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浅谈地热采暖系统

发布时间:2018/9/13 12:21:04     来源:中国地热网

摘要:人们对居住环境的要求是随着生活水平和经济水平的提升而提高的。地热采暖因为其洁净、热效高、节省空间、符合人体感温习惯等优点备受人们和开发商的青睐。利用地热采暖系统的采暖面积逐年上升,尤其是一些高档住宅小区和对卫生、对舒适要求极高的公共产所,大多都采用了地热供暖。本文就地热采暖系统的设计施工以及管件的选材和地板的选择方面进行简单的介绍。
关键词:地热采暖系统;设计;选材
Abstract: people living environment requirement is as life level and the economic level of ascension and improve. Geothermal heating because of its clean, thermal efficiency is high, save a space, accord with human body temperature habits etc is the favour of people and developers. Use of geothermal heating system heating area increased year after year, especially some high-grade residential area and the health, comfortable highly demanding public production, mostly adopted geothermal heating. In this paper the design and construction of the system of heating of the heat pipe and the material selection and the choice of the floor on simple introduction.
Keywords: geothermal heating system; Design; material
地热采暖的全称是低温地板辐射采暖,俗称“地暖”,是一种以60℃的热水为热媒,通过埋在楼板上的加热管等把热量以整个地面为散热面向室内辐射热量。在地板通过对流换热加热周围空气的同时,还与人体、家具和房间周围的维护结构进行辐射换热,从而使其表面的温度得到提高,其中辐射换热量占总换热量的50%以上,与传统的散热器采暖相比是一种较为理想的采暖方式。它既保证了空间温度的均匀,也减少了由于维护结构等向外界传热引起的热量损失。
地热采暖系统的主要优点
地热采暖的主要形式有两种:一种是水暖地热,主要是把金属散热管或者是塑料管件埋入混凝土楼板中,依靠燃煤、燃气、燃油等方式对水加热进行采暖;另一种是在混凝土楼板中埋入发热电缆,依靠电力直接加热电缆或者是蓄热采暖。但是现行的主要还是以热水采暖为主。
1.1环境舒适、卫生,益于人体
地热采暖是利用整个地面向上辐射散热,室内地表温度均匀,室温是由下向上逐渐递减,使人体脚部的温度较高,顶部温度较低,给人以脚温头凉的良好感觉,这与人体的生理需求相近,可以改善人体血液循环,促进新陈代谢,益于健康。相较于空调采暖和传统的暖气片采暖时,由于空气对流流速加快,室内灰尘会大量的飘散在空气中,细菌易被吸入人体的情况而言,地热采暖是依靠低温辐射散热,所以空气对流流速较小,不易引起灰尘的飘散的优点。所以地热采暖是无污染、不干燥、不闷热的采暖方式。
1.2节约空间
地热采暖相较于传统采暖方式,取消了暖气片及其相关管件的安装,增加了空间的使用面积,利于空间更好的装修和家具布置。
1.3高效节能,热稳定性好
辐射供暖较对流供暖的热效率高,热量集中在人体受益范围。沿室内高度方向的温度分布较为均匀,温度梯度小,减少了热能的损失。同时采用地暖供热的房间比装有暖气片的房间的温度低2~3℃,却能获得同样的舒适程度,这不仅减少了供热量,还节约了能源的消耗。
1.4使用寿命长
因为是把供暖管材埋入地下,供热热水的温度也较低,所以管内部结构、不腐蚀,无人为破坏,使用寿命与建筑物同步,节省了后期的维护和更换费用。
1.5、隔音效果好
地板下埋入了供热管材,使得楼板的厚度增加了,这样加大了房间的隔声性,避免了走动、移动物品时的噪音影响到楼下邻居。
2、地热采暖设计和施工注意事项
2.1地热采暖暖通工程的设计原则
2.1.1地热采暖系统的设计依据及其主要的设计参数
地热采暖技术的应用仅有短短几年时间,其发展速度是惊人的,但是我国的设计和研究经验还不成熟,因此我们在设计和施工时都要严格的按照现行的国家规范。同时还要结合工程实况,对工程实施地点进行合理计算,得出相应的设计参数。
2.1.2对设计工作流程的分析
为了更好的对施工项目进行系统的设计,设计必须按照一定的流程以确定设计方案的合理性和可行性。首先要根据建筑总施工图和相关数据,对建筑物的热负荷进行计算,确定分水器位置;其次通过对建筑物的有效散热面积、计算的有效热荷载、地热系统的水力计算等最终确定系统数据之后进行设计;然后根据上述计算结果进行施工图设计。设计力求分室控制,一定要熟悉了解各种材料的性能和特点,努力使设计和施工相结合,减少施工难度。
2.1.3地热采暖设计时的注意事项
设计时对热负荷、地热暖通系统、填充层的厚度、储蓄热量等要格外注意。
2.2地热采暖施工注意事项如下:
管道安装中,应注意油漆、沥青等化学溶剂污染塑料类管道。当PP-R与PP-B管与黄铜连接时,管件表面需要镀镍。管材在运输、装卸、搬运过程中要轻拿轻放,防止出现因为摔、拖等对管件造成损坏,进而影响使用。管材的切割要使用专门的切割工具。施工时室内温度应控制在5℃以上。对加加热管件的施工一定要按照设计图纸的要求,同一环路的管件应该保持水平。管道转弯的半径不得小于7倍的管外径,防止加热管的弯折变形影响水路的畅通。加热管材出地板处要设置柔性套管加以保护,同时避免阳光直射。绝热层的施工要注意其是否铺设在平整的基层上,铺设是否平整、对接是否严密。最后是对混凝土的养护,混凝土填充层的养护周期为一周。48小时以内不准踩踏,系统初始供热一定要在混凝土填充层养护期满之后才可以进行。
地热管材的选择
地热采暖施工的最大特点是热管埋于地板之下,一旦管材老化破裂,处理起来是相当麻烦的,而且造成的损失也较大,所以管材的选择对地暖是否能良好运行有着很重要的作用。选择时应考虑长远的发展和经济分析,根据实际情况选择合适的管材。
目前市场上被广泛应用到地热采暖系统中的管材有交联铝塑复合管XPAP、交联聚乙烯管PE-X、无规共聚聚丙烯管PP-R和聚丁烯管PB四种,这些管材各有各的优点,要根据实际情况和多方对比进行选择。
交联铝塑复合管XPAP具有强耐压能力、耐高温、不透氧、易弯曲、不反弹等优点。缺点是不能二次熔焊,长期冷热交替易造成管材的脱落,价格较高。
交联聚乙烯管PE-X是目前地热采暖系统中应用较高的一种管材,具有力学性能好、耐高温和低温性,价格也较为便宜。缺点是没有热塑性,如有损坏,需整支管路更换。
无规共聚聚丙烯管PP-R耐热高温性能良好、力学性能和连接性能优越,但是由于其低温性能差,管壁厚、弯曲困难等不宜作为地热采暖使用。
聚丁烯管PB是一种高分子聚合物,分子结构较为稳定,在几种管材中是最柔软的,可以进行热熔连接。在同样壁厚的管材中,它的安全性能是最高的。但是由于其原材料交个较高,只能适用于高标准要求的建筑中,不适合大范围的推广。
地板的选择
地热采暖系统地板的选择也尤为重要,地板同样决定着室内温度和辐射散热效果。主要的几种方案是:①高温型,室内房间全部采用地砖或者是厨房、卫生间采用地砖,其他房间采用韩式地板革,这两者的供热效果一样,在供热正常的情况下室内温度都能达到28~32℃;②常用型,客厅、厨房、卫生间用地砖,卧室用地板,供热正常的情况下,温度可达到26~28℃左右,温度较为适宜;③低温型,卧室、客厅采用地板,厨房、卫生间采用地砖,在供暖正常的情况下室内温度为18~22℃之间。另外安装时,地板的防震层要薄的,这样能很好的使热量是让出来。
4.1地热采暖适用的地板有:
强化木地板因为其具有环保、导热性能好、热稳定性优、防潮等优点,完全符合地热采暖对地板的要求;
实木复合地板,专用的实木复合地板能够适用于地热采暖;
实木地板在高温下容易变形、开裂,不推荐应用于地热采暖中;
竹地板中适用于地热系统的比较少。
4.2地热采暖中地板性能
4.2.1导热散热性能优:其中木材和竹材都是很好的天然材料,脚踩踏在地板上的舒适度要高于地砖和石材地板。热量通过地板传递到表面,需要消耗一部分热能,怎样把热能损失降到最低,地板选用时应选薄不选厚,可选择多层实木、竹地板和强化木地板,板厚不超过8mm,最大不能超过10mm。
4.2.2材质稳定性能佳:由于地板的使用环境较为复杂,尤其是在我国的北方地区,温度变化较大,非暖季节地板易受到各种潮气的影响,而到供暖季节地板温度有骤然升高,地板承受着温度和湿度的双重变化。选用地热地板时一定要选用材质稳定性能较好的地板。
4.2.3防潮耐热性能要强:在粘合地板时,黏合剂需符合环保、胶合强度、耐高温高湿老化这三大指标。尤其是对于地热地板来讲,要经过耐高湿、耐低温等实验来确保黏合剂是否符合标准。
4.2.4耐磨性持久:由于地热地板厚度较薄,其耐磨性较差,应在安装后对其表面涂刷一层厚度约为0.3~0.6mm厚的表面层。
参考文献:
[1]王伟.地热采暖设计与施工[J].现代贸易工业.2011(04)
[2]王海明,马红.地暖采暖系统特点及管材选择[J].黑龙江科技信息.2010(04)
3]谢华,高力强.低温热水地板辐射采暖技术问题分析[J].建筑技术.2011(01)

 

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