地板辐射与散热器采暖系统探究

高杲,金洪文,孙妍

（1.长春工程学院，长春130012；2.吉林省建筑能源供应及室内环境控制工程研究中心，长春130012）

地板辐射与散热器采暖系统探究

高杲1,2,金洪文1,2,孙妍1,2

（1.长春工程学院，长春130012；2.吉林省建筑能源供应及室内环境控制工程研究中心，长春130012）

对地板辐射采暖系统与传统散热器采暖系统在室内采暖的舒适度、系统经济性与能耗方面进行比较，研究分析两种采暖系统各自的特点，阐述两种系统各自的适用条件。

地板辐射；散热器；采暖系统

1　两个采暖系统分析

1.1舒适度

地板辐射采暖采用了辐射原理，将室内围护结构的内表面温度提升到室内空气温度以上，减少人体向室内围护结构的散热。同时，由于地板辐射采暖敷设于建筑物地表面，地面部分温度分布均匀，有利于人体的生理结构，大大提高了人体的热舒适度。而传统散热器采暖主要依靠空气对流加热，热空气主要分布于房间顶部，而人体主要活动区域温度却相对较低，热舒适度得不到很好的满足。而另一方面，目前北方地区建筑屋顶及外墙大部分敷设保温，而在设计房间供热系统时，通常选取较大的单位面积热负荷数值进行预估，使地板辐射采暖室内温度超标，感到燥热，只能穿单衣或开门开窗来适应室温，这样既严重浪费了宝贵的能源，又忽冷忽热，使人感到不舒适［1］。

1.2空气质量

太原理工大学的岳晓敏［2］以太原市某房间为实验对象，进行了两种采暖系统房间的颗粒物对比分析，该实验研究表明，以相同粒径的颗粒相比较，地板辐射采暖系统近地面区域颗粒物质量浓度较高，人体呼吸区颗粒物浓度反而较低；而散热器采暖系统则在散热器周围颗粒物质量浓度偏高［2］。在散热器采暖建筑中，由于温度分布不均，人们经常会在散热器周围活动获得更多的热量，但此区域恰恰是颗粒物浓度较高的区域，而地板辐射采暖系统空气中颗粒分布相对均匀，人体呼吸区域空气相对洁净，空气质量较高。

1.3能耗分析

1.3.1设计参数分析

地板辐射采暖系统供水温度宜采用35℃～50℃，不应大于60℃，因此地板辐射采暖采用的是低温热水对室内进行加热，便可达到供暖效果；而传统的散热器采暖系统供水温度需达到75℃，回水温度也在50℃左右。根据日本的研究，室温每降低1℃能源费可以节省10%左右。16℃的地板辐射采暖室温相当于18℃～20℃的散热器采暖所能达到的舒适度，这是节约能源费20%～30%的来源。另外，由于地板辐射采暖采用分集水器装置供暖，各房间的供暖环路接口均设置了阀门，用户可以自行调节各个房间的温度。

1.3.2运行能耗

采暖系统循环泵的选择以及其运行过程中的能耗都对系统的经济性产生很大的影响。因此，比较两种系统所选用的水泵的初始投资，以及运行过程中水泵的耗电量，均可作为两种系统经济性比较的依据。以长春地区为例，假设供热面积50 000m2，计算两种系统的流量。水泵流量G可按下式计算：

式中Q-担负系统的总负荷，Kw

△t=tg-th-系统的供回水温差，℃

1.1-安全系数

地板辐射采暖系统供回水温差一般规定取10℃，而散热器采暖系统供回水温差25℃，长春地区节能建筑供暖单位面积热指标取45W/m2。求得地板辐射采暖供热系统水泵流量为212.85m3/h，散热器采暖供热系统的水泵流量为85.14m3/h。

对两种系统的循环泵进行选型。选型样本为上海连成集团的SLS型单级单吸立式离心泵，通过流量以及扬程，对地板辐射采暖系统选择SLS200-250B型离心泵，流量为217m3/h，扬程为12m；散热器采暖系统选择SLS80-100(I)A型离心泵，流量为89m3/h，扬程为10m。两种系统循环泵之间存在扬程差是由于地板辐射采暖供热系统用户末端的系统压力大约为0.05MPa左右，散热器采暖系统用户末端的系统压力约为0.03MPa左右，假设其他条件相同的情况下，取1.1倍安全余量，得出两系统之间的扬程差大约在2.2m左右。两种水泵价格基本一致，但SLS200-250B型离心泵的功率为11KW，而SLS80-100(I)A型离心泵的功率则仅为4KW。因此，单个循环泵每小时地板辐射采暖供热系统要比散热器采暖系统多消耗7kw·h，长春的供暖天数为170d，50 000m2供暖建筑两种系统循环泵的功率差值就在28 500kw·h左右。以目前长春地区商业用电0.925元/kw·h计算，整个供暖期地板辐射采暖供热系统的运行经费要多出26 362.5元，在整个供暖周期中，这部分耗电量十分可观。

2　结语

通过对地板辐射采暖系统与传统散热器采暖系统的舒适度、供暖能耗以及循环泵的经济性进行比较，不难发现地板辐射采暖系统相比散热器采暖系统，在舒适度上有很大的提升，但是仍然存在供热温度过高以及能源浪费等现象。同时，地板辐射采暖系统的供暖能耗更小，而在循环泵的使用上，地板辐射采暖系统则需要消耗更大的能量。因此，在提出设计方案时，应当综合考虑，对建筑的供热系统进行选取，在保证设计要求情况下，尽可能节约能源，减少运行费用，保证方案的合理性。

如果热媒由同一热源或换热站提供，热媒参数一致的，不存在按不同系统进行供热，这种情况下就存在一个问题，即以散热器采暖系统为主热媒参数供热，地板辐射采暖系统的室内温度便会超标，影响舒适度的同时也造成能源的浪费；如果以地板辐射采暖系统为主热媒参数供热，散热器采暖房间或建筑物的供热温度便达不到要求。因此，如何解决这一矛盾，也是我们要重点关注的研究课题。

［1］贾锦霞，谢恒，武冬梅.从地面辐射采暖谈舒适节能控温［J］．城市住宅，2007，（12）：115.

［2］岳晓敏.地板采暖与散热器采暖房间颗粒物分布的对比分析［D］.太原：太原理工大学，2010.

Analysis of Floor Radiant and Heating System of Radiators

GAO Gao1,2,JIN Hong-wen1,2,SUN Yan1,2
(1.Changchun College of Engineering,Changchun 130012,China;2.Jilin Building Energy Supply and Indoor Environmental Control Engineering Research Center,Changchun 130012,China)

Making comparison of floor radiant heating system and traditional radiator heating systems in aspects of comfort of indoor heating system,economy of system and energy consumption,the research analyzed the characteristics of each two heating systems and described respective application conditions.

Radiant floor;Radiator;Heating system

TU832.1

A

1674-8646（2015）12-0028-02

2015-09-12

吉林省自然科学基金项目（20140101069JC）

高杲（1990-），男，吉林通化人，在读研究生，主要从事暖通空调节能技术研究。