低温热水地板辐射采暖分户系统的设计及分析

                                              (包钢(集团)包钢炼铁厂，内蒙古 包头 014010)
摘 要：文章论述了低温热水地板辐射采暖分户热计量系统的特点、布置形式、调节与温控及本系统的计量和热负荷的计算，为该项技术的使用和推广提供借鉴。
关键词：地板；辐射采暖；分户热计量；建筑节能；热负荷
中图分类号：TU832.1⁺6∶TB941 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2008)03—0046—03
      随着科学的发展和人民生活水平的不断提高，人们对环境质量的要求也越来越高，对于室内环境污染来说要求空气清新卫生，温度舒适宜人，节能经济等。地板辐射采暖技术正是这种既节能又能对房间热气候进行调节的供暖系统，是当今公认的卫生条件及舒适度都十分理想的供暖方式。地板辐射采暖系统是通过埋设于地板下的加热管——塑管或导电管，先把地板表面温度升高，再通过地板把热量均匀地辐射出去的原理进行工作的。与传统的采暖方式相比，地板采暖的优势是不言而喻的。通过地板均匀散热，房间同一平面内温度均匀，热气从脚底生，室内温度由下而上逐渐降低，更符合人体脚暖头凉的生理需要，由此决定了其在分户计量供暖中的重要地位。
1 地板辐射采暖分户计算
1.1 基本设计条件
      低温辐射采暖系统的水温范围为：35℃～60℃，供回水温差（Δt）为8℃～15℃。
      低温辐射采暖系统的水流量一般为0.02L/s～0.04 L/s。     

      低温辐射采暖系统中单个回路的长度应不宜超过120m，可在此基础上±20m左右，在100m范围内，其正常的平面高度压损总值一般在6～18Kpa。
      供暖管弯曲半径不应小于8倍直径，以20cm为间距进行调整。
      低温辐射采暖系统的地板表面温度宜为23℃～29℃。
1.2 采暖热负荷计算
1.2.1 地面辐射采暖热负荷计算应按《采暖通风及空气调节设计规范》GBJ19的规定执行外，在设计中不应计算设有加热管道地面的耗热量，并且采暖热负荷宜取房间常规计算的95%或将室内计算温度降低2OC。
1.2.2 采用集中供暖分户独立热缘的住宅，确定房间热负荷时，应考虑间歇供暖的修正系数。
1.2.3 地面辐射用于房间局部区域采暖，其他区域不采暖时，地面辐射所需散热量按全面辐射采暖所需热量，乘以表1的计算系数确定。
1.2.4 进深大于6m的房间，宜以据外墙6m为界分区，把各区当作不同的单独房间，分别计算采暖热负荷和进行地面辐射采暖设计。
1.2.5 地面辐射采暖的有效散热量应计算确定，并计算室内设备，家具及地面覆盖物等对有效散热量的折减。
2 地板辐射采暖分户计量系统的布置形式
      管道暗敷于本层地面下，地面构造由楼板或土壤相邻的地面、绝热层、加热管、填充层、找平层和面层组成(见图1)。

2.1 户内加热管道的布置与敷设
2.1.1 加热管间距宜为100～300mm，沿围护结构围墙敷设的加热管距外墙内表面宜为100mm。
2.1.2 每支环路的加热管长度应小于120m。
2.1.3 加热管的敷设形式主要有螺旋形、往复型、直列型。一般使用较多的是螺旋型（见图2中的1～3）。
2.1.4 地面辐射采暖的地面构造层含防水层（有防水要求时），保温层，细石混凝土层，找平层，面层(见图3-a)。
2.1.5 首层地面，卫生间及其厨房必须设防水层。采暖地面构造层与外墙接触部位应作保温处理(见图3-b)。
2.1.6 加热管的固定应使用固定管卡，在直线管线上应每隔1m设置一个。在弯曲部位应设置两个。
2.1.7 对采暖面积大于40m2或每10m长，应在细石混凝土层及以上各层设伸缩缝，其宽度为5～8mm，宜填充膨胀膏，加热管穿过伸缩缝处，应加柔性套管。地面不允许设逢时，应另作处理。加热管穿出地面处，应加套管防护。
2.1.8 采暖地面活负荷载等于或大于20kn/m2时，应进行结构强度验算。
2.2 计量装置布置形式
      供暖系统形式要与所采用的热计量方式相匹配，并满足室温可调节、分户供热量可计算的要求，且便于运行管理和控制。采用分户计量表计量方式时，宜采用共用立管的分户独立系统形式。热力入口的供水管上宜设置一级或两级过滤器（3.0mm孔径的粗过滤器和60目的精过滤器），回水管上宜设置滤网规格不小于60目的过滤器。热力入口供、回水管上需设置必要的压力表或压力表管口，以观测热力入口的资用压头，直接或间接地判断过滤器两端的压差，观测自力式压差控制阀或自力式流量控制阀的阀后系统压差。采用分户计量表计量方式时，户内系统入户装置包括供水管上的锁闭调节阀（或手动调节阀）、户用热量表、滤网规格不低于60目的水过滤器及回水管上的锁闭阀（或其他关断阀）等部件(见图4)。
2.3 单元立管系统
      单元立管系统有两种型式，分别是异程式和同程式(见图5)。

      异程式单元立管系统中热媒循环路径是不相等的，以（图5）所示的下供下回异程式单元立管系统为例。热媒经底层环路的路径最短，环路的局部和沿程阻力最小，热媒经最高层环路的路径最长，循环阻力最大，随着楼层的增加，这种差别进一步扩大，但由于自然压头的存在，有助于热媒流向高层的用户，两种作用方向相反。经计算表明，当管径选择良好时，两者的作用是可以相互抵消的，完全抵消是不可能的，但只要经过严格计算，把两者的正负差控制在规范允许的范围内还是可以做到的，所以异程式单元立管系统可以应用于地板辐射采暖分户热计量系统。
      同程式单元立管系统，热媒径各个热用户循环的路径大致相当。随着楼层数的增加，自然作用的压头不可忽视，而系统自身对自然压头的作用又难以克服，当楼层超过一定高度时，自然压头引起的不平衡率将超出规定允许的范围，引起水力失调，并且它比异程式系统多一根干管，不仅使系统成本增加，且难于布置。因此，对分户供暖系统，在没有特殊要求时应采用异程式单元立管为宜。
3 地板辐射采暖分户计量系统的调节与温控
3.1 调节
      地板辐射采暖系统可以变温度和变流量运行调节，在加热管与分水器、集水器结合外，分路设置远传型自力式或电动式温控阀，通过各房间内的温控器控制相应回路上的调节阀控制各房间室内温度。
3.2 温控
      恒温阀的感温原件类型应与地板盘管的安装情况相适应。按通过恒温阀的水量和压差确定恒温阀的规格，恒温阀全开时的阻力不宜小于环路总阻力值的50%，两端压差应小于30kPa。恒温阀应具备限定最小流量的防冻功能。
4 地板辐射采暖分户计量系统的计量
4.1 热计量方式
      通常地板供暖系统常采用：户用热量表方式为佳。即在每户入户装置处设户用热量表，并在每栋或几栋住宅的热力入口处设一个总热量表。分户计量系统所采用的各种热量表，应符合国家规定现行行业标准《热量表》（GJ/T128——2000）的要求。
4.2 热计量装置
      热量表选型时宜使其流量范围、设计压力、设计温度等与实际工况相匹配，并要注意其对安装空间的要求和流量传感器的连接方式。热力入口总热量表的额定流量，宜与系统设计流量的80%相对应。户用热量表的额定流量，要与系统设计流量相对应。共用一个总热量表的各热用户的热计量方式及热计量装置的种类和型号应统一。热力入口处的总热量表和户用热量表应选用低阻表。总热量表口径为DN50～70时宜采用机械旋翼式热量表，口径为DN80～150时宜采用超声波式或机械旋翼式热量表，口径超过DN200时宜采用超声波式热量表。户用热量表宜采用机械旋翼式或超声波式热量表；热力入口的总热量表，宜采用流量传感器和计算器合为一体的内装电池整体式热量表。
5 地板采暖分户热计量系统的特点
5.1 地板采暖分户热计量系统的主要优点
5.1.1 采用地板下敷设供热盘管的方式供暖，水平温度分布均匀，垂直温度梯度大，符合脚暖头凉的人体生理需要，使得冷热舒适感效果好。
5.1.2 采用聚丁稀管材，埋入地板下，管材使用寿命达50年，无腐蚀、不结垢、不漏水，降低了维护保养费用，降低了运行管理成本。
5.1.3 采用地板辐射供暖方式，不占用有效使用面积，不妨碍室内的家具布置，并无高温对流表面的存在，减少了室内灰尘的飞扬与扩散。
5.1.4 地板辐射供暖方式还可方便进行分户、分室控制，分户计量与调节。
5.2 低温地板辐射供暖的主要缺点
5.2.1 不可维修性。地板辐射供暖，加热管敷设在地板下，系统一旦出现问题，需剖开大片地面进行维修，给用户造成麻烦和损失。
5.2.2 与传统的散热器供暖相比造价偏高。这里说的传统散热器系统是指不设暖气罩，不计散热设备的二次装修费时造价偏高，如计入散热设备的二次装修费，造价基本持平或略有降低。
6 结论
      低温热水地板采暖分户计量系统是一种易调、易控、节能、舒适度好的供暖方式，是地板采暖与热计量系统的有机结合。提高和完善地板采暖的技术，推进我国热计量技术的发展，对我国提高供暖质量和推进节能有十分重要的意义。
［参考文献］
［1］ 地板辐射采暖技术规程(JGJ142-2004)［S］. 北京：中国建筑工业出版社，2004.
［2］ 新建集中采暖住宅分户热计量设计技术规程(DB62/25-3002-2001)［S］.

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