居住建筑中散熱器采暖與低溫輻射采暖節能分析對比

陳先超

摘 要：本篇文章對目前比較常用的采暖方式進行了簡要介紹，同時以雙立管水平串聯式散熱器采暖系統與低溫熱水地板輻射采暖系統為例展開了節能對比分析，以期能夠對我國采暖節能工作的順利開展獻上一份綿薄之力。

關鍵詞：居住建筑；散熱器；低溫輻射；節能技術

1 前言

目前，我國比較常用的采暖方式為雙立管水平串聯式散熱器采暖、單管順流式散熱器采暖、低溫熱水地板輻射采暖以及低溫電熱膜輻射采暖等等，其中又以雙立管水平串聯式散熱器采暖和低溫熱水地板輻射采暖被廣泛應用到居住建筑中。然而，由于這些采暖方式在經濟性與節能性上仍然存在著一定的差異，因此應當結合實際應用情況，重點研究其節能技術水平，以此來減少不必要的資源浪費。

2 常用的采暖方式介紹

2.1 雙立管水平串聯式散熱器采暖

此種采暖系統的最大特點即為由總供水立管與各層水平支管來負責提供熱水，通過散熱器來實現采暖。雙立管水平串聯式采暖系統的優勢包括如下幾點：首先，可以在用熱用戶建筑的入口處設置計量表與控制閥門，便于控制；其次，可在建筑內安裝溫度控制閥門，根據情況調節溫度；再次，管路設置簡單，在室內不會有外置管道；最后，所采用的管材均為交聯聚乙烯管，滿足于國家政府所提出的“以塑代鋼”政策方針。其缺點如下：首先，在運行過程中比較容易出現水平向失調，即為最前端溫度過高、最末端不熱；其次，由于水平支管需要被事先埋設到約50mm深的溝槽當中，因此十分不便于后期養護和維修。

2.2 單管順流式散熱器采暖

此種采暖系統的主要特點即為，將立管中的所有水量按順序流入到各層散熱器中。單管順流式散熱器采暖系統的優點為安裝簡便、結構簡單、安裝成本低；缺點為不能夠對熱用戶進行獨立控制與調節，在使用過程中比較容易出現垂直失調的情況。目前，單管順流式散熱器采暖系統比較常見于公共建筑中，例如學校、辦公場所以及工業單位等。

2.3 低溫熱水地板輻射采暖

低溫熱水地板輻射采用的熱源即為溫熱水，它是以地板為主要發熱體，通過輻射傳熱和對流換熱的方式來實現建筑室內采暖。低溫熱水地板輻射采暖系統的優點為熱感舒適、管理便捷、外表美觀、干凈衛生以及節能減排等等；其缺點即為，需要占據一定的建筑高度空間、安裝成本較高、維修困難等等。目前，隨著各種新型技術與保溫材料的出現，低溫熱水地板輻射采暖系統已經被廣泛的應用到了居住建筑中，并得到了熱用戶的廣泛好評。

2.4 低溫電熱膜輻射采暖

低溫電熱膜輻射采暖是以電力為熱源，以電熱膜為發熱體，所采用的是輻射式供暖方式。相比較熱水供暖系統來看，此種供暖系統的運行成本過高，并不會被普通住宅建筑熱用戶所接受。此外，低溫電熱膜輻射采暖系統的優勢為使用靈活、人感舒適以及對環境污染小等，因此比較常見于一些高檔建筑中，例如星級賓館、別墅以及節能型建筑等等。

3 居住建筑中常用散熱器采暖與低溫輻射采暖的節能效果對比

3.1 雙立管水平串聯式散熱器采暖系統

雙立管水平串聯式散熱器采暖系統是目前居住建筑中最為常用的一種，它所采用的節能措施為，通過降低散熱器容水量的方式來達到采暖節能的目的。需要注意的是，此處所提及的節能，是建立在不影響采暖效果的基礎之上的。為了便于理解，筆者從容水量與散熱量的比值大小角度來著手分析。

在整個采暖系統中，散熱器是處于最末端的裝置，它能夠將由熱媒所攜帶的熱量帶入到房間中，以此來填補房間內的熱損失，從而讓房中的空氣溫度為維持在舒適的范圍內。相對于整個采暖系統來看，采暖熱負荷是既定不變的，如果容水量/散熱量的比值較高，那么采暖系統內的流動速度會減慢，循環時間會隨之增加，循環數量會持續加大，從而導致能耗大、熱效率低；相反的，如果容水量/散熱量的比值較小，那么采暖系統內的流動速度會加快，采暖系統的升溫速度隨之提升，熱效率增加。

在運用雙立管水平串聯式散熱器采暖系統時，伴隨著鍋爐間歇運行的不斷變化，供暖系統的供水溫度、回水溫度、散熱量、散熱速度等均會發生改變。如果所運用的是容水量/散熱量比值較大的散熱器，那么從最初的冷態啟動直至達到所需運行溫度的過程當中，會需要非常長的運行時間，其中的熱負荷和能耗也會隨之增加。由此可見，針對那些容水量較大的散熱器而言，會產生較高的能源消耗，出現不必要的資源浪費。而采用容水量較小的散熱器則能夠較好的解決這一問題，通過即開即熱的運行方式來是達到經濟節能的效果，無論是熱用戶還是供暖部門，均可以從中受益。

3.2 低溫熱水地板輻射采暖系統

低溫熱水地板輻射采暖系統同樣是居住建筑中非常常見的采暖方式，它的主要節能方式為，運用低溫熱水來實現采暖，一方面可以填補熱量在傳送當中所產生的熱交換損失；另一方面則能夠通過合理化運用低品位能源來達成建筑取暖。

在熱力學中包括了第一定律和第二定律，其中前者是從量守恒的客觀規律，而后者才是能夠實現量與質轉化、傳遞的實質。眾所周知的是，不同類型的能量之間存在著做工能力上的差異性，舉例說明，機械能能夠不受外界條件的限制而轉化為熱能，但是熱能卻不能夠完全的轉化為機械能。隨著國家科技發展速度的不斷加快，在能源科學與熱力科學領域中，會將量與質有機的結合到一起，以此來更好的評價能力，充分的展示出了能量轉換與能量傳遞過程中的能質退化。由此可知，如果想要實現最大化的節能減排，就要盡可能的運用低品位的能源。

低溫熱水地板輻射采暖系統所運用到的熱水溫度不會超過60攝氏度，這就是上文中所提到的低品位能源，如此低標準的水溫要求，其實完全可以從工業廢熱中來獲取能源。除此之外，隨著最近幾年來地源熱泵技術的快速發展，更是堅定了低溫熱水地板輻射采暖系統的節能性。地源熱泵是通過淺層地能來實現建筑供熱的一種新型技術，它可以根據實際需求來將地下土壤中的熱量或冷量提取出來，由于地源熱泵系統所需要的是自然能源，因此并不需要應用到過多的高品位能即可輕松獲得，更好的實現了能源節約的環保目的。

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