暖通空调-第5章-辐射采暖与辐射供冷

第5章 辐射采暖与辐射供冷

5.1 定义与分类 华北电力大学-荆有印

5.1.1 辐射采暖(供冷)定义

主要依靠供热(冷)部件与围护结构内表面之间的辐射换热向房间供热(冷)的采暖(供冷)方式称为辐射采暖(供冷)。

辐射采暖与对流采暖的主要区别：

辐射采暖时，房间各围护结构内表面(包括供热部件表面)的平均温度m s t .高于室内空气温度R t ，即m s t .> R t

对流采暖时，m s t .< R t 。

通常称辐射采暖的供热部件为采暖辐射板。

辐射供冷时,房间各围护结构内表面(包括供冷部件表面)的平均温度m s t .低于室内空气温度R t ，即m s t .

1.按与建筑物的结合关系

埋管式辐射板：将通冷、热媒(冷冻水或热水)的金属管或塑料管埋在建筑结构内，与其合为一体，如图5-1(a)；

风道式辐射板：利用建筑结构内的连贯空腔输送热媒(热空气等)向室内供热，如图5-l(b)。

图5-1 与建筑结构结合的辐射采暖板(整体式)

(a)埋管式 (b)风道式

l-防水层 2-水泥找平层 3-保温层 4-采暖辐射板

5-钢筋混凝土板 6-加热管(流通热媒的钢管) 7-抹灰层

贴附式辐射板：将辐射板贴附于建筑结构表面，如图5-2所示。

单体式：由加热管1、挡板2、辐射板3(或5)和隔热层4制成的金属辐射板。如图5-3所示。

单体式辐射板还可串联成带状辐射板吊在顶棚下，挂在墙上或柱上，如图5-4。

吊棚式辐射板：将通热媒(或冷媒)的管道4、隔热层3和装饰孔板5构成的辐射面板用吊钩挂在房间钢筋混凝土顶板2之下，如图5-5所示。这种辐射板也常用于辐射供冷。

2．采暖辐射板按其位置

5.1.3 辐射采暖的特点

1．辐射供暖比对流供暖舒适

辐射采暖同对流采暖相比，↑围护结构内表面温度 (R m s t t .)，创造了对人体有利的热环境，↓人体向围护结构内表面的辐射放热量，热舒适度增加。

辐射采暖同对流采暖相比，↑辐射换热的比例，但仍存在对流换热。↑辐射换热比例=f(热媒的温度、辐射热表面的位置)

各种辐射采暖方式的辐射放热量比例：

顶面式70％-75％；地面式30％-40％；墙面式30％-60％

2．辐射采暖时沿房间高度方向温度比较均匀，温度梯度小，房间无效热损失减少，节省采暖能耗。

图5-8给出不同采暖方式下沿高度方向室内温度的变化。 比较条件：以房间高h 为1.5m 处，空气温度R t 为18℃。

从图上可看出：

⑴热风采暖时(曲线1)，沿高度方向温度变化最大，房间上部区域温度偏高，工作区温度偏低。

⑵采用辐射采暖(曲线3和4)，特别是地面辐射采暖(曲线4)时，工作区温度较高，地面附近温度升高，有利于改善人的舒适度。

⑶设计辐射采暖时相对于对流采暖时规定的房间平均温度可低1-3℃，使人体对流放热量↑，人的舒适感↑，并↓房间上部温度升高增加的无效热损失。因此辐射采暖可节省采暖能耗。

图5-8 不同采暖方式下沿房间高度室内温度的变化

1-热风采暖 2-窗下散热器采暖

3-顶面辐射采暖 4-地面辐射采暖

3．辐射供暖对流散热量少，室内气流速度低，避免了尘土飞扬，卫生条件好。

4．辐射供暖出投资大。

5.2 辐射采暖系统

5.2.1 辐射采暖系统的热媒

可用：热水、蒸汽、空气和电。

1．用热水作热媒

温升慢，混凝土板不易出现裂缝；可以采用集中质调节。

2．蒸汽作热媒

温升快，混凝土板易出现裂缝；不能采用集中质调节。混凝土板热惰性大，与蒸汽迅速加热房间的特点不相适应。

3．用热空气作热媒

将墙板或楼板内的空腔作风道，使建筑结构厚度要增加。

4．用电热媒

用电加热的辐射板,具有许多优越性，板面温度容易控制，调节方便，但要消耗高品位电能。

5.2.2 热水辐射采暖系统

1．采暖辐射板的加热管

采暖辐射板加热管的型式与采暖辐射板的位置、尺寸及类型有关。

⑴窗下辐射板加热管

如图5-9所示。

图5-9 窗下采暖辐射板的加热管

(a)蛇型管 (b)排管

⑵踢脚板式采暖辐射板加热管

一般采用图5-10所示的U形加热管。

图5-10 踢脚板式采暖辐射板

(a)侧视图 (b)正视图

⑶墙面采暖辐射板加热管

如图5-11所示，(a)为用于带闭合管单管系统；(b)用于双管系统；

(c)用于垂直双线系统。

图5-11 墙面采暖辐射板的加热管

(a)用于带跨越管的单管系统 (b)用于双管系统；

(c)用于垂直双线系统

⑷地面采暖辐射板加热管

如图5-12所示，(a)平行排管式；(b)蛇形排管式；(c)和蛇形盘管式。加热管可采用铝塑复合管等热塑性管材，埋设部分无接头，避免了渗漏之忧。

图5-12 地面采暖辐射板的加热管

(a)平行排管式 (b)蛇形排管式 (c)蛇形盘管式

埋设方案见图5-13。

图5-13 地面采暖辐射板中铝塑复合管的设置

l-面层 2-混凝土 3-加热管 4-锚固卡钉

5-隔热层和防水层 6-楼板 7-侧面隔热层

与建筑结构结合或贴附的顶面采暖辐射板的加热管与地面采暖辐射板类似。

⑸单体悬挂式金属采暖辐射板加热管

如图5-14所示。图中尺寸a、b、c分别为辐射板的长度、高度和厚度。

图5-14 单体悬挂式辐射板的加热管

(a)加热管为蛇形管，波形辐射屏 (b)加热管为排管，平面辐射屏

l-加热管 2-辐射屏 3-隔热材料

2．辐射采暖系统设计要点

⑴系统型式

热水辐射采暖系统：上供式或下供式，单管或双管系统。

①窗下辐射板

可采用单管系统、双管系统或双线系统，如图5-11。

②地面辐射板、顶面辐射板、地面-顶面辐射板

应采用双管系统，以利于调节和控制。

a.地面-顶面辐射板

如图5-15所示，采用下供上回式双管系统中的辐射板与管路连接方式。

图5-15 下供上回双管系统中的地面-顶面采暖辐射板

1-地面-顶面采暖辐射板 2-供水立管 3一回水立管

4-关闭调节阀 5-放水阀