地板輻射與散熱器采暖系統的比較

戚大偉

摘 要：在如今的生活中，地板輻射采暖系統及散熱器采暖系統是千家萬戶的主要采暖形式。本文對這兩種采暖形式的優缺點進行了比較。

關鍵詞：地板輻射采暖系統；散熱器采暖系統；溫差

1 兩個采暖系統的分析

1.1 舒適度

地板輻射采暖采用了輻射原理，將室內圍護結構的內表面溫度提升到室內空氣溫度以上，減少人體向室內圍護結構的散熱。同時，由于地板輻射采暖敷設于建筑物地表面，地面部分溫度分布均勻，有利于人體的生理結構，大大提高了人體的熱舒適度。而傳統散熱器采暖主要依靠空氣對流加熱，熱空氣主要分布于房間頂部，而人體主要活動區域溫度卻相對較低，熱舒適度得不到很好的滿足。

而另一方面，目前北方地區建筑屋頂及外墻大部分敷設保溫，而在設計房間供熱系統時，通常選取較大的單位面積熱負荷數值進行預估，使地板輻射采暖室內溫度超標，感到燥熱，只能穿單衣或開門開窗來適應室溫，這樣既嚴重浪費了寶貴的能源，又忽冷忽熱，使人感到不舒適[1]。

1.2 空氣質量

太原理工大學的岳曉敏[2]以太原市某房間為實驗對象，進行了兩種采暖系統房間的顆粒物對比分析，該實驗研究表明，以相同粒徑的顆粒相比較，地板輻射采暖系統近地面區域顆粒物質量濃度較高，人體呼吸區顆粒物濃度反而較低；而散熱器采暖系統則在散熱器周圍顆粒物質量濃度偏高[2]。在散熱器采暖建筑中，由于溫度分布不均，人們經常會在散熱器周圍活動獲得更多的熱量，但此區域恰恰是顆粒物濃度較高的區域，而地板輻射采暖系統空氣中顆粒分布相對均勻，人體呼吸區域空氣相對潔凈，空氣質量較高。

1.3 能耗分析

1.3.1 設計參數分析

地板輻射采暖系統供水溫度宜采用35℃～50℃，不應大于60℃，因此地板輻射采暖采用的是低溫熱水對室內進行加熱，便可達到供暖效果；而傳統的散熱器采暖系統供水溫度需達到75℃，回水溫度也在50℃左右。根據日本的研究，室溫每降低1℃能源費可以節省10%左右。16℃的地板輻射采暖室溫相當于18℃～20℃的散熱器采暖所能達到的舒適度，這是節約能源費20%～30%的來源。另外，由于地板輻射采暖采用分集水器裝置供暖，各房間的供暖環路接口均設置了閥門，用戶可以自行調節各個房間的溫度。

1.3.2 運行能耗

采暖系統循環泵的選擇以及其運行過程中的能耗都對系統的經濟性產生很大的影響。因此，比較兩種系統所選用的水泵的初始投資，以及運行過程中水泵的耗電量，均可作為兩種系統經濟性比較的依據。以錦州地區為例，假設供熱面積50000m2，計算兩種系統的流量。水泵流量G可按下式計算：G=1.10.86Q△t式中Q-擔負系統的總負荷，kW△t=tg-th-系統的供回水溫差，℃

1.4 安全系數

地板輻射采暖系統供回水溫差一般規定取10℃，而散熱器采暖系統供回水溫差25℃，錦州地區節能建筑供暖單位面積熱指標取20W/m2。求得地板輻射采暖供熱系統水泵流量為87.47m3/h，散熱器采暖供熱系統的水泵流量為34.98m3/h。對兩種系統的循環泵進行選型。選型樣本，通過流量以及揚程，對地板輻射采暖系統選擇循環泵，流量為89m3/h，揚程為16m；散熱器采暖系統選擇流量為45m3/h，揚程為16m。兩種系統循環泵之間存在揚程差是由于地板輻射采暖供熱系統用戶末端的系統壓力大約為0.05MPa左右，散熱器采暖系統用戶末端的系統壓力約為0.03MPa左右，假設其他條件相同的情況下，取1.1倍安全余量，得出兩系統之間的揚程差大約在2.2m左右。兩種水泵價格基本一致，但地板輻射采暖供熱系統水泵功率為7.5W，而散熱器采暖系統功率則僅為4kW。因此，單個循環泵每小時地板輻射采暖供熱系統要比散熱器采暖系統多消耗3.5kW·h。錦州的供暖天數為150d，5000m2供暖建筑兩種系統循環泵的功率差值就在12600kW·h左右。以目前錦州地區商業用電0.955元/kW·h計算，整個供暖期地板輻射采暖供熱系統的運行經費要多出12033元，在整個供暖周期中，這部分耗電量十分可觀。

2 結論

通過對地板輻射采暖系統與傳統散熱器采暖系統的舒適度、供暖能耗以及循環泵的經濟性進行比較，不難發現地板輻射采暖系統相比散熱器采暖系統，在舒適度上有很大的提升，但是仍然存在供熱溫度過高以及能源浪費等現象。同時，地板輻射采暖系統的供暖能耗更小，而在循環泵的使用上，地板輻射采暖系統則需要消耗更大的能量。

因此，在提出設計方案時，應當綜合考慮，對建筑的供熱系統進行選取，在保證設計要求情況下，盡可能節約能源，減少運行費用，保證方案的合理性。如果熱媒由同一熱源或換熱站提供，熱媒參數一致的，不存在按不同系統進行供熱，這種情況下就存在一個問題，即以散熱器采暖系統為主熱媒參數供熱，地板輻射采暖系統的室內溫度便會超標，影響舒適度的同時也造成能源的浪費；如果以地板輻射采暖系統為主熱媒參數供熱，散熱器采暖房間或建筑物的供熱溫度便達不到要求。因此，如何解決這一矛盾，也是我們要重點關注的研究課題。

參考文獻

[1]賈錦霞，謝恒，武冬梅.從地面輻射采暖談舒適節能控溫[J].城市住宅，2007，（12）：115.

[2]岳曉敏.地板采暖與散熱器采暖房間顆粒物分布的對比分析[D].太原：太原理工大學，2010.