暖工程, 冬天有的室温会达24~25℃, 居民普遍感觉热, 进出室内外易感冒, 不得不开窗缓解室温。

b.某小区全部采用地暖, 一些同事和朋友家的地暖第一年一直未开, 室内温度总在16℃左右, 一年下来省了三千多元的暖气费, 第二年的采暖期已开始一个多月, 她们的取暖费仍然没有交纳。

前面两个例子向我们证明了两个信息, 即在很多的地暖工程中, 有些地暖的室温过高, 地暖的舒适度大大折扣。“开窗求冷”是他们寻求的解决方式, 放出一些热量, 放进一些冷气, 这一出一进, 便把地暖节能的优点抹掉了。第二个例子虽然是户间传热的问题, 这对任何供暖方式都是存在的, 并非地暖所独有, 都推到地暖头上, 显然有失公平, 但他可以提示我们, 一定是邻居和她家保持着较高的温差, 他家较为舒适的环境必然是牺牲了邻居家的节能而获得的, 她家一年能省三千元钱, 邻居多花多少取暖费, 他没有说, 且也不容易计算。这两个例子都与本文前述的地暖舒适, 节能大相径庭, 为什么会出现这样的现象呢?

主要是设计与控制两方面的原因

1 设计方面

1.1 管距不是通过计算所得, 而是根据凭空想象或照别的工程照搬照抄过来, 一味的模拟, 造成温度偏高, 管材浪费。

甚至个人工程队为了防止房间温度偏低, 所有房间管距均为100mm, 更是造成了能量的浪费。

1.2 规范规定的最大盘管间距300mm过于保守, 按此规定标准

层最大盘管间距300mm时, 地面散热量明显超过房间所需热负荷, 又是一个能源浪费点。

2 控制方面

按国家标准JGJ142-2000“地面辐射供暖技术规程”之3.8.1规定, 新建住宅低温热水地面辐射供暖系统, 应设置分户热计量和温度控制装置, 这是一条强制性条文, 必须严格执行, 我们把这称为“热水地暖”, 简称地暖。而目前大多数地暖系统并未设置温度控制装置, 我们把这称为“简易地暖”。这两者的应用效果有着很大的差别。

2.1“热水地暖”居住者可随心所欲的设定温度, 直到感到舒适

为止, 因此室温不会过高, 更用不着开窗求冷, 舒适、节能两大优点总是相伴而生的。

2.2 简易地暖不设温控装置, 室温无法调控。

因此在设计和安装时只能是就高不就低, 室温高了, 打开门窗降温是很便捷的办法;但室温过低就很难解决了, 因此谁也不敢把地暖的室温搞的太低。不设温控装置的地暖系统造价仅为设有温控装置的地暖系统造价的50%左右, 节省了一次性投入的资金是以牺牲地暖舒适、节能两大优点为代价的。

简易地暖能在我国产生并遍地开花, 原因也很多, 其中一个重要原因便是我国地暖市场承受能力限制, 地暖刚传入我国时, 所用主要原料几乎全部依赖进口, 价格昂贵, 为了解决这个矛盾, 地暖的系统设计一再简化, 简单的不能再简单, 这就出现了简易地暖, 并延续至今。

我国从事地暖安装的队伍中, 大多数是未经过专业培训, 他们的素质较差, 大多数不懂设计也不会计算, 他们理解的地暖安装就是把管子“弯巴弯巴”, 埋在水泥层里这么简单, 他们三个一堆, 两个一伙, 以低价的优势打一枪换一个地方, 他们照猫画虎, 因此安装的地暖差不多千篇一律都用DN20的管子, 管间距也几乎全部为200mm左右, 这就使简易地暖的先天不足更加突出。翻开欧洲的统计可以发现, 欧洲地暖大量使用DN15、DN16的管子, 使用DN18的比较少, 使用DN20的就更少了。我国地暖走到这一步, 与我们的设计力量薄弱、安装队伍素质不高关系很大。

我国地暖20年的发展历程, 简易地暖成为了主流, 且有继续扩大的趋势, 是祸是福, 很值得深思, 我国的建筑节能任重而道远, 我国地暖行业的发展壮大更是举步维艰。

辐射采暖供冷节能 第3篇

1 地热采暖方式的优点

(1) 采暖更健康:脚底穴位密集而且是血液循环的末端, 脚底容易感到冰凉, 地热采暖, 温暖从脚底开始, 刺激足底穴位促进血液循环, 既提高了舒适度又促进了人体健康; (2) 节能, 热量分布更合理:地热采暖无空气对流, 对热量利用更合理, 房间温度呈阶梯式分布, 靠近地表的区域温度越高, 天花板温度最低, 一般的取暖方式是采用空气对流传播热量, 这样就造成天花板区域也会有无效热量, 因为相比较更节能省钱; (3) 节约房间空间:地热采暖系统安装于地板下面, 不占用房间内可用的空间, 节约了铺设取暖管道等的大量空间; (4) 热源来源广泛:可以对接家庭热水系统, 即可将平时厨房产生的热量用以加热, 同样也可以是工业废水, 家庭废水再利用等; (5) 室内温度宜人、舒适:地热采暖采用辐射加热, 没有了空气对流, 避免了因长时间面对热源人体产生的口干舌燥等情况; (6) 隔音效果更好:因系统铺设于地面, 继而增加了楼层厚度, 达到了更好的隔音效果。

2 地热采暖存在的问题

在使用地板辐射供暖过程中, 应特别注意以下几点:

(1) 一般不得在地板、楼板 (下层住户) 上打洞 (眼) , 在必须打时, 应先征询有关专业人员, 并查找非布管处, 方可打洞 (眼) , 确保不破坏加热盘管。 (2) 运行管理人员, 在地板辐射供暖系统运行管理过程中, 要时刻根据天气变化调节热媒介温度, 特别是供暖初期和供暖末期, 确保系统不被冻结。 (3) 在一个供暖季开始运行时, 应对供暖管道金属管部分进行冲洗, 以将非供暖季中积存的杂物冲走, 以防止杂物对过滤器及加热盘管的堵塞。

3 关于地热供热的规范化管理问题

(1) 必须要铺设热反射膜与隔热板。在外墙根与地热管之下, 一定要铺设铝箔热反射膜与隔热板, 如果能采用具有高热阻性能的挤塑板更好, 这是为了达到减少地热向外墙与下层户散热的目的。但是有些人对此不甚了解, 为了节省金钱, 不铺设反射膜。当地面装修好了再返工, 将会造成更大的损失和浪费。所以不能因小失大。 (2) 要在卫生间的地热层上铺设防水层。如果在地热层下边铺设防水层, 卫生间的污水会渗透进入地热层, 从而造成污染扩大与防水层失效的后果。 (3) 要把地热采暖纳入建筑热工设计。因为现代的建筑耗热量已明显降低, 所以可以适量减短地热管。但是要遵守建筑热工理论, 根据建筑物内部热量值、空气渗透热量值、围护结构的耗热量、建筑面积的耗热量等重要参数进行精确计算, 同时科学设计地热管的排列, 从而达到合理又经济的目的。 (4) 要把地热采暖的分水器安装在室外。因为城市供热站能够做到根据气温变化适时调节分水器, 分水器不用经常调节而通过一次调定就可以了, 所以也可以把分水器安装在室外。分水器安装在室外的最佳位置是公共管井里, 这样不仅有利于扩大用户居住面积, 还因为靠近采暖的室外设施, 而便于集中管理。因为地热管要集中从室内延伸到户外, 所以要在地热管将要通过的墙上预留小洞, 并且在洞口设置过梁。 (5) 要定期清洗地热采暖的水管。为防窃水供热部门向水中添加的化学试剂以及供热管网的锈、水的结垢、水的杂物, 时间长后会部分沉积在地热水管, 进而影响到采暖效果。所以要对水管定期清洗。 (6) 要采取地热采暖的防冻措施。未售楼盘的空闲房子和没有开始采暖的房子内部的地热采暖设施, 因施工试压运行等工作其管内均有存水, 故应在冬季到来之前用压缩空气把其存水吹净, 以防冻害。 (7) 要认真权衡要不要使用模块式采暖方式。已起步流行的模块式地热采暖方式虽有可拆卸地热管等诸多优点, 但因其热媒向地面层散热方式的改变, 即普通地热是由固体 (细石混凝土) 传导散热, 而在模块式地热则主要是以气体 (空气) 对流散热, 致其散热效率降低很多, 为达到同样的采暖效果可能需加长地热水管 (缩小管距) 。还因普通地热层具有细石混凝土等密实填充物的蓄热功能, 可减小天气或供暖等变化因素对室内温度的波动。模块式地热的蓄热功能必将较低。故应经设计并权衡利弊之后确定为佳。

4 总结

总之, 地热采暖是一种非常好的供热方式, 它不仅能够大大节省能源, 还能调节室内温度, 使住房更加舒适、美观, 在很多方面都优于传统供暖形式。

摘要：地板辐射采暖是一种新型的采暖方式, 不同于传统的暖气片或者风机盘管等采暖方式, 而是采用燃气热水锅炉、电热水锅炉等设备加热水, 通过已经架设好的地板水循环管道实现热水的循环加热地板, 再通过地板将热量辐射到空间中。这样形成的热能空间增加了人体的舒适度, 没有吹热风形式造成人体感的不适, 而且也更加的节能环保。

关键词：地热采暖,地热供热,节能意义

参考文献

[1]毛业斌.水源热泵及其应用前景[J].机电设备, 2005 (01) .

[2]张伟伟, 刘俊杰, 朱能.水源热泵采暖系统的可用能效率分析[J].流体机械, 2005 (03) .

地板辐射供冷 第4篇

随着世界经济的发展, 能源消耗水平已成为衡量一个国家国民经济发展和人民生活水平的重要标志, 鉴于我们普通常规能源供给的有限性和环境保护压力的增加, 开发新能源和再生清洁能源技术日益受到许多国家的重视, 尤其是能源短缺的国家。地板采暖散热面积大、均匀, 循环方式是自下而上, 符合热空气流动规律, 故给人感觉是脚暖头凉的最佳状态, 符合人体生理现象, 而且高效节能, 节省空间。目前新盖民用建筑中已大量采用地采暖。

20世纪末欧洲国家已经对地板供冷进行理论研究和实际应用的探讨。目前中国也加快了对地板供冷的研究和应用的过程。地板供冷的应用将减少供冷系统的资金投入, 供冷效率高, 也添加了一种新的空调制冷系统。很多人对地板供冷存在认识上的问题:a) 供冷系统的结露问题;b) 冷表面在下, 减弱了对流传热, 与顶板供冷方式相比较供冷量会大大减小。研究和实践结果表明, 有些问题是惯性认识或缺乏深入研究而造成的误解, 供冷地板表面结露与减弱对流传热问题通过一定技术措施是可以解决的。

1 地板辐射供冷的原理

低温冷水地板辐射供冷技术的原理是:由制冷装置给盘管提供冷水, 盘管是一种特别的塑料管 (耐低温) , 此管埋设于户内地板上部细石砼水泥砂层内, 辐射供冷盘管通过地板表面以辐射和对流换热的方式与室内空气进行热湿交换, 以辐射方式为主定向均匀供冷, 从而达到舒适的供冷效果。

2 地板供冷盘管的敷设

对于地板供冷系统来说, 供、回水温度稳定时, 各个温度参数随着时间的逐渐增大其数值也呈现增大趋势。盘管距地板层表面还有几种不同材料的敷设厚度, 故楼板距地板表面温度值约高1℃左右。

盘管表面温度值介于13℃~15℃ (供、回水温度) 之间, 随着供冷时间的延长, 温度波动值较小, 曲线呈平缓温度参数与管间升高的走向。地板供冷系统中的各温度参数同供冷盘管敷设间距的大小有密切关系。当管间距增大, 各温度参数都趋于减小。供冷地板的表面温度值同混凝土填层上表面温度值减小的幅度大致相同。盘管间距的距离变化对室内空气温度值的影响非常显著。由于地板供冷所提供的冷量较低, 因此, 减小盘管间距尤为重要。

3 地板供冷的供冷量

3.1 地板供冷的冷负荷比其它供冷方式的冷负荷少

建筑单体如果采用地板供冷系统, 则设计第一步要考虑的问题是地板供冷系统可以向房间提供多少冷量。辐射和对流热作用是供冷系统向房间供冷时进行热量交换的主要方式。空气温度和平均辐射温度的共同作用可以用作用温度来反映, 其中平均辐射温度是影响室内热舒适的重要参数。当室内空气流速较低时, 作用温度同空气温度和平均辐射温度的平均值近似, 房间的热舒适性受空气温度和平均辐射温度的影响。由于辐射供冷时室内平均辐射温度有所下降, 使得“等效温度”可以降低1℃~2℃, 与传统的空调系统相比, 在相同的冷热感觉前提下, 地板供冷系统可以让人们对温度感觉降低1℃~2℃, 等同可以将室内设计温度提高1℃~2℃。这样, 该空调房间的冷负荷比常规系统的设计冷负荷可以降低10%~20%, 有较为明显的节能效果[1]。

3.2 辐射角系数

对于辐射供冷来说。人体和辐射冷表面之间的角系数是影响辐射换热的一个重要参数。人员和冷表面之间的距离以及冷表面的面积决定了辐射角系数值的大小。我们以人体对顶板和对地板的角系数作为对比。坐姿时对地板的角系数值为0.4, 当人采取站姿时对地板的角系数值为0.37。人体对天花板的角系数值为0.15~0.20。当地板温度降低1 K, 则地板平均辐射温度也降低, 它的降低相当于顶板辐射温度降低2.5 K。虽然地板供冷的对流换热量减小, 但是辐射换热能力大大增强。

3.3 加大对流换热交换与增加通风系统

同顶板辐射供冷相比地板供冷的冷表面在下, 地板附近形成低温空气层, 当空气层与人员或其它散热源相接触时, 低温空气层会和热源进行热量交换, 低温空气层吸收热量温度上升, 增加了空气扰动带动了空气的对流换热。为了加大空气层的扰动, 风扇可以配合地板供冷一起使用。试验证明室内有风扇配合时地板供冷的换热能力可以提高15%左右。

在地板辐射供冷系统上增加通风系统, 新风送入室内可以改善室内空气质量, 满足人们对新风的需求而且还能承担室内一部分的湿负荷。新风进入室内由于密度大而积聚在地板附近。如前所述地板供冷在地板表面形成一层冷空气层, 空气层和室内热源接触会形成向上运动的气流, 室外空气随着气流作用由地面向室内上部空间运动, 形成室内空气流动的主导气流。新风伴随着室内空气流动不仅消除室内湿负荷而且也保证了室内空气的卫生要求。

4 地面结露问题

防止结露可以经过除湿设备的通风系统。当分集水器供回水温度较低、采用地板供冷的室内含湿量较大, 采用供冷系统的地板表面容易结露。结露后地板表面形成一层水膜, 地板与室内热湿交换能力大大下降, 故地板所提供的冷量不能满足室内的需求;另一方面, 当室外空气的含湿量大于室内时, 我们引新风入室内, 则更容易产生结露现象。室外除湿后的新风引入室内可以保证室内的正压环境, 由于室内压力高于室外则可以阻止室外热湿空气侵入;另一方面, 除湿后的新风在供冷地板表面形成一层空气层, 阻止室外侵入的热湿空气与低温地板直接接触, 降低空气结露的概率, 还满足了室内冷负荷的需求。

5 地板供冷的三种工况

地板供冷三种工况分为:地板单独供冷;地板供冷与风机盘管联合运行;风机盘管单独运行。

在民用建筑中要采用地板供冷是受一定条件约束的。室内环境的热湿负荷较小的条件下适用此种供冷方式, 如果室内热湿负荷较大, 不能单独采用地板供冷方式进行制冷, 需增设空气除湿辅助设备, 这样才能使室内热环境满足人体舒适度的要求;

地板供冷与风机盘管联合运行空调系统方式可以不考虑供冷地板容易结露问题, 同时会充分显示出地板供冷舒适性的优势。地板供冷与风机盘管联合运行下, 风机盘管承担房间部分冷负荷的同时还具有室内空气除湿功能。地板辐射制冷空调方式在长江流域湿度较大地区, 也值得推广与应用。

重庆大学重点实验室曾经做过这三种工况下的实验及温度场、湿度场、风速场的分析, 见参考文献[1]。

6 地板供冷的热舒适性

现在新建、建扩、改建的建筑中, 空调的应用越来越广泛。原有传统形式的空调系统在应用中存在两个重要问题:a) 耗能问题。空调制冷耗能大, 不论是前期设备的初投资以及空调使用过程中的运行费用都很大, 产生费用高的原因是高耗能;b) 人体健康问题。为了减少运行费用, 系统采用新风量大大减少, 满足不了人们对新鲜空气的需求, 人们在这种封闭的环境中长时间地工作、学习对身体健康造成了不良影响。空调房间的新鲜空气少, 空气品质较差也是造成人体亚健康的原因之一。

地板供冷/置换通风系统中地板辐射供冷有两大优点:a) 辐射冷却系统可以避免吹风感、提高舒适性。如:在人在休息时, 免除吹冷风之忧;b) 地板供冷系统减弱了对流换热量, 增强了辐射换热量, 改善了室内热环境。空调的末端设备与地板供冷系统相统一, 可以保持室内温度具有较好的均匀性。

7 结语

a) 地板供冷有以下几个特点: (a) 地板供冷系统中是以水作为换热的冷媒, 冷水的密度大, 换热效率高, 换热盘管占地面积小, 增加了室内的有效使用面积; (b) 地板供冷系统的每一个环路都是闭式循环, 如供回水管路一般设计为60 m~120 m; (c) 地板供冷系统将大量水平管道敷设于室内地板中, 管路的水流速较低;

b) 在空气相对湿度较大的地区, 只采用地板供冷系统地板表面容易结露, 当室外相对湿度较高的热空气侵入室内时, 同室内低温地板接触容易产生结露现象。为避免结露现象的产生, 需要对室外空气进行减湿处理, 室内的地板制冷系统需要设置减湿通风系统, 两个系统共同作用在解决室内供冷地板结露问题的同时还满足了室内人员对新风量的要求;

c) 地板供冷/置换通风系统提高了室内热环境的舒适性, 同时增强了辐射换热量。

参考文献