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1、别墅的地板采暖与地板制冷别墅的地板采暖与地板制冷 阅读：2886 次 时间：2009-01-12 13:43 来源：别墅的地板采暖与地板制冷Underfloor heating and cooling for the villa上海三孚新型建材有限公司 上海三山信邦科技有限公司 朱利平 赵荣贵Shanghai Sanfu New Building Material Co.,Ltd. Shanghai Sanshan Xinbang Technology Co.,Ltd. Zhuliping Zhaoronggui 摘要 本文从别墅地板采暖与制冷的需求方面阐述了地暖管材的选择、保温层的选择、分水
2、器的选择、地板制冷时的除湿要求、阁楼与门窗等对室内保温的影响和整体使用效果。Summary：This writing covers selection of pipes，insulating materials and water distribution,and specifies the dehumidifing requirements of underfloor cooling, and the service effect of the insulation within building under the influence of garrets,doors and window
3、s for underfloor heating and cooling of the villa.关键词 地暖管材、塑料分水器、绝热层、地板制冷、冷凝除湿Keyword：underfloor heating pipes, plastics water distribution, insulation material, underfloor cooling, condensation dehumidify0 概述本文介绍了别墅地板采暖与制冷所用的地暖管材、绝热层和分水器的选择，案例是一座建筑面积 260 平方米的独幢两层别墅（三层阁楼为储藏空间，也铺设了地暖管材），冷热源选用的是地源热泵系统
4、，室外钻孔八十米深的八个，埋管选用是 de32 高密度聚乙烯管，地板采暖主管路选用是 de32 的 PP-R 管材，地暖管材选用的是 de20PE-Xb管材。一层铺设 3 公分厚表观密度 25kg/m3的苯板绝热，苯板下面先做防潮层。二层和阁楼不设绝热层，钢网直接固定在楼板上,地暖管材铺设固定在钢网上。分水器采用的是塑料分水器，室内除湿采用低温水通过表冷器冷凝除湿方式。1 地暖管材的选择地暖管材可以选择 PE-Xb管材、PE-Xa管材、PE-RT 管材和 PB 管材等品种，在地暖系统（GB/T18991-2003 标准规定的使用条件级别 4）中这几个品种的合格管材都是可以用的（要注意有个别厂家
5、的产品因添加不符合标准要求的原料，所以价格低于合格品的成本），与地板采暖系统和地板制冷使用相关的性能指标见表 1。表 1 几种常用地暖管材的相关性能对比管材品种性能指标PE-Xb管PE-Xa管PE-RT 管PB导热系数（W/mK）0.410.410.40.16线膨胀系数（10-4/）1.51.51.81.3拉伸强度（MPa）2620.617级别 4 时静液压应力 sD（MPa）4.04.03.345.46管材壁厚轴向均匀度好差好好从表中可以看出，导热系数最高的是 PE-X 管，最低的是 PB 管；线膨胀系数最小的是 PB 管，最大的是 PE-RT 管；拉伸强度最大的是 PE-X 管，最小的是
6、PB 管；承压强度最大的是 PB 管，最小的是 PE-RT 管。选择地暖管材是要根据地板采暖系统温度与压力、表中的性能和产品价格综合考虑。各环路地暖管的长度宜为 70m 左右，这样的长度便于别墅楼层间的流量调节与能量向地层的转换。2 绝热层的选择国内外经常选用的有聚苯乙烯泡沫板和发泡水泥层，也有选用木塑成型板和轻质复合板等材料作为绝热层的工程。选择时要注意绝热层的压缩强度、表观密度和导热系数，一些聚苯乙烯泡沫板的生产厂家为了迎合市场低价位的需求，生产的产品表观密度只有 16kg/m3左右,一些地暖安装公司选择发泡水泥的标号或材料配比也不符合强度要求，致使做好地面以后有下沉的现象。所以最好要选择
7、符合技术规程要求的材料。3 分水器的选择地板采暖与制冷选择分水器时要考虑减少表面结露和耐腐蚀，下面就对现阶段使用的铜质分水器和塑料分水器做一下比较。例如 PP-R 塑料分水器导热系数是 0.24 W/mK，铜分水器的导热系数是 126.5 W/mK（黄铜 20的导热系数是 70183 W/mK，取中间值计算），铜分水器导热系数是塑料分水器的 527 倍，其散热量与散冷量要远远大于塑料分水器，所以铜质分水器容易结露；铜质分水器的密度一般为 8.6g/cm3左右，塑料分水器的密度一般都在 1.0g/cm3左右；铜质分水器在潮湿的状态下易腐蚀，塑料分水器不会腐蚀。对比而言，塑料分水器具有导热系数小结
8、露少、质量轻、耐腐蚀和使用寿命长等优点，该产品的国家标准正在制定过程中，所以使用塑料分水器是一个不错的选择，目前塑料分水器的材质主要有 PP、PPSU 和 PA 等，德国、意大利等欧洲国家多年前就已经生产和应用塑料分水器。图 1 是本案例选用的塑料分水器，因整体质量小可以不用膨胀螺丝固定。4 地板制冷与室内除湿地板辐射制冷系统与地板辐射采暖系统是同一套系统，不同的是采用热泵系统制出的低温水（水温一般为 1016，设定时视墙体门窗保温情况和室内温度要求而定）冷却地板降温达到降低室内温度的目的，适合于瓷砖地面、大理石地面和木地板地面。对于相对湿度大的空气潮湿地区，采用地板辐射制冷时就容易产生地面结
9、露现象（见图 2、图 3），所以需要考虑室内的空气除湿。在空气潮湿的地区，对于夏季室内空气含湿量，普通空调系统和风机盘管通过自身的功能就可以对室内空气进行除湿处理。然而运用地板辐射供冷系统时，就会遇到地板结露的问题。在地板辐射供冷系统运行阶段，低温的地板表面通过辐射换热的形式将室内空气中的热量带走。室内地板表面的温度会接近或降低到室内空气露点之下，地表上方空气含湿量越过饱和状态时，形成结露。为避免地板表面结露，室内与地面接触的空气含湿量就不能达到饱和。故在空气潮湿的地区采用地板辐射供冷就必须在地板辐射供冷系统运行阶段对室内空气进行除湿。地板辐射供冷系统除湿的方法有：新风系统除湿、低温水冷凝除湿
10、、新风系统与低温水冷凝组合除湿和压缩除湿设备除湿等，选用者根据需求来决定除湿方式。新风系统除湿在室外相对湿度大时需要加大新风量的供给；低温水冷凝除湿需要开门窗置换室内空气；压缩除湿的设备噪音的又会产生新的热量；最佳是采用新风系统与低温水冷凝除湿。低温水冷凝除湿是直接利用地板辐射制冷的低温水通过表冷器冷凝除湿，此种除湿方式噪音小、运行成本低。图 2 是本案例没有除湿系统地板辐射制冷开始运行时地面的初期结露，开始阶段结露时只是呈现细小的水珠，可以很容易看出布管的形式与间距。 图 3 是本案例没有除湿系统时地面的完全结露，呈现的是 10mm 左右的大水珠，一些部位会水珠连成一片，给生活带来很大烦恼，
11、不解决结露问题就不能运行。为了解决地面结露现象，本案例通过采用表冷器流通地板辐射制冷系统低温水的冷凝除湿方式，在室外温度 36相对湿度 85%的环境下，采用地板辐射制冷达到室内空气干球温度 24.3湿球温度 21时也不会出现地面结露现象。5 新风系统目前新风系统应用在市场上越来越多，这是因为现在的房子基本上都要进行精装修，不可避免的产生室内空气污染物，然而国内的房子密封性越来越好，户型越来越复杂，靠自然通风已经满足不了排除室内空气污染物和人体需要新鲜空气的要求。新风系统能 24 小时持续排出室内污浊的空气，还能同时将室外新鲜的空气引进来。室内空气不畅容易得一些疾病，室内装修污染严重超标又是造成
12、白血病的最主要的原因，另外家庭做饭的油烟味道到处乱串，卫生间的潮气异味等也会跑出来。要驱除这些异味，户型不是很复杂的房子开窗通风基本能够达到要求，但是在冬季供暖和夏季制冷的季节里，开窗显然是对能源的浪费，所以需要靠新风系统解决室内空气质量问题。现在的新风系统已经不是简简单单的为了满足通风的需求，而是人生活质量提高的基本要求，更是符合建筑节能规范的要求。采用通风方式就是使室外和室内的空气进行充分交换，改善室内的空气质量，不管您用的是哪一种系统的通风方式，一定要具有确保室内有充足新鲜空气而且满足提供新鲜的空气、驱除不好的气味以及各种不同的空气污染、防止建筑物的发霉和保温节能等功能。 6 室内空气保
13、温独幢别墅四面都有窗，本案例与室外相通的有两套对开门和二十个窗，因窗户的导热系数远高于墙体的导热系数，所以本案例将原设计安装的单层玻璃改为双层中空玻璃。阁楼的保温处理也是节能的关键部位，阁楼夏季最高温度达到 45以上，阁楼铺设的管材散发的冷量都远远不能平衡房顶传来的热量，所以本案例采用在阁楼的地面铺设木地板隔断与二层之间的热量传导。表 2 门窗墙体材料导热系数 门窗与墙体 的材料多孔砖重浆 砌体钢材松木PVC铝合金单层玻璃双层中空玻璃 595mm导热系数 W/mK0.5858.20.170.162036.2 kw/(m2K)3.26kw/(m2K)注：混凝土的导热系数是 1.28 W/mK。从
14、表中可以看出，双层中空玻璃的导热系数比单层玻璃要小近一半，所以宜选用双层中空玻璃作为窗体采光部分，可以即隔热又隔噪音。通过采取上述保温措施，在夜间用电的谷时段的八小时（22 点6 点）内运行地板辐射采暖或制冷系统，在用电的峰时段 6 点22 点关闭系统进行保温，本案例实际测试结果为：冬季一月份室内温度由 18降低到 16.5左右；夏季八月份室内温度由 25上升到 27.5左右。7 使用效果与结论本案例在上海通过一年地板辐射采暖与地板辐射制冷的运行，感觉冬季室内舒适的温度是 1619，舒适的相对湿度是 45%65%；感觉夏季室内舒适的温度是 2528，舒适的相对湿度是 50%70%。对于一些需要
15、通过风感才能感觉凉爽舒适的人来说，采用地板辐射制冷还要同时采用风扇提供风感。系统在用电谷时段平均运行八小时耗电 35 度左右，按照上海居民谷时段电费 0.307 元计算，本案例每月采暖或制冷的费用在 320 元左右。采用地源热泵作为冷源或热源，末端用地板辐射制冷或采暖，夏季和冬季运行期间可以利用压缩机的余热回收来保障二十四小时生活热水的提供。地板辐射制冷相对与风机盘管制冷而言，一般要求热泵系统的低温水要高几度（地板制冷水温一般为 1116，风机盘管制冷水温一般为 712），热泵的能量转换效率要更高一些，输送采暖热水或制冷低温水主管道的能量损失也要相对少一些，也就是说采用地板辐射制冷的方式要更节能一些。参考文献：工业常用塑料管道设计手册中国标准出版社，2008 年 5 月出版GB/T18991-2003 冷热水系统用热塑性塑料管材和管件 第一作者：朱利平单位：上海三山信邦科技有限公司职务：总工通讯地址：上海市青浦赵巷崧泽公寓 17 号楼,邮编：201703E-mail：电话 15800337748
