辐射采暖与辐射供冷讲

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1、辐射采暖与辐射供冷辐射采暖与辐射供冷5.1辐射采暖（供冷）的定义与辐射板的分类辐射采暖（供冷）的定义与辐射板的分类5.2辐射采暖系统辐射采暖系统5.3辐射采暖系统的设计计算辐射采暖系统的设计计算5.4电热膜辐射采暖电热膜辐射采暖5.5辐射供冷辐射供冷 5.1辐射采暖（供冷）的定义与辐射板的分辐射采暖（供冷）的定义与辐射板的分类类一一.辐射采暖（供冷）的定义辐射采暖（供冷）的定义1. 定义：定义：依靠供热（冷）部件与围护结构内表面的辐射换热向房间供热（冷）的方式，称为辐射采暖（供冷）。2.辐射采暖与对流采暖特征区别：辐射采暖与对流采暖特征区别： 房间各围护结构内表面的平均温度 高于室内空气温度

2、即 而对流采暖正相反3.采暖辐射板：采暖辐射板：用于进行辐射采暖的供热部件。4.辐射供冷特征：辐射供冷特征：各围护结构内表面温度 低于室内空气温度，即5.辐射采暖方式辐射采暖方式：可局部或集中，本章主要介绍集中式辐射采暖（供冷），不介绍用燃气器具或电炉等局部高温辐射采暖。二二.辐射板的分类辐射板的分类1.按与建筑物的结合关系分按与建筑物的结合关系分 整体式埋管式风道式 贴附式 悬挂式埋管式：埋管式：将通冷、热媒的金属管或塑料管埋在建筑结构内，图5-1（a）风道式风道式:利用建筑结构内的连贯空腔输送热媒(图5-1(b)贴附式：贴附式：将辐射板贴附于建筑结构内表面，图5-2，贴附于窗下外围护结构结

3、合的情况。悬挂式：悬挂式：分为单体式和吊棚式。单体式（图5-3） 单体辐射板还可串联成带状辐射板吊在顶棚下，挂在墙上或柱，见图5-4，间距高度见教材P95 吊棚式辐射板（图5-5） 2.采暖辐射板按位置采暖辐射板按位置 墙面式 地面式 顶面式 横板式：可同时向上、下两层房间供热（供冷） 窗下式 单面散热（图5-2） 双面散热 （图5-6）墙面式墙板式 外墙式：外墙室内侧 间墙式：设在内墙 单面散热 双面散热 踢脚板式 窗下式，踢脚板式多为单面散热。 图5-7给出各种采暖辐射板在室内的位置。三三.辐射采暖的特点辐射采暖的特点1.围护结构内表面温度高，减少人体的辐射放热量，舒适度增加。2.竖向高度

4、均匀，适合人体舒适性要求，室内空气温度可比对流低1-3 ，节能。3.可利用低温热媒。4.少占建筑面积。5.适于局部加热。5.2辐射采暖系统辐射采暖系统一一.辐射采暖系统的热媒辐射采暖系统的热媒 1 热媒种类热媒种类 热水：首选，温升慢，混凝土板不易裂缝，可采用集中质调。 蒸汽：温升快，易出裂缝，不能集中质调。 空气：建筑结构厚度增加。 电：板面温度易控制，调节方便，但耗电，应进行技术经济论证。2. 热媒温度：热媒温度：热水时根据热源和板的类型，分较高温和较低温。尽量利用地热，太阳能等。悬挂式金属辐射板可选较高供水温度（130高温水），埋管式热媒温度可比板面温度高20-40，窗下式可选用较高（如

5、105）间墙式，踢脚式，顶面式和地面式一般低于60。二二.热水辐射采暖系统热水辐射采暖系统.采暖辐射板的加热管采暖辐射板的加热管型式与板的位置，尺寸和类型有关。窗下式见图5-9踢脚式采用图5-10墙面式有图5-11所示。地面式有图5-12管道埋设见5-13单体悬挂式金属辐射板，可采用图5-14所示两种型式.辐射采暖系统的管路系统设计要点辐射采暖系统的管路系统设计要点系统型式系统型式：上供或下供，单管或双管。窗下辐射板可采用单、双管或双线式，见图5-11地面辐射板，顶面及地面-顶面应采用双管，以利于调节和控制。辐射水平安装中，管内流速不应小于0.25m/s,以便制冷，应设放气阀与放水阀。图5-1

6、5表示下供上回式双管系统中辐射板与管路连接。墙面板可按图5-11的型式采用单、双或双线系统。还可在建筑物个别房间（如进厅）装辐射板，这时供回水温度按主要层间条件确定，辐射板可接供水上或回水上。图5-16给出一个大厅辐射板接到回水管上。辐射板本身阻力大，不易水力失调，不同板阻力损失差别大，在一个系统中最好采用同类板，否则应有可靠的调节措施。5.3辐射采暖系统的设计计算辐射采暖系统的设计计算一一.辐射板的表面温度辐射板的表面温度1. 影响表面温度的因素：影响表面温度的因素：管径d，管间距s,埋设厚度h,混凝土的导热系数，热媒温度和房间温度等 即 上述六个变量中有四个（）变化范围不大或可预先给定。铝

7、塑复合管其管径规格为12/16 16/20 20/25（内径/外径）d可知，在给定 的数据后，板表面温度只与管间距S和埋设厚度h有关。S越小，h越大，板面温度越均匀，但造价越高。因此，在确定S和h时要作经济分析。2. 板体温度场：板体温度场：如图5-17所示，实线为等温线，虚线为热流。热流线起始于加热管，终止于板表面。沿不同热流方向混凝土热阻是变化的，使得板表面是不等温面。.温度场的不均匀性：温度场的不均匀性：加热管管顶所对应的板表面温度最高，为;两相邻加热管间（s/2处）表面温度最低为ts/2.辐射板不仅每一加热管管顶混凝土表面温度不均匀，沿水的流程混凝土表面温度也是不均匀和变化的，图5-1

8、8（a）,(b), (c)分别表示三种不同排管形式沿房间进深温度变化的情况。Ts表示表面平均温度的变化范围。.板表面温度的确定：板表面温度的确定：要考虑卫生要求，人的热舒适性和房间用途。我国暂无此标准，俄罗斯有资料，对不同的采暖辐射板，用于下列房间时最高允许平均温度规定如下：见教材P102。按表面最高允许平均温度的高低排序是：墙面板，顶面板，地面板。注意地面覆盖层最高允许温度限制。P102俄罗斯标准规定，各部分温差不应超过10（地面）墙面和窗下板单管系统，供回水温度可取105-70，双管取95-70铝塑管板最高供水温度55。二二.盘管的水力计算盘管的水力计算沿程阻力，铝塑复合管的比摩阻R可用下

9、式，且式（5-4）教材102式中各项见教材P102水的流动状态相似数b用下式计算：（5-5）-阻力平方区临界雷诺数。实际雷诺数用下式计算式中各项意义见教材P103式中各项意义见教材P103热媒温度为80，铝塑管比摩阻R值可查附录5-1当热媒平均温度不等于80时，用附录5-1查出的R要修正， 式中各项意义见教材P103铝塑管在水水力计算时应考虑管子的管壁及管厚的制造偏差。用下式来确定管子的计算内径：式中各项见教材P103局部阻力：地面辐射板采用铝塑管时，大多数只有弯头这一局阻，附录5-2给出局阻系数。三三.地面辐射板供热量的计算地面辐射板供热量的计算.影响辐射板供热量因素：影响辐射板供热量因素：

10、热媒温度，流量，管径，材质，间距，位置，盘管型式，混凝土的导热系数，厚度，板表面温度及分布，背部材料的导热系数，厚度等。.供热量供热量俄罗斯进行热工试验，结果见附录5-3，5-4每米铝塑管的散热量根据管径和传热温差计算，传热温差为：管子明装时取表中数值的90%-100%，在天棚下明装取70%-80%；埋于重混凝土中时（混凝土密度2000kg/ ，=1.8）取2倍，轻混凝土中时取1.1-1.15倍。5.4电热膜辐射采暖电热膜辐射采暖一一. 原理及特点原理及特点1.原理：原理：电热膜是一种通电后能发热，厚度很小（0.24mm）的半透明聚酯薄膜，由特制的可导油墨，金属载流条经印刷，热压在两层绝缘聚酯

11、薄膜之间。2.优缺点：优缺点：有辐射采暖和电采暖优点，无燃烧排放物，便于控制，运行简便，舒适，但消耗高品位电能。安装示意：图5-19二二.电热膜片数的计算电热膜片数的计算 采暖所需电膜片数用下式计算后取整 式中各项见教材P1055.5辐射供冷辐射供冷可有多种型式，如整体式，贴附式和悬挂式 ，可用于民用或工业目前应用最多是顶面式辐射板-冷却吊顶。优点：优点：施工安装维护方便，不影响室内布置，辐射板不易破坏，供冷效果不易受影响。上部供冷，降低垂直温度梯度，舒适感好。为防止表面结露，表面温度须高于露点，无除湿能力，须结合新风系统。一一.冷却吊顶冷却吊顶.传热形式：传热形式：辐射和自然对流.传热比例：

12、传热比例：取决于顶板的结构型式及顶板附近的空气流动方式。当吊顶下面的冷辐射面为封闭式，比例1：1当吊顶下面的冷辐射面为开敞式或有贯通的气流通道时，对流换热比例要大得多，供冷量也大。.冷却顶板的类型：冷却顶板的类型：图5-20给出三种结构型式，图（a）为一体式，冷顶板与水管制成一体，形成一顶板单元，图（b）为单元式，通过传热肋片把水管和金属顶板连接形成一吊顶单元；图（c）为镶嵌式，水管以毛细管形式镶嵌吊顶内，组成一安装单元。（a）（b）最为常见。 5-21为对流式冷却顶板的单元，对流占80%，辐射20%最大供冷量可达230w/二二.冷却吊顶的水系统冷却吊顶的水系统通常与新风系统结合供冷，须同时考

13、虑冷却吊顶和新风系统对系统的不同要求：（1）供水温度）供水温度：为避免吊顶表面结露，供水温度要高，新风因除 湿，供水温度低得多，吊顶表面温度应比室内露点高1-2。一般供水温度在14-18，实际设计多采用16，新风供水一般为6-7（2）供回水温差：）供回水温差：吊顶为2新风系统为5两种典型的系统型式（满足上述两条要求）：图5-22为冷水机组与冷却塔供冷机结合的系统工作原理。图5-23为混合法制备吊顶冷媒的水系统上述两个系统，新风系统和冷却吊顶都采用了同意冷源，他只能按最低的冷水供水温度来运行，要求温度高的冷却吊顶的冷媒只能靠二次换热或混合办法获得。无法提高冷水机组的蒸发温度来实现节能。可把两系统分设独立系统，这样，冷却吊顶的供水温度可提高，从而提高机组的性能系数。但注意，目前冷水机组流量按5温差设计，而吊顶供回水温差为2，还应采取图5-23措施。冷水机组可提供13冷冻水，通过三通调节阀调节回水量可使供水温度达16，可如图5-22利用冷却水自然冷量。分设系统缺点，增加冷源设备和初投资。