低溫地面輻射供暖的供熱調(diào)節(jié)方法研究

吳曉紅

摘要：隨著計(jì)量供熱技術(shù)在我國(guó)的大力推行，低溫地面輻射供暖在我國(guó)民用建筑中逐漸推廣。本文介紹了地面輻射供暖系統(tǒng)的形式和特點(diǎn)，并對(duì)低溫地面輻射供暖系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)方法進(jìn)行分析和研究。

關(guān)鍵詞：低溫地面；輻射供暖；供熱調(diào)節(jié)方法

引言

低溫地面輻射供暖是一種和傳統(tǒng)散熱器供暖不同的新型供暖方式，和以對(duì)流散熱為主的散熱器供暖相比，具有室內(nèi)溫度分布均勻、舒適性好、節(jié)約能源、易實(shí)現(xiàn)分戶熱計(jì)量、維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn)。隨著計(jì)量供熱技術(shù)在我國(guó)的大力推行，以及國(guó)家對(duì)建筑節(jié)能的日益重視，低溫地面輻射供暖系統(tǒng)目前在我國(guó)民用建筑中逐步受到重視，得到廣泛的采用。

在供熱系統(tǒng)中，通常把供暖熱負(fù)荷隨室外溫度的變化規(guī)律作為供熱調(diào)節(jié)的依據(jù)。供熱調(diào)節(jié)的目的，在于使供暖用戶的散熱設(shè)備的放熱量與用戶熱負(fù)荷的變化規(guī)律相適應(yīng)，以防止供暖熱用戶出現(xiàn)室溫過(guò)高或過(guò)低。但是，有人實(shí)地調(diào)查過(guò)，有用戶采用地面輻射供暖系統(tǒng)僅過(guò)了一個(gè)采暖期就要求改為其他采暖方式，原因是房間太冷達(dá)不到用戶的舒適性要求，有的用戶則相反，抱怨房間太熱，室溫達(dá)到26℃以上，而且調(diào)節(jié)作用也不大，只好開(kāi)窗子，從而造成了能源的浪費(fèi)。因此正確分析低溫地面輻射供暖系統(tǒng)中出現(xiàn)的問(wèn)題，尤其是弄清供暖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過(guò)程，對(duì)于推廣該系統(tǒng)的應(yīng)用，提高供暖質(zhì)量有著重要意義。

1 地面輻射供暖系統(tǒng)的形式與特點(diǎn)

地面輻射供暖系統(tǒng)的形式。低溫?zé)崴孛孑椛涔┡菍⒕哂幸欢囟鹊臒崴?，通入被埋置于地板?gòu)造層中的加熱盤管，經(jīng)過(guò)構(gòu)造層的熱量傳遞，使地板表面被加熱。被加熱的地板表面以輻射散熱為主的方式，向室內(nèi)散熱以彌補(bǔ)房間的熱損失，達(dá)到采暖的目的。

構(gòu)造層中的加熱盤管與和建筑構(gòu)造相結(jié)合，主要房間的地面下無(wú)任何管道設(shè)各。根據(jù)房間大小可以在一個(gè)房間設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)環(huán)路，小的房間也可以幾個(gè)房間設(shè)置一個(gè)環(huán)路。各環(huán)路的供、回水管連接到分集水器下，每個(gè)用戶的分集水器通過(guò)樓內(nèi)供、回水干管與室外管網(wǎng)相連接。

地板構(gòu)造層的形式。通常采用的地面輻射供暖構(gòu)造層形式為混凝十內(nèi)埋管式，其主要構(gòu)造為樓板、保溫層、加熱管、填充層、找平層和地板表面層。在靠近外墻的地方同時(shí)也要加保溫層，減少熱損失。在底層或首層直接在地面}幾敷設(shè)時(shí)，還應(yīng)加防水層，以免土壤中水分滲入，損壞保溫層，降低采暖功率。

地面輻射供暖系統(tǒng)的特點(diǎn)。由于采暖的機(jī)理不同，低溫?zé)崴孛孑椛涔┡哂幸詫?duì)流散熱為卞的散熱器采暖所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)和節(jié)能效果。

舒適性高。室內(nèi)地板表面溫度均勻，室溫由下而上逐漸遞減，給人以腳暖頭涼的舒適感覺(jué)；由于空氣對(duì)流小，避兔了灰塵的飛揚(yáng)，室內(nèi)環(huán)境清潔衛(wèi)生。

節(jié)能效果顯著。低溫地板輻射采暖的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度較常規(guī)散熱器采暖可以降低1-30C。

地面上無(wú)任何管道設(shè)備，不占用房間和地面有效面積，不僅為用戶增加了使用面積，而且美觀。

便于調(diào)節(jié)和控制。只要在分集水器處設(shè)置調(diào)節(jié)或控制裝置，就可以方便的進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，滿足各房問(wèn)所要求的不同工況。

熱穩(wěn)定性好。構(gòu)造層的混凝土蓄熱能力大，因此室溫變化緩慢，溫度波動(dòng)比較小。

便于進(jìn)行分戶計(jì)量。目前我國(guó)采暖收費(fèi)基本是按采暖建筑面積計(jì)費(fèi)的方法，這種方法存在很多弊病，無(wú)論室內(nèi)溫度狀況如何，不論室內(nèi)采暖與否一律平等收費(fèi)，從而導(dǎo)致能源的極大浪費(fèi)，最合理的計(jì)費(fèi)方法應(yīng)該是按照各用戶實(shí)際用熱量來(lái)核算。

2 地面輻射供暖系統(tǒng)的初調(diào)節(jié)分析

2.1 初調(diào)節(jié)的必要性

在傳統(tǒng)的散熱器采暖系統(tǒng)中，初調(diào)節(jié)是必不可少的，對(duì)于地面輻射供暖系統(tǒng)的初調(diào)節(jié)更應(yīng)得到充分重視，在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，如果初調(diào)節(jié)不合理，可以通過(guò)增大系統(tǒng)流量來(lái)彌補(bǔ)，造成大流量小溫差運(yùn)行，這樣雖然能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)也降低了系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性。對(duì)于地面輻射供暖系統(tǒng)，可調(diào)節(jié)性是它的一大優(yōu)點(diǎn)，也是它的根本所在。某一用戶的調(diào)節(jié)或多或少會(huì)影響到其他用戶，只有做好系統(tǒng)的初調(diào)節(jié)，才能有效減少既定管網(wǎng)中各用戶之間的相互干擾。

系統(tǒng)流量越大，末端用戶的室溫越高，近端與末端用戶的室溫偏差越小，水力失調(diào)對(duì)熱力失調(diào)的影響越小。供熱系統(tǒng)大流量運(yùn)行是靠提高末端用戶流量，抑制近端用戶流量的辦法來(lái)達(dá)到消除系統(tǒng)熱力工況水平失調(diào)的目的。但是大流量運(yùn)行并沒(méi)有從根本上消除系統(tǒng)的水力失調(diào)，各熱用戶流量分配不均的問(wèn)題并沒(méi)有解決。大流量運(yùn)行具有以下缺點(diǎn)：降低了用戶的自主調(diào)節(jié)的能力。需要較大的水泵，能耗大。增大初投資和運(yùn)行費(fèi)用。

初調(diào)節(jié)一般在供熱系統(tǒng)正式運(yùn)行前進(jìn)行，目的是將各熱用戶的運(yùn)行流量調(diào)節(jié)至理想流量，即滿足熱用戶實(shí)際熱負(fù)荷需求的流量，當(dāng)供熱系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工況時(shí)，理想流量即為設(shè)計(jì)流量。也就是說(shuō)，初調(diào)節(jié)主要是解決流量分配不均的問(wèn)題，如果不進(jìn)行初調(diào)節(jié)，則整個(gè)供熱系統(tǒng)基本上呈現(xiàn)不一致失調(diào)，同時(shí)系統(tǒng)的總流量一般超過(guò)設(shè)計(jì)的總流量。

2.2 初調(diào)節(jié)方法

手工進(jìn)行初調(diào)節(jié)有多種方法，如阻力系數(shù)法、預(yù)定計(jì)劃法等，但或因計(jì)算工作量人或?qū)嵉卣{(diào)節(jié)工作量大，一般難以實(shí)際采用。由于供熱系統(tǒng)冷熱不均現(xiàn)象普遍存在，近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外有關(guān)專家和工程技術(shù)人員陸續(xù)提出了多種初調(diào)節(jié)方法，如比例法、補(bǔ)償法、計(jì)算機(jī)法、模擬分析法、模擬阻力法、溫度調(diào)節(jié)法、自力式調(diào)節(jié)法及簡(jiǎn)易快速法等，在實(shí)際供熱系統(tǒng)中都有操作實(shí)施價(jià)值，在不同程度上具有簡(jiǎn)單、方便、準(zhǔn)確、可靠等特點(diǎn)。

3 直接連接地面輻射供暖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法

對(duì)于直接連接的低溫地面輻射供暖系統(tǒng)，設(shè)計(jì)供回水溫差小，規(guī)范要求 10℃，所以系統(tǒng)的循環(huán)水流量比較大。常用的調(diào)節(jié)方法如下：

質(zhì)調(diào)節(jié)的方法。采用此方法時(shí)系統(tǒng)始終保持設(shè)計(jì)流量運(yùn)行。我們知道，供水溫度的改變對(duì)地板表面散熱量的影響是很大的，以導(dǎo)熱系數(shù)最小的面層材料地毯來(lái)說(shuō)，管間距為300mm時(shí)，供水溫度每升高50℃，地板表面散熱量增加15W/m2，而導(dǎo)熱系數(shù)最大的面層材料大理石，管間距為300mm時(shí)，供水溫度每升高50℃，地板表面散熱量增加31.65W/m2，而室溫的變化對(duì)散熱量的變化要求又相對(duì)較小，因此采用質(zhì)調(diào)節(jié)的方法是可行的。

集中量調(diào)節(jié)的方法，采用此方法時(shí)系統(tǒng)的循環(huán)水量隨著室外溫度的變化而變化，而供水溫度保持不變，始終保持設(shè)計(jì)值。當(dāng)系統(tǒng)循環(huán)流量小于設(shè)計(jì)循環(huán)流量的50%時(shí)，曲線的坡度比較大，流量的變化對(duì)地板表面散熱量的影響明顯，而當(dāng)系統(tǒng)循環(huán)流量超過(guò)設(shè)計(jì)流量的50%時(shí)，流量的改變對(duì)地板表面散熱量的影響很小，這說(shuō)明對(duì)于直接連接地面輻射供暖系統(tǒng)，采用量調(diào)節(jié)的方式，只有在系統(tǒng)循環(huán)流量較小的時(shí)候才有較好的調(diào)節(jié)性能，而我們知道，地面輻射供暖系統(tǒng)的供回水溫差較小，在熱負(fù)荷不變的情況下，系統(tǒng)流量所需流量很大，是散熱器采暖的2.5倍，因此不建議地面輻射供暖系統(tǒng)采用量調(diào)節(jié)的方式。

分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)，采用次方法時(shí)可以根據(jù)室外溫度的變化情況，分幾個(gè)階段減少循環(huán)流量，而在同一階段內(nèi)，循環(huán)流量維持不變，實(shí)行集中質(zhì)調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)方法是質(zhì)調(diào)節(jié)和量調(diào)節(jié)的結(jié)合，可以吸收兩種調(diào)節(jié)方法的優(yōu)點(diǎn)，又可以克服兩者的缺點(diǎn)，適用于暫時(shí)還未推廣變速水泵的中小型供熱系統(tǒng)。從圖在不同的流量下，供水溫度對(duì)散熱量的影響是不同的，隨著流量的減小，這種影響越來(lái)越小。那么在調(diào)節(jié)的時(shí)候，我們就應(yīng)該盡量選擇較大的流量。一般將整個(gè)供暖期分三個(gè)階段來(lái)改變系統(tǒng)循環(huán)流量，分階段改變流量靠多臺(tái)水泵的并聯(lián)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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