地板輻射與散熱器采暖系統(tǒng)的比較

戚大偉

摘 要：在如今的生活中，地板輻射采暖系統(tǒng)及散熱器采暖系統(tǒng)是千家萬(wàn)戶(hù)的主要采暖形式。本文對(duì)這兩種采暖形式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較。

關(guān)鍵詞：地板輻射采暖系統(tǒng)；散熱器采暖系統(tǒng)；溫差

1 兩個(gè)采暖系統(tǒng)的分析

1.1 舒適度

地板輻射采暖采用了輻射原理，將室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度提升到室內(nèi)空氣溫度以上，減少人體向室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱。同時(shí)，由于地板輻射采暖敷設(shè)于建筑物地表面，地面部分溫度分布均勻，有利于人體的生理結(jié)構(gòu)，大大提高了人體的熱舒適度。而傳統(tǒng)散熱器采暖主要依靠空氣對(duì)流加熱，熱空氣主要分布于房間頂部，而人體主要活動(dòng)區(qū)域溫度卻相對(duì)較低，熱舒適度得不到很好的滿(mǎn)足。

而另一方面，目前北方地區(qū)建筑屋頂及外墻大部分敷設(shè)保溫，而在設(shè)計(jì)房間供熱系統(tǒng)時(shí)，通常選取較大的單位面積熱負(fù)荷數(shù)值進(jìn)行預(yù)估，使地板輻射采暖室內(nèi)溫度超標(biāo)，感到燥熱，只能穿單衣或開(kāi)門(mén)開(kāi)窗來(lái)適應(yīng)室溫，這樣既嚴(yán)重浪費(fèi)了寶貴的能源，又忽冷忽熱，使人感到不舒適[1]。

1.2 空氣質(zhì)量

太原理工大學(xué)的岳曉敏[2]以太原市某房間為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行了兩種采暖系統(tǒng)房間的顆粒物對(duì)比分析，該實(shí)驗(yàn)研究表明，以相同粒徑的顆粒相比較，地板輻射采暖系統(tǒng)近地面區(qū)域顆粒物質(zhì)量濃度較高，人體呼吸區(qū)顆粒物濃度反而較低；而散熱器采暖系統(tǒng)則在散熱器周?chē)w粒物質(zhì)量濃度偏高[2]。在散熱器采暖建筑中，由于溫度分布不均，人們經(jīng)常會(huì)在散熱器周?chē)顒?dòng)獲得更多的熱量，但此區(qū)域恰恰是顆粒物濃度較高的區(qū)域，而地板輻射采暖系統(tǒng)空氣中顆粒分布相對(duì)均勻，人體呼吸區(qū)域空氣相對(duì)潔凈，空氣質(zhì)量較高。

1.3 能耗分析

1.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)分析

地板輻射采暖系統(tǒng)供水溫度宜采用35℃～50℃，不應(yīng)大于60℃，因此地板輻射采暖采用的是低溫?zé)崴畬?duì)室內(nèi)進(jìn)行加熱，便可達(dá)到供暖效果；而傳統(tǒng)的散熱器采暖系統(tǒng)供水溫度需達(dá)到75℃，回水溫度也在50℃左右。根據(jù)日本的研究，室溫每降低1℃能源費(fèi)可以節(jié)省10%左右。16℃的地板輻射采暖室溫相當(dāng)于18℃～20℃的散熱器采暖所能達(dá)到的舒適度，這是節(jié)約能源費(fèi)20%～30%的來(lái)源。另外，由于地板輻射采暖采用分集水器裝置供暖，各房間的供暖環(huán)路接口均設(shè)置了閥門(mén)，用戶(hù)可以自行調(diào)節(jié)各個(gè)房間的溫度。

1.3.2 運(yùn)行能耗

采暖系統(tǒng)循環(huán)泵的選擇以及其運(yùn)行過(guò)程中的能耗都對(duì)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生很大的影響。因此，比較兩種系統(tǒng)所選用的水泵的初始投資，以及運(yùn)行過(guò)程中水泵的耗電量，均可作為兩種系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性比較的依據(jù)。以錦州地區(qū)為例，假設(shè)供熱面積50000m2，計(jì)算兩種系統(tǒng)的流量。水泵流量G可按下式計(jì)算：G=1.10.86Q△t式中Q-擔(dān)負(fù)系統(tǒng)的總負(fù)荷，kW△t=tg-th-系統(tǒng)的供回水溫差，℃

1.4 安全系數(shù)

地板輻射采暖系統(tǒng)供回水溫差一般規(guī)定取10℃，而散熱器采暖系統(tǒng)供回水溫差25℃，錦州地區(qū)節(jié)能建筑供暖單位面積熱指標(biāo)取20W/m2。求得地板輻射采暖供熱系統(tǒng)水泵流量為87.47m3/h，散熱器采暖供熱系統(tǒng)的水泵流量為34.98m3/h。對(duì)兩種系統(tǒng)的循環(huán)泵進(jìn)行選型。選型樣本，通過(guò)流量以及揚(yáng)程，對(duì)地板輻射采暖系統(tǒng)選擇循環(huán)泵，流量為89m3/h，揚(yáng)程為16m；散熱器采暖系統(tǒng)選擇流量為45m3/h，揚(yáng)程為16m。兩種系統(tǒng)循環(huán)泵之間存在揚(yáng)程差是由于地板輻射采暖供熱系統(tǒng)用戶(hù)末端的系統(tǒng)壓力大約為0.05MPa左右，散熱器采暖系統(tǒng)用戶(hù)末端的系統(tǒng)壓力約為0.03MPa左右，假設(shè)其他條件相同的情況下，取1.1倍安全余量，得出兩系統(tǒng)之間的揚(yáng)程差大約在2.2m左右。兩種水泵價(jià)格基本一致，但地板輻射采暖供熱系統(tǒng)水泵功率為7.5W，而散熱器采暖系統(tǒng)功率則僅為4kW。因此，單個(gè)循環(huán)泵每小時(shí)地板輻射采暖供熱系統(tǒng)要比散熱器采暖系統(tǒng)多消耗3.5kW·h。錦州的供暖天數(shù)為150d，5000m2供暖建筑兩種系統(tǒng)循環(huán)泵的功率差值就在12600kW·h左右。以目前錦州地區(qū)商業(yè)用電0.955元/kW·h計(jì)算，整個(gè)供暖期地板輻射采暖供熱系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)費(fèi)要多出12033元，在整個(gè)供暖周期中，這部分耗電量十分可觀。

2 結(jié)論

通過(guò)對(duì)地板輻射采暖系統(tǒng)與傳統(tǒng)散熱器采暖系統(tǒng)的舒適度、供暖能耗以及循環(huán)泵的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較，不難發(fā)現(xiàn)地板輻射采暖系統(tǒng)相比散熱器采暖系統(tǒng)，在舒適度上有很大的提升，但是仍然存在供熱溫度過(guò)高以及能源浪費(fèi)等現(xiàn)象。同時(shí)，地板輻射采暖系統(tǒng)的供暖能耗更小，而在循環(huán)泵的使用上，地板輻射采暖系統(tǒng)則需要消耗更大的能量。

因此，在提出設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮，對(duì)建筑的供熱系統(tǒng)進(jìn)行選取，在保證設(shè)計(jì)要求情況下，盡可能節(jié)約能源，減少運(yùn)行費(fèi)用，保證方案的合理性。如果熱媒由同一熱源或換熱站提供，熱媒參數(shù)一致的，不存在按不同系統(tǒng)進(jìn)行供熱，這種情況下就存在一個(gè)問(wèn)題，即以散熱器采暖系統(tǒng)為主熱媒參數(shù)供熱，地板輻射采暖系統(tǒng)的室內(nèi)溫度便會(huì)超標(biāo)，影響舒適度的同時(shí)也造成能源的浪費(fèi)；如果以地板輻射采暖系統(tǒng)為主熱媒參數(shù)供熱，散熱器采暖房間或建筑物的供熱溫度便達(dá)不到要求。因此，如何解決這一矛盾，也是我們要重點(diǎn)關(guān)注的研究課題。

參考文獻(xiàn)

[1]賈錦霞，謝恒，武冬梅.從地面輻射采暖談舒適節(jié)能控溫[J].城市住宅，2007，（12）：115.

[2]岳曉敏.地板采暖與散熱器采暖房間顆粒物分布的對(duì)比分析[D].太原：太原理工大學(xué)，2010.