辐射采暖与辐射供冷(2)

1、辐射采暖热负荷

2、热媒参数
3、系统供热量

4、系统水力计算
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5.3 辐射采暖系统的设计计算
? 5.3.1 辐射采暖热负荷的计算
计算全地面辐射供暖系统热负荷:
?用与对流采暖系统相同的室内计算温度计算对流采暖系统总设计热负荷，取其
数值的90%-95% ?用比对流采暖系统低2℃的室内采暖计算温度，计算建筑物的采暖设计热负荷 ?不考虑高度附加 ?不计算地面传热损失

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5.3辐射采暖系统的设计计算
5.3.2 辐射采暖系统的热媒
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一、混凝土辐射板的表面温度 1. 影响表面温度 t s 的因素

?管径d ?管间距s ?埋设厚度h ?混凝土的导热系数λ ?热媒温度 t hm ?房间温度 t R

即：

t s ? f (d.s.h.?.t hm .t R )

上述六个变量中有3个（ ? , t hm , t R ）变化范围不大。铝塑复合管其管径规格为12/16、 16/20 、20/25（内径/外径）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。 32

5.3辐射采暖系统的设计计算
2. 辐射采暖板体温度场

?实线为等温线，虚线为热流线(带
箭头)。

?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。

两面放热辐射采暖板中的温度场和表面温度变化
2015/9/22 1－地面－顶面混凝土辐射板；2－加热管；3－等温线；4－热流线 33

5.3辐射采暖系统的设计计算
3. 温度场的不均匀性
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。下图分别表示三种不同排管形式沿房间进深温度变化的情况。Δts表示表面平均温度的变化范围。

(a) 平行排管式板面温度沿流程逐步降低
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(b) 蛇形排管式板面温度较均匀

(c) 蛇形盘管式板面温度沿流程波动
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5.3辐射采暖系统的设计计算
4、板表面温度的确定

?考虑因素：卫生要求，人的热舒适性和房间用途。

?确定标准：我国规定不太具体(见课本表5－1，P112)，俄罗斯对不同采暖辐射
板、不同场合的最高允许平均温度规定如下：
托儿所、幼儿园住宅对于地面辐射采暖板厂房人员长期停留场所人员短期停留场所卫生间 24 ℃ 24℃ 26 ℃ 26 ℃ 30 ℃ 31 ℃

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5.3辐射采暖系统的设计计算
层高：对于顶面辐射采暖板 2.5~2.8m时 2.9~3.0m时 3.1~3.4m时 5.5~6m时离地高度：对于墙面辐射采暖板小于1m 1~3.5m 28 ℃ 30℃ 33 ℃ 36 ℃ 95

℃ 45℃

高于3m

不规定

可见：按表面最高允许平均温度的高低排序为：墙面板，顶面板，地面板。此外，俄罗斯还规定：

?地面辐射板采暖时各部分温差不应超过10℃ 。
?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不高于55℃。
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5.3辐射采暖系统的设计计算
5.3.3 地面辐射板供热量的计算影响辐射板供热量因素

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。(理论计算较繁琐) 俄罗斯进行的热工试验结果见附录5－3、5－4。 1、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：

?t ?

th ? t f 2

? tR

式中：th、tf分别为管道起点与终点温度，tR为房间温度。
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5.3辐射采暖系统的设计计算
注意：在工程设计中利用附录5－3，5－4计算时，散热量应根据铝塑管采暖

辐射板的应用场合进行调整：

?管子明装时取表中数值的90%-100%；

?在天棚下明装取表中数值的70%－80%；
?埋于重混凝土（混凝土密度≤2000kg/m3 ，λ =1.8W/m2 ℃ ）楼板或隔
墙时，取表中数值的2倍；

?埋于轻混凝土楼板或隔墙中时，取表中数值的1.1－1.15倍。
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5.3辐射采暖系统的设计计算
5.3.3 地面辐射板供热量的计算 2、毛细管辐射装置的供热量

?与产品结构、毛细管尺寸、间距、水流量、传热温差、覆盖材料等因素有关；

?可由厂家提供的性能实验曲线确定。
3、电热膜、发热电缆的供热量由单位面积或单位长度的供热量确定。

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5.3辐射采暖系统的设计计算
5.3.4 辐射采暖系统的水力计算

?原则上与一般热水采暖系统相同； ?一般先计算沿程阻力损失和局部阻力损失，再确定总阻力损失； ?辐射采暖系统常采用小温差、大流量；？
(保证处于水平位置加热管管内流速不小于0.25m/s)

?辐射板的加热管通常采用钢管或铝塑管；

?钢管的水力计算同一般热水采暖系统。
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5.3辐射采暖系统的设计计算
铝塑管的水力计算

?在热媒温度80 ℃时，铝塑复合管沿程比摩阻R由附录5－1确定。 ?当热媒平均温度不等于80℃时，用下式修正： Rt ? R?
比摩阻修正系数a由表 5－2确定热媒平均温度 (℃) 90 80 70 60 50 40

比摩阻修正系数

0.98

1

1.02

1.05

1.08

1.11

?铝塑复合管局部阻力损失由附录5－2给出的局部阻力系数计算确定。
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5.3辐射采暖系统的设计计算

?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di：

di ? 0.5(2de ? ?de ? 4s ? 2?s)
式

中： de－铝塑管外径，m； Δde－铝塑管外径的充许误差，m； s－铝塑管壁厚，m； Δs－铝塑管壁厚的充许误差，m。

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5.4 电热膜辐射采暖

? 电热膜辐射采暖 ? 发热电缆辐射采暖

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5.4 电热膜辐射采暖
5.4.1 电热膜辐射采暖 1. 工作原理：电热膜是一种厚度很小（0.24mm）的半透明聚酯薄膜，由特制的可导电油墨或金属载流条经印刷、热压在两层绝缘聚酯薄膜之间。其通电后能均匀发热。 2. 优缺点：兼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。

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5.4 电热膜辐射采暖
3、电热膜辐射采暖的结构顶面辐射采暖电热膜应用较多。其安装如下图所示：吊件2被射钉1固定在楼板7上，轻钢龙骨3被吊件2卡吊，电热膜5被饰面板6和隔热层4加紧，饰面板6 用自攻螺钉固定在龙骨3上。

顶面电热膜辐射采暖安装示意图
1－带尾孔的射钉；2－吊件；3－轻钢龙骨；4－隔热层；5－电热膜；6－饰面板(石膏板
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等)；7－钢筋混凝土楼板

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5.4 电热膜辐射采暖
5.4.2 电热膜片数的计算 ?1 电热膜辐射采暖所需电热膜片数N由下式计算：

Q N ? (1 ? k ) q
?

?

式中： Q

－房间采暖设计热负荷，W； q－每一片电热膜的功率，W/片； k－考虑供暖方式、电压波动等因素的富余系数，一般取k＝0.2。

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5.4 电热膜辐射采暖
? 2 发热电缆辐射采暖

? 安装功率要比设计热负荷增加20%-25%

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5.5 辐射供冷
? 冷吊顶与冷地板 ? 理解水系统参数设计与冷源

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5.5 辐射供冷
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一、辐射供冷辐射板的形式
原则上也可有整体式、贴附式、悬挂式等多种形式。既可用于民用空调，也可用于工业建筑降温。

目前应用最多是：顶面式辐射板－冷却吊顶。
顶面式辐射板－冷却吊顶的优点：

施工安装方便，不影响室内布置。上部供冷，降低垂直温度梯度，避免上热
下冷，舒适感好。在欧洲发展迅速。顶面式辐射板－冷却吊顶的局限：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。
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5.5 辐射供冷
5.5.1 冷却吊顶(冷却顶板) 1、传热形式包括辐射和自然对流。 2、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，二者比例约为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，对流换热所占比例要
大得多，供冷量也大。

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5.5 辐射供冷
3、冷却顶板的类型四种典型结构型式：一体式、单元式、镶嵌式、对流式

（a）为一体式冷顶板与水管制成一体

（b）为单

元式(最常见) 通过传热肋片把水管和金属顶板连接形成一吊顶单元

（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

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5.5 辐射供冷

? 对流式冷却顶板的单元，对流换热
占80%，辐射20%。

? 其最大供冷量可达230W/m2 。

对流式冷却顶板的单元
1－翅片；2－Z形支架；3－铜管；4－铜管弯头
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5.5 辐射供冷
5.5.2 冷却吊顶的水系统
通常与新风系统结合供冷，须同时考虑冷却吊顶和新风系统对系统的
不同要求。（1）供水温度为避免吊顶表面结露，供水温度相对较高。而新风因除湿，供水温度低得多，吊顶表面温度应比室内露点高1-2℃。