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地板供暖技术推广中尚需研究解决的若干问题

   2010-05-15 21620

  
五 与散热器采暖水系统共用热源问题
  
  目前在地板供暖技术的推广应用中,这是最常遇到的问题,因为地板供暖作为我国一种新兴的采暖方式,它常常处于周围全是散热器采暖的包围之中。通常散热器供水温度在最冷天需80℃以上,且水系统阻力损失很小,而地板供暖需供水温低于60℃,有些情况下30~40℃就够,而其末端阻力可高达3米水柱左右。因此,两种采暖方式简单地共用一个水系统是有问题的。
  而实际上却常常提出共用水系统的要求。一方面,房屋开发商希望在散热器采暖的楼群中划出一或几栋楼安装地板供暖,更有甚者,有的开发商要求在一栋散热器采暖的楼中,某几层、甚至几个房间安装地板供暖。这种情况有时是由于建筑物补建、扩建造成的,也有时是开发商对较新的事物有个认识过程,非要亲自看到效果才肯大面积推广。另一方面,很少能够为地板供暖单独安排低温热源,而只能用散热器采暖的高温(相对而言)水热源,例如城市热网,区域锅炉房等。面对这种情况,作为工程技术人员,简单说"不"是不利于新技术推广的。
  应该研究出一系列可靠的办法解决各种各样情况下的共用热源问题。可供考虑的采用单一热源多参数供热的办法有:1)使用换热器,这是最成熟稳定的办法,但投资较高;2)使用引射泵混水,这是前苏联文献中介绍的方法,需要有较大的资用压头,但地板供暖与散热器采暖系统并联时,这一条件常常难以满足;3)使用附加泵混水,获得所需的要的水温与水量;4)串联法,即散热器系统回水作地板供暖供水的方法。这是一个很有吸引力的想法,一般散热器水系统循环泵的压头都远大于循环阻力,在回水干管上加设一个旁通管,即可将回水经旁路引至地板盘管供地板供暖使用,水的温度及温降区间采暖高峰期和非高峰期随着散热体来看,节省了泵的功率消耗。此种方法需要在两种系统连接处增设水处理系统,保证整个系统的水质无污染;5)并联法,当地面装修材料允许水温高于60%时,此时可考虑与散热器采暖水系统简单并联。地板盘管当然应将管径选大一些,单程管长选短一些,使一人环路的水流阻力与散热器采暖的水流阻力基本相同,达到水力平衡,虽然如此,由于末端阻力仍大于散热器,地板供暖系统仍将是高水温、低水量、大温降运行,与正常设计参数相比,供水温度高许多,水量小许多,但基本能达到采暖功能。当然,这样做塑料管材的寿命会受到一定的影响。而且对系统的水质要求同样较高。
  上述方法中,除第2种以外,笔者均已在设计实践中尝试使用,并已付诸工程实施。理论上应该是可行的,实际效果方面,有的将在今年的采暖实践中得到验证。但笔者认为,地板供暖属新技术,上述方法无论从理论上还是从实践角度看都还不够规范、成熟。有必要组织开发系统、详细的研究。
六 承压保温地面结构层的研制问题
  
  地板供暖方式特别适用于博览会展厅、厂房等大宽度房间。这类房间一般位于底层,地板盘管下部是必须保温的。但在这种发问下的包括保温材料在内的地板板体必须有大的承压能力,能承受汽车、设备等的压力。这类保温材料国外已有成熟产品,国内则还没有研制或引进生产技术。这就需要进行高强度无机非金属胶凝材料的实验开发研究,使其技术性能达到干燥收缩度小,无开裂,具有良好的密实性与导热性能的要求。
  
七 与地板供暖配套的地面装修层定型方案与产品的研制
  
  地面装修是受到居民极大关注的重要问题。能否找到可靠的,居民满意后来居上地板供暖配合的地面装修方案与产品是地板供暖技术能否大面积推广的关键。不言而喻,地板供暖对地面装修是有一定的要求的,即能够承受特定的温度与湿度状况下而长时间不变形。目前国外已有专门用于地板供暖的木质地板产品,国内则还没有,应研究开发与地板供暖配套的地面装修的若干种定型方案,使居民能够放心、方便地选择。这就需要进行在干、湿,急热、争冷循环条件下地面装修材料(木材与石材等)变形与抗热老化的实验研究,开发与地板供暖相配套的地面装修定型方案。
  
八 关于地板供暖的节能问题
  
  文献中有说地板供暖可比散热器采暖节能30%,笔者认为这是不确切的。在确定的室内外温度条件下,采暖耗能主要是由围护结构的保温性能决定的,通过围护结构传到室外的热量,无论采用哪种房间加热方式,这部分能耗都必须被如数补充。
  因此可以说,采用哪种房间加热方式与采暖耗能关系不大。但仔细分析起来,地板供暖与散热器采暖相比,是可以少量节能的,原因为:1)文献[3]指出,当室内风速小于0.05m/s时,平均辐射温度变化1℃与空气温度变化1℃对人体热感觉的影响基本相同,由于地板供暖所产生的平均辐射温度较高[4],而且室内沿高度方向上温度分均匀,温度梯度小,人处于加热区内,而散热器温度最高区在房间上方,温度梯度大,当人的感觉温度相同时,地板辐射供暖房间的室内空气平均温度要低于对流采暖房间的空气温度,降低房间热负荷。2)地板辐射供暖采用低温热水,而温度较低的热水在传输过程中比散热器传输时散热损失小。3)可利用低位能源,如余热,太阳能等,节约高位能源。4)散热器置于窗下靠墙,会有一小部分热量短路至室外,而地板供暖没有这一弊端。5)当冬季进行通风时,由于室内外温差较对流系统的温差小而节约能量。
  但需说明的是,地板的加热能力通常会比房间热负荷大,若不对房间温度的严格控制措施,则有些用户可能会超标准用热而造成额外能耗。
  究竟地板供暖比散热器采暖节能多少 ,需对上述各项逐项进行仔细的分析。这将涉及房间热过程的许多方面问题,诸如空气温度分布,墙体导热,散热器散热过程等,这方面的研究还不系统完善。
  上述问题都是笔者在地板供暖技术推广实践中所遇到的实际问题,而且都还没有真正解决好。笔者希望以此文引发广大同行进一步的讨论与研究,促进地板供暖技术推广事业健康发展。
  
  
参考文献:
  
  [1]DBJ T01-49-00,低温热水地板辐射供暖应用技术规程。
  [2]陆耀庆,经济型地板辐射供暖模式的探讨,暖通空调新技术,2000,(2):94~99。
  [3]亢燕铭,沈恒根,徐惠英等,地板辐射供暖的节能效应,暖通空调,2001,31(4):4~6
  [4] Athienitis A K, T Y Chen, Experimental and theoretical investigation of floor heating with thermal storage. In: ASHRAE Trans, 1993, 99 (1). 1049~1057
 
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