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低温热水地板辐射采暖尚存在的问题及发展趋势解析

时间:2024-05-04

马 宏/石河子博力工程管理有限公司

低温热水地板辐射采暖尚存在的问题及发展趋势解析

马 宏/石河子博力工程管理有限公司

低温热水地板辐射采暖系统作为一项新兴的,发展潜力极大的采暖系统,兼具舒适、节能、环保等特点。然而,在传统散热器向地板辐射供暖系统转变的过程中,也暴露出了一些问题,这些问题阻碍着社会整体节能改造工作的进行。本文从低温热水地板辐射供暖系统存在的问题出发,讨论其改良方案与发展趋势。

低温热水地板辐射采暖;问题;发展趋势

一、引言

低温热水地板辐射供暖系统,又叫地板辐射供暖系统,人们简称“地暖”作为一项更为节能、舒适、环保的采暖技术,从上世纪九十年代在欧美国家兴起,到我国新建住宅的广泛应用,被人们普遍认可。然而,由于我国目前对于地板辐射供暖系统的生产与研究还比较粗犷,对于技术细化还不到位,很多施工单位都能做简单的地板辐射供暖系统,因此造成了地板辐射供暖系统还存在着设计与使用上的一些问题。作为未来主流的供暖方式,地板辐射供暖系统的完善还有很多工作要做。

二、低温热水地板辐射采暖存在的问题及解决建议

(一)与散热器循环对流采暖系统共用热源问题

在低温热水地板辐射采暖与传统散热器采暖系统中共用热源,这是新的采暖技术和传统采暖技术共存中的常见问题。通常散热器集中供水温度在最冷天需80℃以上,且水系统阻力损失很小,而低温热水地板辐射采暖需供水温低于60℃,这样不但在能源上造成浪费,在压力和温度的控制上也存在着隐患,对地板辐射供暖系统的管网会造成损害。

解决方式:可供考虑的采用单一热源多参数供热的办法。可使用换热器,这是最成熟稳定的办法,但换热器采购或是换热站建设投资较高。也可以建立全自动地暖混水降温中心,获得所需要的水温与水量。

(二)盘管上混凝土垫层开裂问题

由于地板辐射供热系统要在地板结构工程中完成,涉及到上层的混凝土层会因为温度的变化而变的容易开裂。因此,此解决方案是铺设相对应的钢丝网。地板辐射供暖系统加热盘管上层铺设一层钢丝网,钢丝网之间搭接相连,用铁丝扎带绑扎使其铺设平整、均匀。这样盘管上混凝土不因地温变化而开裂变形。钢丝网结构的敷设也便于安装和固定盘管。同时敷设一层钢丝网也可以将管网间的不均匀热量均匀的散开,以均衡地板表面的散热。

(三)填充层及找平层的厚度问题

由于我国的地板辐射供暖系统上层敷设厚度还没有明确的标准,施工中往往根据地板板体的材料和结构要求敷设。因此,加热管以上的填充层厚度标准不一,施工厚度不一的现象很常见。厚度不一可造成供暖系统的散热不均,维修养护的测算不准等弊端。

解决方法:规范施工标准,出台规范性文件,要以填充层保护加热盘管、使地表面温度均匀、增加热稳定性、储蓄热量为着力点,兼顾建筑层高、设计荷载和建筑投资。对盘管所选管材、管径等问题加以技术导向与规范。

(四)管道堵塞问题

由于地板辐射采暖系统的盘管直径相对较小,其管道堵塞现象常常出现。其原因一是由于施工中进入泥沙等杂质,冲洗不到位。二是由于盘管在弯曲部分半径过小使热水流动阻力较大。三是热水入口滤器不合格,过滤不到位。

解决的方法:一是在敷设过程中,要严格保护埋地管,敞口处应及时封堵过滤。二是塑料及铝塑复合埋地管的弯曲处半径应大于外管半径的五分之一。三是铺设垫层前要对每户的盘管进行测试,压力达标后,方可安装与敷设垫层。四是过滤器要定期检查,避免发生过滤器失效的情况。

(五)试压及排水的问题

地板辐射供暖系统试压后并不像散热管采暖系统,打开泄水阀和排气阀系统就可将里面的水完全泄掉。而地板辐射供暖系统盘管水平敷设,拐角很多,会残留相当一部分水,不能完全泄掉,尤其在冬季,如果遇到极端天气,或是正好是冬季施工,则很可能因残留水结冰而破坏整个加热盘管。

解决方法:在试压或冲洗后,应采用压缩空气反复将加热盘管中的水全部压出,以防冻坏管路。

(六)地板辐射热量冷热不均的问题

低温地板辐射供暖系统的调试过程中,经常出现地板不热或冷热不均的问题,在住宅建筑中,这样的效果不明显,而在公共建筑中,冷热不均会形成供暖不足的现象。造成此问题的原因首先是设计因素,比如测算的热负荷小于实际热负荷、加热盘管的间距过大、加热盘管环路管路过长,以及排气装置的设计不当,有气压使水流不畅等等。也有施工中的原因,例如施工过程中的质量问题、偷工减料问题等等。还有资金的问题,一些工程资金紧张,在采暖过程中有意将管网敷设不足,达不到供暖要求等。

解决方法,设计和施工中,要严格加强管理,并对管网进行反复的送水试验,测量水压和温度,对管网中质量不合格或是管中有不通的情况及时解决。另外,地板辐射供暖工程是一个独立的工序,不应与其他施工作业交叉进行,以避免对加热盘管的破坏。

(七)不同用户采暖不均的问题

低温热水地板辐射采暖的用户由于加热均匀使墙面产生持续的热辐射,而住在不同位置的居民的耗热不同,例如,地暖在三层住户的地板下层敷设,热量不但向上辐射,也向二楼辐射,这样二楼用户不但接受自家地暖的辐射,还能接受三楼地暖辐射,同时一楼的辐射也能接受到,这样二楼就远比一楼耗热小,由此造成了使用地暖的不平均,不但费用问题不好平均,如果温度控制不好,夹在中间的住户接受温度太高,也会不适。

解决方法:楼层采用不同管道敷设密度,以调节热能的获取与释放。

三、低温热水地板辐射采暖的发展趋势

在地板辐射采暖技术广泛的应用与生活中之后,国内对于地面辐射供暖系统的研究也开始深入了起来,由于国外在这项技术上起步较早投资较大,我国目前还赶不上国际先进水平。中国对低温热水地板辐射采暖技术的研究主要致力于地板内部传热结构的研究,主要研究怎样的设计与布置才能最大效率的节约能源,提高热能的利用率。

地板采暖系统的运行调控通常有室内温度和室外温度两类控制方式。室内温度控制方式是属于反馈控制,室外温度控制方式属于前馈控制。目前我国住宅温控可以实现的是室内温度控制。而每户一个控制器或是阀门装置的应用已经在大中城市开始实行。对于分开温控,需要建立一个总的、独立的温控中心以随时监控总的热量需求和压力,以免对设备造成损害和能源造成浪费。

对于建筑设计方面,一方面要做好内部设备设施的改造升级,另一方面还要做好建筑的设计。很多公共建筑和高层建筑面积体积大,人口密集,功能综合,建筑的内部设计往往能够对节能起到决定性作用,例如一些小的空间或是人流动性大,或是人口密度小的空间,能够借助整体热能的,对于地板辐射供暖管网就要做一个过渡就可,一些不需要很高温度的地方就可以通过空间设计,采用保温的措施,利用白天的热量就可以达到人的正常活动。

另外,目前低温热水的提供还是以锅炉集中供热为主,与散热器采用一个系统,对资源是种浪费,对设备也是种损伤。而且对于我国能源较为紧张的情况下,高层建筑对太阳能的利用还没有开发出来。而高层建筑中,在国外和我国大城市中,对于太阳能蓄电与风能蓄电的技术已经开始推行与完善,对于采暖系统来说,也可以利用这些可再生的环保资源,尤其是地暖系统,其不需要太高的热水温度,根据太阳能的利用,可以很大程度上的缩减燃料资源的使用。

综上所述,对于低温热水地板采暖系统,其发展方向首先是问题的完善方向,而真正的实现热能的使用最大化,需要人们的不断实践来完成。而随着国际对资源的重视,采暖技术必定会有很长足的发展进步。人们只要有环保与节能意识,低温热水地板辐射供暖系统存在的问题就会很好解决。

[1]蒋丽颖.低温热水地板辐射采暖系统的应用[J]. 民营科技. 2011(06).

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