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热辐射采暖的定义、类别与工程实务

时间:2023-09-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:以辐射传热为主的采暖系统,称为辐射采暖系统。当集中采暖热媒温度超过低温热水地板辐射采暖的允许温度时,可设集中的换热站,也有在户内入口处加热交换机组的系统。低温地板辐射采暖的楼内系统一般通过设置在户内的分水器、集水器与户内管路系统连接。

热辐射采暖的定义、类别与工程实务

采暖系统的热媒(蒸汽、热水、热空气、燃气或电热),通过散热设备的壁面,主要以辐射方式向房间传热。以辐射传热为主的采暖系统,称为辐射采暖系统。

(一)辐射采暖分类

按辐射表面温度不同,辐射采暖可分为低温辐射采暖、中温辐射采暖、高温辐射采暖三种。目前,应用比较广泛的是低温热水辐射采暖。

1.低温辐射采暖

当辐射表面温度小于80℃时,称为低温辐射采暖,其结构形式是把加热管(或其他发热体)直接埋设在建筑构件内而形成散热面。

2.中温辐射采暖

当辐射表面温度介于80℃~200℃之间时,称为中温辐射采暖,其结构形式通常是把钢板和小管径的钢管制成矩形块状或带状散热板。

3.高温辐射采暖

当辐射表面温度大于500℃之间时,称为高温辐射采暖,常见的有燃气红外辐射器、电红外线辐射器等。

(二)低温热水地板辐射采暖

低温辐射采暖的散热面是与建筑构件合为一体的,根据其安装位置不同,可分为顶棚式、地板式、墙壁式、踢脚板式等;根据其构造方式不同,可分为埋管式、风槽式或组合式。目前,应用比较广泛的是低温热水辐射采暖。

1.地板辐射采暖的特点

地板式辐射采暖优点体现在:地面温度均匀,室温自下而上逐渐递减,舒适度高;空气对流减弱,有较好的空气洁净度;与其他采暖方式相比,可以有效得利用低温热源如太阳能、地下热水、采暖和空调系统的回水、热泵型冷热水机组、工业与城市余热和废热等,较为节能,节能幅度约为10%~20%;有利于屋内装修,增加2%~3%的室内使用面积;有利于隔声和降低楼板撞击声;高大空间采用地板辐射采暖,比其他类型的散热器设施的效果好,热舒适度显著提高。

其缺点表现为:埋管建筑面层增加8~14cm,占用建筑层高;地面二次装修时,易损坏地下管线;对地面的装饰材料有一定要求,如铺设木地板则有干裂的麻烦,最好选用地砖或复合地板;设定温度不能太高,否则会大大降低输送管道的使用寿命;对于埋管复杂的区域、地面面积不满足敷设管线条件时,往往要借助其他形式的敷设设施;室温的温升比散热器系统慢。

2.地板辐射采暖构造

目前常用低温热水底板辐射采暖是以低温热水小于60℃为热媒,采用塑料管预埋在地面不宜小于30mm混凝土垫层内,地面结构一般由结构层(楼板或土壤)、绝热层(上部按照一定管间距敷设固定加热管)、填充层、防水层防潮层和地板层组成,见图4-11。

图4-11 低温热水地板辐射采暖地面做法示意图

绝热层是用来控制热量传递方向的,填充层用来埋设保护加热管并使用地面温度均匀,地面层指完成的建筑地面。当楼板基面比较平整时可以省略找平层,在结构层上直接铺设绝热层。当工程允许地面按照双向散热进行设计时,可以不设绝热层。但是对于住宅建筑而言,由于设计分户热量计量,不应采取取消绝热层的做法。并且户内每个房间应设分支管,视房间面积大小单独布置成一个或多个环路。直接与室外空气或不采暖房间接触的楼板、外墙内侧周边,也必须设绝热层。与土壤相邻的地面,必须设绝热层,并且绝热层下部应该设置防潮层。对于潮湿房间如卫生间、厨房游泳池等,在填充层上宜设置防水层。为了增强绝热板才的整体强度,并便于安装和固定加热管,有时在绝热层上还辐射玻璃布基铝箔保护层和固定加热管的低碳钢丝网。

绝热层的材料宜采用聚苯乙烯泡沫塑料板楼板上的绝热层厚度不宜小于30mm,与土壤或室外空气相邻的底板上的绝热层厚度不宜小于40mm沿外墙内侧周边的绝热层厚度不应小于20mm。当采用其它绝热材料时,宜按照等效热阻确定其厚度。填充层的材料一般应采用C15豆石混凝土,豆石粒径不宜大于12mm,并宜掺入适量的放裂缝。地面荷载20/m2时,应对加热管上方的填充层采取加固构造措施。早期的地板采暖均采用钢管或铜管,现在地板采暖均采用塑料管。塑料管均具有耐老化、耐腐蚀、不结垢、承压高、无污染、沿程阻力小、容易弯曲、埋管部分无接头、易于施工等优点。(www.xing528.com)

3.地板辐射采暖系统设置

(1)热媒温度要求。当集中采暖热媒温度超过低温热水地板辐射采暖的允许温度时,可设集中的换热站,也有在户内入口处加热交换机组的系统。

(2)分、集水器设置。低温地板辐射采暖的楼内系统一般通过设置在户内的分水器、集水器与户内管路系统连接。分、集水器常组装在一个分、集水器箱体内,每套分、集水器宜连接3~5个回路,最多不超过8个。分、集水器宜布置于厨房、盥洗间、走廊两头等,既不占用主要使用面积,又便于操作的部位,并留有一定的检修空间,且每层安装位置应相同。

(3)辐射盘管设置。加热加热盘管均采用并联布置:减少流动阻力和保证供,回水温差不致过大。原则上采取一个房间为一个环路,大房间一般以房间面积20~30m2为一个环路,视具体情况可布置多个环路。每个分支环路的盘管长度宜尽量接近,一般为60~80m,最长不宜超过120m。埋地盘管的每个环路宜采用整根管道,中间不宜有接头,防止渗漏。加热管的间距不宜大于300mm。PB和PE—X管转弯半径不宜小于5倍管道外径,其他管材不宜小于6倍管道外径,以保证水路畅通。卫生间一般采用散热器采暖,自成环路,采用类似光管式散热器的干手巾架与分、集水器直接连接。加热管以上的混凝上填充层厚度不应小于30mm,且应设伸缩缝以防止热膨胀导致地面龟裂和破损。

(三)其它辐射采暖形式

1.低温辐射电热膜采暖

低温辐射电热膜采暖方式是以电热膜为发热体,大部分热量以辐射方式散入采暖区域。它是一种通电后能发热的半透明聚脂薄膜,由可导电的特制油墨、金属载流条经印刷、热压在两层绝缘聚酯薄膜之间制成的。电热膜在工作时的表面温度为40~60℃,通常布置在顶棚下、地板下、墙裙或墙壁内,同时配以独立的温控装置。

2.低温发热电缆采暖

发热电缆是一种通电后发热的电缆,它有实芯电阻线(发热体)、绝缘层、接地导线、金属屏蔽层及保护套构成。低温加热电缆采暖系统是由可加热电缆和感应器恒温器等组成,也属于低温辐射采暖,通常采用地板式,将发热电缆埋于混凝土中,有直接供热及存储供热等系统形式。

3.中温辐射采暖

中温辐射采暖散热设备材料通常为钢制辐射板,有块状和带状两种类型。钢制辐射板制作简单,维修方便,节约金属,适用于大型工业厂房、大空间公用建筑,如商场、车站等局部或全面采暖。

(1)块状辐射板的构造形式。块状辐射板通常用DN125与DN40的钢管焊成排管构成加热管,把排管嵌在0.5~1.0mm厚的预先压好槽的薄钢板制成的长方形的辐射板,辐射板在钢板背面加设保温层以减少无效热损失。保温层外测可用0.5mm厚钢板或纤维板包裹起来,块状辐射板的长度一般为1~2m,以不超过钢板的自然长度为原则。

(2)带状辐射板的构造形式。带状辐射板的结构与块状板式完全相同,只是在长度方向上是由几张钢板组装成形,也可将多块块状辐射板在长度方向上串联连接成形。带状辐射板在加工与安装方面都比块状板简单一些,由于带状板连接支管和阀门大为减少,因而比块状板经济,带状板可沿房屋长度方向布置,也可以水平悬吊在屋架下弦处。带状板在布置中应注意解决好加热管热膨胀的补偿、系统排气及凝结水的排除等问题。

4.高温辐射采暖

高温辐射采暖按能源类型可分为电气红外线辐射采暖和燃气红外线辐射采暖。

(1)电气红外线辐射采暖。其设备多采用石英管或石英灯辐射器。前者温度可达到990℃,而后者辐射温度可达2232℃,其中大部分是辐射热。

(2)燃气红外线辐射采暖。其利用可燃气体或液体通过特殊的燃烧装置进行无焰燃烧。形成800~900℃的高温,向外界发射2.7~2.47微米的红外线,在采暖地点产生良好的热效应。

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