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【知识普及】地暖的原理?

作者:骆驼地暖/添加时间:2014-08-11/浏览:


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   在短短十几年时间内,地面辐射供暖(简称“地暖”)系统由鲜为人知发展到在新建住宅中大范围应用并迅速成为最大的供暖系统,到目前在新建住宅中的应用比例远高于采暖散热器的应用比例,地暖系统在我国表现出了强劲的发展势头。然而,很多地暖同仁对地暖技术在性质认定和理论分析方面还不够深入,对辐射供暖的原理还存在一些认识误区,很多人一直在用对流供暖的观点和方法去衡量和看待辐射供暖。这使得深入了解地暖的必要性越来越明显。而地暖工程应用的实践显示:要走出误区,全面认识地暖,首先要弄清两个问题:

一、暖从何来?

  辐射供暖是通过室内的一个或多个辐射面向供暖空间中的人和物传递热能的一种方式。与对流供暖不同的是,辐射供暖无需媒介,直接由辐射面将能量以波长为8微米~13微米的远红外线形式传递给供暖空间中的人和物。而对流供暖方式的热能是散热器以空气为媒介将热能传递到供暖空间,通过人和物的表面吸收的。

  在辐射供暖中,辐射面所形成的波长为8微米~13微米的远红外辐射场。在这个场内,物质中的原子内部就会发生粒子间的相互摩擦,从而在人与物体内产生热量。辐射面的温度愈高,所形成的辐射场就愈强,反之愈弱。需要说明的是:在以辐射方式供暖的过程中,由于辐射面与供暖空间中的空气接触,因此也会发生部分空气对流换热,使供暖空间空气温度同时上升,这也有助于提高供暖效果。在以辐射方式供暖的过程中,辐射换热量约占总换热量的60%,而对流换热量约占40%。

  低温辐射供暖技术从发热体的不同可分为:电加热发热体(如发热电缆、电加热膜等)低温辐射供暖技术和水加热发热体(如塑料管材、金属管材等)低温辐射供暖技术两类。

二、地暖的舒适性如何体现?

  地暖系统给人带来的舒适程度的高低,与地暖系统的结构密切联系。对此,我们以低温热水地面辐射供暖系统(水地暖)为例,来分析这一问题。

  低温热水地面辐射供暖系统由热源,分、集水器,绝热层,加热管,填充层以及管路、阀门、过滤器等组成。其工作原理是:热源提供的热媒(低温热水)在通过加热管时,热能通过管壁传递到填充层(辐射板)的混凝土内,在填充层(辐射板)的表面形成一定宽度、一定温度的辐射面。在不考虑辐射板与建筑物构件传热关系的情况下,辐射面的宽度、温度与热媒的温度、填充层材料的导热系数及厚度、加热管的通径、材质等因素有关。

  有人认为填充层仅仅是用来保护加热管的,其厚度和材质对地暖系统的供暖效果影响不大,只要能保护管子就行了。甚至有人认为可不设填充层。这种认识是非常错误的,从理论上说,不设填充层就等于没有辐射面。

  为保证辐射板所形成的热能向上传递,而不会通过与辐射板接触的基础层和围护墙体传导造成热损耗,施工方通常会在辐射板的下面及墙体边缘再做一层绝热层。

  有学者提出:底层和土壤之上的地面处,也可不做绝热层。因为向下传递的热量对下层房间也有供暖作用,从辐射传热的角度看,这种主张也有道理,并且这种做法还可减少建筑层高的损失,降低工程成本。不过这样做会产生建筑“热桥”,产生较大的通过楼板和墙体向外的热损失,不符合节能的要求。

  同时目前辐射双向传热的基础研究和设计参数及资料尚且不足,给实际应用带来了一定困难,使应用这种尝试显得有些盲目;更重要的是双向传热给国家分户计量的政策提出了难题(中间楼层互相传热)。当然,不实行分层计量的建筑和别墅、复式建筑的夹层、整栋楼计量的公共设施、写字楼另当别论。


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