散熱器與低溫熱水地板輻射供暖系統的比較

劉 鵬

散熱器與低溫熱水地板輻射供暖系統的比較

劉 鵬

通過對散熱器采暖系統和地板采暖系統的特點進行比較,分析得出散熱器系統雖然傳統,但是不會被地板采暖系統所替代,兩種系統各有優劣,在進行設計時,需要根據建筑功能和城市氣候特點進行采暖系統的合理選擇。

散熱器,低溫熱水地板采暖系統,散熱量

0 引言

一直以來,我國都采用散熱器采暖系統,進入 21世紀后,采暖產品層出不窮,采暖市場發生了巨大的變化,其中以散熱器采暖系統和低溫熱水地板輻射供暖系統(以下簡稱地板采暖系統)為主。地板采暖系統并不神秘,在公元前 1300年,土耳其宮殿中就有了地板輻射采暖的雛形,古羅馬浴室中的地板輻射采暖系統以“火地”的形式出現,我國北方農村地區沿用至今的火炕也是應用了地板輻射采暖的原理。地板采暖系統相比散熱器采暖系統具有很多的優勢,以其環保、舒適、節能等優點而得到快速、廣泛的應用,大有取代散熱器采暖系統的趨勢。其實散熱器系統具有很多優勢是地板采暖系統所無法替代的。在設計采暖系統時應根據實際情況進行采暖系統的合理選取。

1 兩種系統的比較

1.1 系統形式的比較

散熱器系統是將散熱器安裝在室內靠近外墻或外窗位置來向室內對流散熱的熱水供熱系統。低溫熱水地板采暖系統是以溫度不高于 60℃的熱水為熱媒,在加熱管內循環流動,加熱地板,通過地面以輻射和對流的傳熱方式向室內供熱的供暖方式[1]。由于系統安裝方式的不同,所以決定了不同的散熱方式,散熱器主要是采用對流方式加熱室內空氣,而地板采暖系統則是輻射和對流共同作用來向室內供熱的。而且當埋在地板下面的盤管內通熱水后,必然是先加熱盤管和地板,當地面溫度高于室內空氣溫度和墻體內表面溫度時才會向室內散熱。

1.2 安裝位置的影響

過去房間采暖一直采用鑄鐵散熱器,因為鑄鐵散熱器確實不美觀,所以很多人將散熱器安裝在窗臺下方或者將散熱器用罩子罩起來,很大程度上影響了散熱器的散熱效果。隨著裝飾性散熱器的產生,散熱器不僅不會影響房間總體布局的美觀,而且還可以和室內裝修很好的配合,也不會影響散熱器散熱效果。

地板采暖系統安裝在地面內,如圖 1所示,雖然沒有明管,也不占用面積,但是由于其本身結構特點,地面相當于增加 80mm～100mm的墊層,不僅減小了房間的凈空高度,而且增大地面荷載約 120 kg/m2。地面放置家具之后,將大大減小地板采暖的散熱量。文獻[2]指出,地面覆蓋家具后,輻射地面的散熱量減小到未覆蓋家具地面散熱量的0.60～0.85[2]。

1.3 熱惰性的比較

地板采暖系統的特性之一就是預熱時間長,因此由開始運行到達到設計溫度所需要的時間是評價其性能的一個重要參數。如圖 1所示,地板采暖系統的熱水管埋在地板內,上面有厚厚的填充層和地面層,使地板的熱惰性很大,其預熱時間會很長,少則幾個小時,多則幾十個小時以上。因此地板采暖系統的響應速度很慢,達到室溫穩定需要很長時間。如果地面采用木地板,或者覆蓋了地毯,則響應速度會更慢。這樣,要想在較短時間內就達到舒適的室內溫度就必須增加輔助熱源,不僅增加了投資也降低了設備的運行效率。傳統的散熱器熱惰性小,而且是通過對流方式直接加熱房間空氣,能在較短的時間內使室溫達到設計值,滿足舒適性要求。所以地板采暖系統不適用于間歇運行的別墅或展覽館等建筑,地板輻射供暖若按間歇供暖設計時,須考慮間歇供暖附加量。而且當由于熱負荷減小而使室溫過熱時,不能很快降溫而滿足用戶舒適性要求,必須開窗,則必然導致能源的浪費。

1.4 水溫的限制

地板采暖系統是以低溫熱水為熱媒,要求供水溫度不超過60℃,供回水溫差不大于 10℃,必須設置獨立的低溫熱水熱源,雖然可以利用余熱水、太陽能、地熱等各種低溫熱源,但是不能直接使用一般熱網中的高溫水。如果熱源為城市集中供熱,在自己建筑內設換熱站,以現在按面積供熱收費,住戶必須分攤末端水泵耗電費用,也有部分開發商為節省初投資,直接連接集中供熱,這樣供水溫度大于 60℃,不僅會加速盤管的老化,縮短其使用壽命,而且會導致地面由于熱脹冷縮而開裂,破壞地面。散熱器不受此影響,高溫水和低溫水都可以使用。

1.5 維修的難易程度

地板采暖系統完全埋在室內地面以下,如果管路出現堵塞或泄漏等事故時,維修很麻煩,要破壞已經裝修好的地面,造成的損失比較大。散熱器系統則維修方便,維修費用也低。

2 結語

1)由于家具對地板采暖系統地面散熱量的影響,所以房間面積小的建筑不適于采用地板采暖系統,因為地面覆蓋率高而導致散熱量嚴重減少,滿足不了室內舒適性要求。2)現在商品房出售大多都是毛墻毛地,設計時對于將來裝修地面材料和房間內家具選擇都不確定,給負荷計算和鋪管間距也帶來影響,會給使用帶來或熱或冷等不舒適問題。3)由于地板采暖系統的熱惰性大,響應時間長,所以該系統不適于別墅、高級公寓或展覽館等間歇運行的建筑。但是對于住宅則很適合,大的熱惰性可以保證系統間歇運行時房間的舒適性,并且節能。

通過以上比較表明,散熱器系統雖然傳統,但仍然有許多優于地板采暖系統的地方。所以在進行設計時,要根據建筑功能和熱媒條件合理選擇采暖系統,保證提供給用戶節能、舒適、方便的系統,滿足用戶的使用要求。

[1] JGJ 142-2004,地面輻射供暖技術規程[S].

[2] 劉艷峰,申 健.住宅地面輻射供暖系統中因地板覆蓋產生的散熱量安全系數[J].暖通空調,2007,37(11)：104-106.

[3] 張改娥,張桂娥.低溫熱水地板輻射采暖系統在工程中的應用[J].山西建筑,2009,35(3)：199-200.

On comparison between heater and low-tem perature warm water floor radiation heating system

LIU Peng

The paper compares the features of the heater system and the floor heating system,analyzes that the heatersystem,though it is traditional,can not be taken p lace by the floor heating system,and the two systems have their own advantages and disadvantages,so the reasonab le selection for the heating system can be done according to the architectural functions and the urban climate features in the design p rocess.

heater,low-temperature warm water floor radiation heating system,heatdispersion volume

TU832

A

1009-6825(2011)09-0126-02

2010-11-23

劉 鵬(1976-),男,工程師,山西省建筑設計研究院,山西太原 030013