太陽能地板輻射采暖技術(shù)探析

管祖剛

(大連都市發(fā)展設(shè)計有限公司,遼寧 大連 116011)

1 太陽能地板輻射采暖技術(shù)的概況

這種采暖方法是將太陽熱能當(dāng)做采暖的熱量來源，在地板中合理鋪設(shè)盤管，通過盤管供熱。典型的太陽能地板輻射采暖系統(tǒng)的組成部分有以下幾點：集熱器、 控制器、集熱泵、蓄熱水箱、輔助熱源、供回水管、關(guān)斷閥若干、三通閥、過濾器、循環(huán)泵、溫度計、分水器、加熱器組成。這一系統(tǒng)的散熱面是整個地面，它的輻射換熱的能量在總能量中占大約百分之六十以上的比例，主要的散熱方式是輻射散熱。我們傳統(tǒng)的散熱器的散熱方式主要是對流，在采暖的功效上并不如意，而且不舒適也不衛(wèi)生。正是基于這種大背景，這種新的采暖方法才更加受到社會的青睞。在北美以及歐洲的很多國家此技術(shù)已經(jīng)得到普及。地板輻射方式的采暖法和人們的生活方式以及居住方式能有很大的關(guān)系，比如在韓國以及日本兩個國家，由于他們的生活習(xí)慣因素，該項技術(shù)已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。

我們常說的輻射采暖，具體講是一種通過輻射來進(jìn)行熱量傳播，將熱量有效的擴(kuò)散到人體和物體的表面，在正常的運(yùn)作條件下，如果室外的溫度一樣，為了確保獲得同樣的舒適感，其周圍的空氣溫度就要比要求的溫度低3攝氏度。通過研究人體的舒適度要求，通常地面溫度在24到28攝氏度之間為宜。由于輻射采暖的溫度是40到60度之間的熱水，因此開發(fā)太陽能的集熱設(shè)備就成為了一大可能。隨著對太陽能的利用程度越來越深，我們的能源緊缺問題將會得到很好地解決，這種采暖方法會更加的受人們的青睞。

2 太陽能地板輻射采暖技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益

隨著我國人口的數(shù)量越來越多，我國的各類居民住宅價格越來越貴，雖然從初始階段來看，采用此種采暖法在一定程度上增加了建筑的成本，但是從總體上來說，它帶來的效益還是非常大的，費用總的來說是減少了。因此，采用此種采暖方式會給我們的建筑行業(yè)帶來很豐厚的經(jīng)濟(jì)利潤。具體講有以下幾點。

第一，要明確提高收益降低投資的關(guān)鍵因素。采用此種采暖方法，要想獲得好的經(jīng)濟(jì)效益，就要做到以下幾點:確定好管距、合理使用管材、充分利用采集到的能量。

第二，要盡最大努力的確保系統(tǒng)處于被動化的模式，換句話講就是使系統(tǒng)最大程度的降低輔助熱能，確保熱水需要的所有能量都來自于太陽熱能，盡量減少系統(tǒng)運(yùn)行對常規(guī)能源等的依賴性。

第三，該項采暖系統(tǒng)在我國廣大寒冷的北方地區(qū)使用效果最佳。這主要是因為，這項系統(tǒng)的初始費用比傳統(tǒng)使用的散熱器的成本要高很多，不過，我們一般認(rèn)為，該系統(tǒng)不僅僅消耗能量，同時它還在不斷的生產(chǎn)能量。隨著我們使用次數(shù)的增加，系統(tǒng)產(chǎn)生的能量將會越多，換句話講就是對太陽能的利用越來越多，因此通過不斷的使用才可以將初始投資換來收益。通過上述，我們發(fā)現(xiàn)，我國寒冷的北方地區(qū)比較適宜推廣此項技術(shù)。

3 太陽能地板輻射采暖的設(shè)計計算

自從上世紀(jì)七十年代開始，輻射采暖技術(shù)就已經(jīng)在大連得到推廣。雖然發(fā)展的時間比較早，但是到目前為止，仍然沒有與之相關(guān)的理論書籍問世，而且相關(guān)的國家規(guī)范條文中對此也沒有很實用性的內(nèi)容。然而上述的太陽能取暖法相關(guān)的各類設(shè)計資料也很少，到目前為止，該項技術(shù)仍然沒有完整的設(shè)計計算法則。具體的講設(shè)計中有以下的幾點注意事項

3.1 確定設(shè)計參數(shù)

通過研究我們發(fā)現(xiàn)該項技術(shù)的均溫有以下特點：住宅區(qū)溫度為24到26攝氏度之間；較少人的空間，28到30攝氏度之間；浴池和泳池地面，30到35攝氏度之間。沒有人的空間，35到40攝氏度。因此我們得出一個結(jié)論，該項技術(shù)的溫度通常不高于30攝氏度，因此熱媒溫度應(yīng)該保持在40到50攝氏度之間，通過目前使用的狀況來看，此溫度最高可到達(dá)50攝氏度，因此我們應(yīng)將供水溫度設(shè)為45攝氏度，回水溫度設(shè)為30攝氏度。

3.2 明確供暖所需的熱負(fù)荷

眾所周知，地板傳熱是通過地板下面的盤管進(jìn)行的，具體的傳熱過程有兩大階段。先是從管壁到地板外表的傳熱過程，該過程稱為無內(nèi)熱源。第二階段是從地板到室內(nèi)空氣之間的熱傳遞過程，此過程稱作是熱面向上的換熱階段。

3.3 集熱器布置

通過研究我們發(fā)現(xiàn)，通常集熱器可以有效的設(shè)置到層數(shù)較多的建筑面上，當(dāng)集熱器的外形是長一米寬兩米的扁管樣式的集熱器時，我們可以將5個集熱器當(dāng)做是一個有效組合，然后根據(jù)具體的建筑需要的集熱器的實際面積來明確集熱器的組數(shù)。通常水箱設(shè)置到集熱器的東邊，這樣可以避免出現(xiàn)午后陽光受到遮擋的情況。根據(jù)每平方米建筑面積所需的采光面積和所需的循環(huán)水量可以算出，一個具體的集熱器通常要產(chǎn)50升水，因此每十個集熱器要配置一個用來循環(huán)的水箱。還要確保集熱器和集熱器當(dāng)中有適當(dāng)?shù)目p隙，這主要是為了方便我們進(jìn)行維修以及管理。有一點要注意的是，當(dāng)把集熱器設(shè)置到屋頂之上的時候，要事先對屋面的狀況進(jìn)行檢查，檢查屋面能夠承受住集熱器以及水箱本身的重量。

對于層數(shù)較高的建筑體來講，因為存在的住戶比較多，因此對采光有很高的要求，要確保面積足夠所有用戶采光。假如此時將其設(shè)置到屋面上，就會存在屋面面積過小，集熱器不能有效設(shè)置的問題。針對這種弊端，我們可以通過有效分離集熱器以及建筑物，單獨布置集熱器，集中進(jìn)行供暖。隨著材料技術(shù)以及太陽能技術(shù)的發(fā)展壯大，在不久的將來可以把集熱器設(shè)置為建筑體的有效組成部分，這樣有很多優(yōu)點，比如美觀實用，而且還能有效解決集熱器在設(shè)置上的難題。

結(jié)語

通過上面的敘述，我們對太陽能地板輻射采暖有了一定的了解。明確了它的組成部分以及設(shè)計原理等。該項系統(tǒng)是一種非常綜合的系統(tǒng)，這主要是因為它不僅消耗能量，而且還不斷的產(chǎn)生能量。這項技術(shù)有很多優(yōu)點。比如通過利用太陽能，有效地節(jié)約了我國本來就已經(jīng)非常短缺的能源。除此之外，因為是通過太陽能發(fā)熱，不僅很清潔，而且環(huán)保性能非常高，非常符合人體的舒適度，熱量計算也很方便。綜合的講，這項技術(shù)是一項非常綠色環(huán)保的采暖法。隨著我國經(jīng)濟(jì)以及科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，人們在生活方式上有了很大程度的提高，對采暖等生活細(xì)節(jié)的要求也越來越高，我們相信在不久的將來，太陽能地板輻射采暖系統(tǒng)必將會得到越來越廣泛的應(yīng)用，我國的經(jīng)濟(jì)以及人民生活水平會得到很大的提高。

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