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地板輻射采暖結(jié)構(gòu)示意圖熱水從輻射采暖地板塑料埋管的入口到出口,沿管程溫度逐漸降低,溫降的大小取決于塑料埋管周圍的散熱狀況。地板供暖時(shí),地面與房間的其它五個(gè)面(墻面、頂棚等)之間的熱輻射以及室內(nèi)氣溫的平衡,均取決于地板的表面溫度,如果地板表面溫度高,四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫度以及室內(nèi)空氣溫度就會(huì)相應(yīng)上升。但地板表面溫度過(guò)高時(shí),又會(huì)使人感覺(jué)腳部太熱,很不舒服。一般設(shè)計(jì)中,地板表面溫度常取29左右。在鋪設(shè)塑料管時(shí),應(yīng)盡量使板面溫度場(chǎng)均勻一致。對(duì)于雙回形布置方式,經(jīng)過(guò)板面中心點(diǎn)的任何一個(gè)剖面,高溫管、低溫管間隔布置,存在零熱面造成均化效應(yīng),從而使這種布置方式的板面溫度場(chǎng)比單蛇形布置方式的楔形板面溫度場(chǎng)均勻的多,并且由于塑料埋管的鋪設(shè)彎曲度數(shù)大部分為90彎,故鋪設(shè)簡(jiǎn)單,也沒(méi)有埋管相交的問(wèn)題。
熱工性能測(cè)試分析塑料埋管鋪設(shè)方式不同埋管鋪設(shè)形式的比較鋪設(shè)形式A單蛇形B雙蛇形C交錯(cuò)雙蛇形D單回形E等密度雙回形F對(duì)開(kāi)雙回形是否交錯(cuò)否否是否鋪設(shè)難度大中小最小小中鋪設(shè)區(qū)域邊區(qū)中心區(qū)邊區(qū)中心區(qū)為對(duì)塑料埋管輻射采暖地板的熱工性能進(jìn)行分析,建造了塑料管地板輻射采暖熱工性能標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)<4>。測(cè)試地板的面積為6.25m2,塑料管采用雙回形鋪設(shè)方式。塑料管、自熄性保溫卷材、密封條、密封膠帶、墻角保溫膨脹材料、固定卡釘以及異型材等全部材料均為國(guó)產(chǎn)。塑料管外徑為20.1mm,壁厚為2.5mm,材質(zhì)為高密度交聯(lián)聚乙烯。熱工性能測(cè)試分析如下:(1)室內(nèi)氣流速度分布及溫度分布采暖室內(nèi)計(jì)算溫度一般是指2m以內(nèi)人們活動(dòng)地區(qū)的平均空氣溫度。對(duì)于不同的供暖方式,沿房間高度空氣溫度的分布是不同的。以實(shí)測(cè)中的一組數(shù)據(jù)為例,為房間基準(zhǔn)點(diǎn)溫度為20的三種供暖系統(tǒng)的空氣溫度垂直分布對(duì)比圖。從中可以看出,形成理想分布(地面附近有較高的空氣溫度)的地板輻射采暖,在最大程度上滿足空氣溫度為20的要求值。通過(guò)計(jì)算,室內(nèi)垂直向空氣平均溫度為19.9,不同高度分界面上的平均溫差僅為0.275,平均溫度梯度為-0.55m.為基準(zhǔn)點(diǎn)高度處水平方向的溫度分布,溫度分布比較均勻。
其水平向平均溫度為19.8,不同測(cè)點(diǎn)處平均溫差僅為0.4,平均溫度梯度為-0.3m.測(cè)試內(nèi)間水平方向的氣流速度分布如所示。從可以看出水平方向的速度均勻,氣流上升速度較小,平均為0.15ms.從看出豎向的氣流速度分布在0.75m以上的空間中,比較均勻,平均值為0.15ms;0.75m以下的空間,由于地板表面對(duì)流換熱的影響,氣流上升速度有所增大。因在地板輻射采暖總換熱量中,輻射換熱的比例較高,故板面對(duì)流換熱引起的氣流上升速度的變化比較小。
不同供暖系統(tǒng)室內(nèi)空氣溫度豎向分布圖基準(zhǔn)點(diǎn)高度處空氣溫度水平分布圖地板輻射采暖具有下述優(yōu)點(diǎn):有輻射強(qiáng)度和溫度雙重作用,符合人體散熱要求的熱狀態(tài)。室內(nèi)表面溫度高,減少了四周表面對(duì)人體的冷輻射,具有舒適感;%塑料管地板輻射采暖的房間溫度分布,沿高度方向的溫度分布比較均勻,溫度梯度很小,房間頂部不會(huì)過(guò)熱,減少了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的無(wú)效耗熱量;室內(nèi)產(chǎn)生的上升氣流小,空氣流動(dòng)慢,含塵量小。
?。?)熱性能特征線通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的處理,得出雙回形鋪設(shè)的塑料管地板輻射采暖的全部熱性能特征線?;咎卣骶€:基本特征線描述的是輻射采暖地板的供熱量與板面過(guò)余溫度的關(guān)系,即:Qf(tf,m-t0)。
其中:Qf(地板的單位面積放熱量(Wm2);tf,m(混凝土地板板面平均溫度;t0(室內(nèi)實(shí)感溫度。通過(guò)數(shù)據(jù)回歸得出下式:Qf=7.63(tf,m-t0)1.36(1)%標(biāo)準(zhǔn)特征線:描述的是輻射采暖地板的供熱量與熱水對(duì)數(shù)平均溫差的關(guān)系,即:Qft.其中:t=(tg-th)ln(tg-t0)(th-t0)(2)tg為熱水供水溫度;th為熱水回水溫度。
基準(zhǔn)點(diǎn)高度處空氣速度水平分布圖標(biāo)準(zhǔn)特征線不同于基本特征線,標(biāo)準(zhǔn)特征線與地板的結(jié)構(gòu)、塑料埋管的管徑以及鋪設(shè)方式有關(guān)。對(duì)于塑料埋管管徑DN15,間距200mm,管頂埋深50mm,鋪設(shè)采用等密度雙回形的混凝土輻射采暖地板,將數(shù)據(jù)回歸得出下式:Qf=1.38t1.26(3)地板板面最高溫度:受人的舒適及生理?xiàng)l件的限制,地板輻射采暖地板板面最高溫度tf,max有一定的限制,如美國(guó)為29,法國(guó)為21,英國(guó)為24。常有人停留的區(qū)域推薦為:tf,max=29。
根據(jù)實(shí)測(cè),得出地板單位面積放熱量Qf與地板板面最大過(guò)余溫度(tf,max-t0)的關(guān)系:Qf=3.71(tf,max-t0)1.51(4)3結(jié)語(yǔ)塑料埋管地板輻射采暖是一種舒適節(jié)能、衛(wèi)生條件優(yōu)越的采暖方式,所需的供水溫度較低、抗腐蝕,特別適用于低焓能源。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試得出的熱性能特征線是評(píng)價(jià)輻射采暖地板熱工性能和對(duì)塑料埋管輻射采暖地板進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的可靠依據(jù)。