低温热水地板辐射采暖地面散热量的分析与计算.
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低温地板采暖与散热器采暖效果的对比分析摘要:通过地板、墙面和人体之间的辐射换热计算,分析了地板采暖比暖气片采暖节能的原因,对比了两种采暖方式温度场水平分布和垂直分布的差异,空间气流分布的差异以及两种采暖方式热源热储量的差别。
通过实测数据的对比表明地板采暖在多方面优于暖气片采暖方式。
关键词:地板采暖;节能;温度分布0 引言地板辐射采暖技术从二十世纪初,欧洲一些发达国家就已经开始应用,我国是在五十年代末在人民大会堂开始应用该项技术。
但是,由于最初使用的钢管成本高,易泄露,易腐蚀,限制了它的大规模推广应用。
随着材料工业的进步,出现了抗老化,抗腐蚀,耐高温,易弯曲的塑料管材,如交联聚乙烯管和聚丁烯管,加之人民生活水平提高,节能意识加强,近年来这种采暖方式逐渐开始推广起来。
地板辐射采暖较传统的暖气片采暖具有可利用的热源形式,节约金属,在相同建筑结构条件下,室内温度分布均匀、卫生,不占用有效室内空间等优点,其中最突出的两点就是节能和舒适。
传统的供暖方式的供暖设计热指标一般为50 -80W /m2(根据不同类型的建筑物),而地板辐射采暖的设计热指标要比前者低,在北京地区对采用这种供暖方式测试中发现其设计热指标仅为45W/m2或者更低。
现在人们普遍认为这种供暖方式的设计室温可以比传统的供暖方式低2—5℃,但是并没有深入探究其原因。
本文从人体辐射得热和热源布置位置两方面进行了研究。
为了研究它的舒适性,本文对分别采用这两种采暖方式的房间进行了实测,用以对比分析其室内温度分布,气流分布的差异及供暖效果。
1 实验系统介绍本文选取北京某小区一间暖气片采暖的房间和另一小区一间地板辐射采暖的房间为测试对象,其尺寸均为4.5×3×3m,朝向均为坐南朝北,都是中间层,只有一面外墙。
图1中A房间采用双回形埋管方式,总管长为70m,进口水温47℃,出口水温37℃。
图1中B房间采用四柱813型暖气片14片。
测试在某年12月进行,当时室外温度为2℃。
低温辐射地板采暖系统相关数据及标准(发布日期:2008-3-5 10:00:10)鼠标双击自动滚屏一、国家或建筑商或物业公布的地热房间温度的计算是根据裸露的水泥地面的温度来计算的。
所以在铺设地面装饰材料的时候特别要注意他的导热性能。
否则会严重影响地热采暖的效果。
在选购地面装饰材料的时候特别注意他的导热系数过热阻,地面装饰材料的热阻的大小,直接影响到地面的散热量,实践证明,在相同供热条件和地板构造的情况下,在同一个房间里,花岗石、大理石、陶瓷砖等的热阻为0.02㎡·K/W。
木地板的热阻为0.10㎡·K/W,毛毯的热阻为0.15㎡·K/W。
由此可见,面层装饰材料对地面散热量影响巨大,为了节约能耗和降低运行费用,因此在地暖情况时,应尽量选用热阻小于0.05㎡·K/W的装饰材料做面层。
二、地面散热量的计算单位地面面积的散热量应按下列公式计算:q=qf + qdqf=5×10-8[(tpj +273)4-( tfj+273)4]qd=2.13(tpj-tn)1.31式中q ——单位地面面积的散热量(W/㎡);qf ——单位地面面积辐射传热量(W/㎡);qd ——单位地面面积对流传热量(W/㎡);tpj ——地面的表面平均温度(℃);tfj ——室内非加热表面的面积加权平均温度(℃);tn ——室内计算温度(℃)。
单位地面面积的散热量和向下传热损失,均应通过计算确定。
三、热负荷的计算3.2.1地面辐射供暖系统热负荷,应按现行国家标准《采暖通风及空气调节设计规范》GB50019的有关规定进行计算。
3.2.2计算全面地面辐射供暖系统的热负荷时,室内计算温度的取值应比对流采暖系统的室内计算温度低2℃,或取对流采暖系统计算总热负荷的90%~95%。
3.2.3局部地面辐射供暖系统的热负荷,可按整个房间全面辐射供暖所算得的热负荷乘以该区域面积与所在房间面积的比值和表3.3.3中所规定的附加系数确定。
低温热水地板辐射采热工程技术规程?(://bbs.house365)耐高温聚乙烯〔PE-RT〕管道系统低温热水地板辐射采热工程技术规程一、总那么1、为了在低温热水地板辐射供热工程的设计、施工及验收中做到技术先进、经济合理、平安逸用和确保质量,特制定本规程。
2、本规程适用于民用或工业建筑内,低温热水地板辐射供热工程的设计、施工及验收。
散热器供热系统或生活用水系统的户内支管,采纳本规程所涵盖的管材敷设于地面垫层内时,可执行本规程。
3、管道系统的设计、施工及验收,除执行本规程外,还应符合现行国家标准?采热通风及空气调节设计标准?﹙GBJ19﹚、?采热与卫生工程施工及验收标准?﹙GBJ242﹚和其它有关标准、标准或。
二、术语1、低温热水地板辐射供热﹙Low-temperaturehotwaterfloorradiantheating﹚以不高于70℃的热水作热媒,将加热管埋设在地板中的低温辐射供热。
2、铝塑复合管﹙Polyethylene-aluminiumcompoundpipe﹚内层和外层为密度≥0.94g/c㎡的聚乙烯或乙烯共聚物、中间层为增强铝管、层间用热熔胶紧密粘合为一体的管材。
用作地板辐射采热的加热管,内外层均为应为聚乙烯,通常以PAP标记。
3、耐高温聚乙烯﹙Resistanthightemperturepolyethylenepipe﹚以DOWLEX2344E添加适量助剂,经挤出成型的热塑性管材,通常以PE-RT标记。
4、热媒集配装置﹙Heatingmediumcollectiveanddistributiveunit﹚即分水器和集水器,有一个进口﹙或出口﹚和多个出口﹙或进口﹚的筒形承压装置,使横断面的流速限制在一定范围内,并配置放气装置和各通路阀门,以操纵系统流量和使各项分路流量分配均匀。
5、地面层﹙Groundlayer﹚包括地面装饰层及其寻平层。
6、填充层﹙Filluplayer﹚敷设于加热管四面和以上的构造层,用以保卫加热管和使地面温度均匀。
86低温热水地板辐射供暖系统设计中常见问题的探讨黄艳秋 郑娜莉(恒大长基(沈阳)置业有限公司,辽宁 沈阳 110013)摘 要:通过对地面辐射供暖的传热特点等进行分析,文章从技术角度对地面辐射供暖设计中常见问题进行了探讨。
关键词:地面辐射供暖;设计;热负荷中图分类号: TU832.16 文献标识码:A 文章编号:1003-5168(2015)-12-0086-1低温地板辐射采暖节省能源,技术成熟,热效率高,是科学、节能、保健的一种采暖方式。
具有符合人体生理取暖的舒适要求,节约室内面积和空间,热源选择比较广泛,节能等优点。
鉴于以上优点,低温热水地板辐射采暖系统在世界各地拥有众多用户。
在低温热水辐射采暖系统设计中需要重点考虑的是热负荷的计算、管材的选择、办公家具的覆盖率、加热管系统的设计等几个方面的问题。
1 低温地面辐射供暖热负荷的计算根据《地面辐射供暖技术规程(DB21/T1686-2008)》要求,计算地面辐射供暖系统热负荷时,室内计算温度的取值应比对流采暖系统的室内计算温度低2 ℃ ,或取对流采暖系统计算总负荷的90%~95%。
与传统的采暖方式相比对于房间高度大于4 m的厂房的供暖热负荷的计算可不考虑高度附加。
值得一提的是高大厂房应用地面辐射供暖系统的节能效果更加明显。
2 管材的选择辐射于地板填充层内的加热管,应根据耐用年限要求、使用条件等级、热媒温度、工作压力、系统水质要求、材料条件、施工条件和投资费用等因素,选择管材。
目前常用的管材为聚丁烯管及交联聚丁烯管,但应引起关注的是。
塑料管材的专业产品规范和标准尚不完备,各厂家产品质量良莠不一,而且部分设计、施工和运行管理人员对塑料管材的特性尚缺乏了解。
因此,应加强有关塑料管材的研究开发和相关规范的制定工作,同时加大交流和宣传力度,使塑料管材在供热系统中发挥更大的作用。
3 办公家具的覆盖率问题被贴地面家具(如实底床,实底柜等)覆盖地板表面,其上面热阻几乎无穷大,盖面积基本上可视为不散热,该覆盖率为A,则式中,为房间热负荷,Q为地板的设计热负荷。
低温热水地板辐射采暖地面散热量的分析与计算
摘要低温热水地板辐射采暖地面散热量计算是一个涉及复杂几何尺寸、复杂边界条件下的复合传热问题,本文用有限单元法对非线性边界条件下各种地面层材料与尺寸地板板体中发生的多介质二维导热问题做了数值解,给出并讨论了地面层材质与厚度、管间距、管径、水温及室温等因素对地面散热量影响的定量关系。
关键词地板辐射采暖对流换热辐射换热有限单元法
1 前言
目前,低温热水地板辐射采暖采暖技术在我国北方广大地区得到相当规模的应用,有的地区已形成热点,并编制了地区的技术标准[1~3]。
国内外的许多研究人员也针对某一情况下地板板体结构进行了关于传热的数值计算或实验研究,总结了一些宝贵的经验但目前许多企业与地方标准中使用的地板散热量的计算表都来自国外,国内还没有人对其数据的准确性进行认真的分析与校核。
从表的内容看,也比较粗糙,没有确切反映管径、板体结构、材质与厚度变化对散热量的影响。
国内一些关于地板板采暖传热过程的数值模拟研究大都是把地板表面边界条件中的对流换热系数及当量辐射换热系数取为定值,而实际上它们是地板表面温度和室温的函数,而且地表温度也是不均匀的,这种取定值的做法难以得到可信的结果。
针对我国目前对地板采暖复杂传热过程研究还不尽完善的情况,本文用有限单元法对非线性边界条件下各种地面层材料与尺寸地板板体中发生的多介质二维导热问题做了数值及室温等因素对地面散热量影响的宣关系。
2 计算过程的说明
通常地板采暖的板体结构与外部条件如图1所示,计算中做了如下近似与假定:地板板体内导热是二维问题;板体内各层材料是均质恒物性,相互紧密接触,忽略接触热阻;忽略塑料管的导热热阻;用供回水平均温度代替实际水温;管下部绝热层热阻为无穷大。
填充层λ
1=1.28W/(m2·℃),δ
1
=30mm、40mm、50mm
找平层λ
2=1.28W/(m2·℃),δ
2
=20mm
表面层
大理石λ
3
=2.91W/(m2·℃),δ
2
=20mm
塑料地板λ
3
=0.048W/(m2·℃),δ
2
=3mm
瓷砖λ
3
=1.1W/(m2·℃),δ
2
=10mm
化纤地毯λ
3
=0.036W/(m2·℃),δ
2
=10mm
木质地板λ
3
=0.14W/(m2·℃),δ
2
=20mm
管间距
100mm、125mm、150mm、175mm、200mm、225mm、
250mm、300mm
管径Φ16、Φ20、Φ25
室内设计温度15℃、18℃、20℃、22℃、24℃
供回水平均温度35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃
(2)对地板上表面与房间的传热即计算单元上表面的边界条件进行了尽可能精确的处理地板上表面以对流与辐射两种方式向房间传热,因此计算单元上表面的边界条件为:
3 计算结果
低温热水地板辐射采暖的对流换热量大致占总换热量的33%~51%。
利用本文方法,作者已取得了关于地板板体在不同工况下的大量计算数据,并已做出不同变量搭配的大量计算表格,这些表格可作为修订标准时的参考,篇幅所限,容另行介绍。
本文给出反映各影响因素与散热量关系图,如图3~8所示,篇幅关系,不再说明。
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