低温热水地板辐射采暖系统设计

孙羽

【摘要】本文对于低温热水板辐射采暖系统的发展历史以及原理进行了介绍，阐述了地板辐射采暖房间热负荷的设计方法;探讨了地板辐射采暖系统的设计步骤;并就大家十分关心的水力工况稳定性、系统造价、加热管寿命、技术措施、应用场合等问题等进行了分析与讨论。这对于地板辐射采暖系统的设计具有一定的参考价值。

【关键词】低温;热水地板;辐射;采暖系统

一、引言

随着经济的发展，人民生活水平不断提高，人们对室内的环境质量提出了更高的要求。低温热水地板辐射采暖系统卫生条件好，可供选择的热源广泛，能够为人们营造一个舒适的热环境，是一种较理想的采暖方式。低温热水地板辐射采暖技术，早在20世纪二、三十年代国外就已开始应用，到了七十年代发达国家已开始广泛应用。我国也在五、六十年代就有科研人员开始了此项技术的开发与研究工作，并在人民大会堂、华侨饭店等项目中进行了应用。

改革开放以来，地板辐射采暖技术发展迅速，1985年我国吉林省延边地区从韩国引进了此项技术;1987年在河北省石家庄会议大厦引进了芬兰交联聚乙燃管地板采暖设备。最近，随着国家“以塑代钢”产业政策的推广，低温热水地板辐射采暖技术的发展进人了“快车道”。为了使低温热水地板辐射采暖工程做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量、迫切需要从材料、施工、验收、特别是设计等各个环节加以规范化和严格控制。

二、加热管的选择

本文所研究的低温热水地板辐射采暖系统的原理，就是将加热管道埋于地面下面的混凝土中，然后将其中注入40～50摄氏度的热水使其不断的循环和流动，在水循环流动的过程中不断的加热整个地面，使得地板表面的温度上升到25～29摄氏度左右，接着通过相应地板辐射向室内进行供暖。所以在整个环节中低温热水地板辐射采暖系统对于加热管材质的要求较高，要有一定的使用年限的要求，承受温度的要求以及水所形成的压力的要求，对于加热管内流动的水质的要求以及施工方面的技术和经济型要求等几个方面，总结来看对于加热管的选择应该要满足以下几个方面的要求：

（一）管道应该具有一定的长期耐静液压强的能力，并且一般在这种物理条件下使用寿命应该不低于50年。

（二）管理在使用的过程中其本身的材质有可能会发生氧化、老化，所以其应该具有一定的抗氧化老化的能力。

（三）管道其中流动的是热水，热水的温度有一定的范围，在对水进行加热的过程难免的会发生温度的波动所以管道应该在一定的温度范围正常工作。

（四）此外管道还应该具有良好的导热性能、气阻隔性、化学性质、物理性质等。

在工程中较为常用的低温热水地板辐射系统的采暖管包括XPAP管、PB管、PE-X管以及PP-R管道等，上述的几种管道均能够满足系统中地板辐射采暖的要求，在上述的几种管道中PE-X和BP管具有比其他两种管道更佳的性能，结合工程实践的经济性来考虑，本文在采暖系统设计的过程中采用了PE-X管。

三、采暖热负荷的计算

地板辐射采暖与一般散热器对流采暖方式相比，热工特性有许多区别。为简化计算，可在对流采暖方式热负荷计算的基础上，进行一些必要的修正和调整。

由于房间敷设了采暖地板，不存在室内空气通过地面或地板向外的传热，因此，不应计算此部分围护结构热损失。由于地板辐射采暖是在辐射强度和温度的双重作用下对房间进行采暖，形成较合理的室内温度场分布和热辐射作用，可有2～3℃的等效热舒适度效应。因此，室内计算温度与对流采暖相比可降低2℃。

在采用集中采暖分户热计量或分户独立热源的住宅，存在部分房间间断采暖或较大幅度调节室温的可能性，除需考虑热源条件因素外，还应考虑户间的传热负荷和较无分户热计量更为突出的间歇采暖因素。

四、注意问题

在采暖系统设计的过程中为了有效的保护导热管以及获得较为合理的温度分布场，在导热管道中水的温度一般不应当超过60℃，并且供水系统的温差应该保持在10℃以内。在设计的过程中要考虑到对于室内地面温度的控制以使得室内居住的人员有一个良好的适应性。在加热选择的过程中尽量选择具有弯曲形状的导热管，且导热管弯曲的半径越大那么越有利于施工，这种弯曲的导热管在实际的工程中应用非常的广泛。并且为了排除导热管内部所存在的空气，那么对于导热管的水流速度也有一定的要求，流动的速度应该控制在0.25m/s，并且在计算速度的过程中要考虑到沿途的管壁阻力的影响。一般来讲在管道内部沿途的阻力值应当在原来基础阻力的基础上增加20%到30%，这样才能够精确来计算得到相应的速度值。

五、问题与讨论

（一）由于低温热水地板辐射采暖具有舒适卫生、高效节能、保温隔音、热稳定性好、寿命长、不占用室内面积等优点，因此，可广泛应用于居住建筑、医院、别墅、宾馆、游泳館、写字楼、银行、幼儿园、超市、博物馆、动物园、植物园，也可用于保持冬季足球场草坪，道路融雪等，还可用于温室、花房、养鱼池等场所。

（二）从现行地板辐射采暖加热管老化试验数据中看到，其寿命为50年，但我们国内还没有50年的实际工程经验。韩国现在有一部分工程已改用铜管作为加热管，这对我们是有益的启示。

（三）低温热水地板辐射采暖系统，由于其供回水温度低，温差又小，水力工况比较稳定，即是垂直距离相差28m（10层楼），其自然作用压头也只有103Pa左右，因此，不必担心采用双管采暖系统会产生水力失调问题。

（四）由于地板辐射采暖系统的环路长、管径细、热媒流速大，所以，加热管的阻力很大，

一般达到104～3×104Pa。

六、结束语

本文对于低温热水地板辐射采暖系统进行了研究，随着我国经济的飞速发展，人们对于生活质量要求越来越高，传统的集中供暖和地暖采暖的方式由于存在很多的弊端已经不能满足人们对于居住环境的要求了，基于此文对上述采暖技术进行研究，包括该技术的原理、发展历史，然后对于系统设计过程中导热管的选择以及热负荷的计算方式和系统设计过程中应该注意的问题进行了一一介绍，为我国采暖系统的发展提供了一定的技术储备和基础。为低温热水地板辐射采暖技术在我国的应用普及提供了理论上的支持和技术的支撑。

参考文献：

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