第5章-地板辐射采暖课件

供供热热工程工程 GONG RE GONG CHENG 教学讲稿教学讲稿 供热工程 GONG RE GONG CHENG 11 5-2 5-2 地板辐射采暖系统的形式地板辐射采暖系统的形式地板辐射采暖系统的形式地板辐射采暖系统的形式 1 5-3 5-3 地板辐射采暖技术的特点地板辐射采暖技术的特点地板辐射采暖技术的特点地板辐射采暖技术的特点 5-5 5-5 地板辐射采暖系统的设计地板辐射采暖系统的设计地板辐射采暖系统的设计地板辐射采暖系统的设计 5-6 5-6 采暖系统的热源共用问题采暖系统的热源共用问题采暖系统的热源共用问题采暖系统的热源共用问题 5-4 5-4 地板辐射采暖系统的施工地板辐射采暖系统的施工地板辐射采暖系统的施工地板辐射采暖系统的施工 1 5-1 5-1 地板辐射采暖技术的发展地板辐射采暖技术的发展地板辐射采暖技术的发展地板辐射采暖技术的发展 1第第第第5 5章章章章 低温热水地板辐射供暖技术低温热水地板辐射供暖技术低温热水地板辐射供暖技术低温热水地板辐射供暖技术 1 5-2 地板辐射采暖系统的形式 1 2 5-1 地板辐射采暖技术的发展地板辐射采暖技术的发展 辐射采暖比散热器采暖早，古代宫殿建筑中的辐射采暖比散热器采暖早，古代宫殿建筑中的“火地火地”即属于地面辐射采暖的方式，我国东北地区沿用至今的即属于地面辐射采暖的方式，我国东北地区沿用至今的“火炕、火墙火炕、火墙”也属于辐射采暖技术。也属于辐射采暖技术。n上世纪上世纪 30 年代，美国建筑设计大师莱特采用了地板辐年代，美国建筑设计大师莱特采用了地板辐射采暖。但由于当时只能采用铜管作为加热盘管，不仅价射采暖。但由于当时只能采用铜管作为加热盘管，不仅价格高昂，而且腐蚀、渗漏导致的维护成本较高。格高昂，而且腐蚀、渗漏导致的维护成本较高。n直到直到60年代末，抗老化、耐高温、耐高压、易弯曲的塑年代末，抗老化、耐高温、耐高压、易弯曲的塑料管材进入实际应用。塑料管具有价格便宜、地面下埋管料管材进入实际应用。塑料管具有价格便宜、地面下埋管无接口、管内壁不易结垢、使用寿命长等优点，极大地促无接口、管内壁不易结垢、使用寿命长等优点，极大地促进了地板辐射采暖技术的推广和应用。进了地板辐射采暖技术的推广和应用。5-1 地板辐射采暖技术的发展 辐射采暖比370%70%70%70%70%70%60%60%60%60%40%40%40%40%40%40%40%40%20%20%20%20%20052005年，国内新建住宅地年，国内新建住宅地暖应用情况：暖应用情况：内蒙、东北、新疆：内蒙、东北、新疆：70%70%；河北、甘肃：河北、甘肃：60%60%以上；以上；山东、山西、陕西、宁夏：山东、山西、陕西、宁夏：40%40%以上；以上；北京、河南：北京、河南：20%20%以上。以上。地板辐射采暖广泛用于地板辐射采暖广泛用于民用建筑民用建筑（住宅、医疗建筑、游泳馆、健身（住宅、医疗建筑、游泳馆、健身房、商场、写字楼、足球场），工房、商场、写字楼、足球场），工业建筑业建筑（厂房、飞机库）、（厂房、飞机库）、农业建农业建筑筑（花坛、蔬菜大棚）等，以及（花坛、蔬菜大棚）等，以及室外道路、屋顶、机场跑道室外道路、屋顶、机场跑道等，目前等，目前欧美发达国家超过欧美发达国家超过50%50%的新建建筑中都采用了地板辐射采暖系统。的新建建筑中都采用了地板辐射采暖系统。*以上数据来自中国建筑金以上数据来自中国建筑金属结构协会属结构协会4 5-1 地板辐射采暖技术的发展地板辐射采暖技术的发展 70%70%70%60%60%40%40%40%40%20%41 近几年，地暖在我国以及其迅猛的速度得到发展。近几年，地暖在我国以及其迅猛的速度得到发展。n2007年年2月月17日，建设部颁布了建设事业日，建设部颁布了建设事业“十一五十一五”重重点推广领域中，将点推广领域中，将“低温热水地面辐射供暖技术低温热水地面辐射供暖技术”作为作为“新型高效采暖采暖空调技术新型高效采暖采暖空调技术”在民用建筑中推荐使用。在民用建筑中推荐使用。n据了解，国内地面供暖企业达据了解，国内地面供暖企业达50008000家，有近百万家，有近百万人在这个行业工作。人在这个行业工作。nJGJ 142-2012 辐射供暖供冷技术规程辐射供暖供冷技术规程；5-1 地板辐射采暖技术的发展地板辐射采暖技术的发展 1 近几年，地暖在我国以及其迅猛的速度得到发展。55一、采暖系统的组成：一、采暖系统的组成：（1）水平干管系统）水平干管系统 多为下供下回式；多为下供下回式；（2）单元立管系统；）单元立管系统；同程或异程系统；同程或异程系统；（3）户内采暖系统）户内采暖系统 包括包括分集水器分集水器、温控装置，、温控装置，散热散热地面盘管地面盘管等。等。6 5-2 地板辐射采暖系统的形式地板辐射采暖系统的形式 一、采暖系统的组成：6 5-2 地板辐射采暖系统的形式 6n分集水器作用：各支路的流量分配，更好的控制热量均衡，并且起到各支路开关、系统泄水、自动排气的作用。n分水器：用于连接各路加热管供水管的配水装置。n集水器：用于连接各路加热管回水管的汇水装置。可通过分集水器将地暖水管分成多路控制，比如一个房间一路。分水器7 5-2 地板辐射采暖系统的形式地板辐射采暖系统的形式 集水器分集水器作用：各支路的流量分配，更好的控制热量均衡，并且起到7二、地暖管道的布置二、地暖管道的布置（1）布置形式：平行型）布置形式：平行型、回转型等、回转型等。地表温度场分布有区别。（a）回字型；（）回字型；（b）S型；（型；（c）L型；（型；（d）U型型 5-2 地板辐射采暖系统的形式地板辐射采暖系统的形式 二、地暖管道的布置（a）回字型；（b）S型；（c）L型；（d8各环路长度尽可能相同，环路长度不超过120m。（不一定每个房间为一个环路）分集水器靠墙设置，一般每个区域分一路。地面的固定设备和卫生洁具下，不应布置加热管。分集水器分集水器安置在靠墙处安置在靠墙处 5-2 地板辐射采暖系统的形式地板辐射采暖系统的形式 每个分集水器环路不超过8个。（2）盘管布置要求：）盘管布置要求：各环路长度尽可能相同，环路长度不超过120m。（不一定每个房9（3）地面层构造：）地面层构造：5-2 地板辐射采暖系统的形式地板辐射采暖系统的形式 与土壤相邻地面，设置绝热层及防潮层；与外墙相邻处，设置绝热层；潮与土壤相邻地面，设置绝热层及防潮层；与外墙相邻处，设置绝热层；潮湿房间地面应设防水层。湿房间地面应设防水层。（3）地面层构造：5-2 地板辐射采暖系统的形式 10理想人体取暖理想人体取暖地暖地暖散热器散热器空调空调11一、地板辐射采暖优点一、地板辐射采暖优点（一）舒适的温度场（一）舒适的温度场 “凉顶暖足凉顶暖足”，符合中，符合中医基本养生之道。医基本养生之道。改善人体血液循环，改善人体血液循环，有益人体健康。有益人体健康。5-3 地板辐射采暖技术的特点地板辐射采暖技术的特点 地暖温度分布地暖温度分布理想温度分布理想温度分布理想人体取暖地暖散热器空调11一、地板辐射采暖优点 5-11（二）（二）高效、节能、运行费用低高效、节能、运行费用低（1）可利用余热水、太阳能、地热等各种低温热源；）可利用余热水、太阳能、地热等各种低温热源；（2）室内空气温度梯度小，可不考虑高度附加对热负荷的影响，因）室内空气温度梯度小，可不考虑高度附加对热负荷的影响，因而热能利用率高；而热能利用率高；（3）室内温度可以比对流式采暖方式低）室内温度可以比对流式采暖方式低25，所以温差传热损失，所以温差传热损失减小；（取决于壁面温度）减小；（取决于壁面温度）（4）热媒低温传送，在传送过程中热量损失小，热效率高；（流量）热媒低温传送，在传送过程中热量损失小，热效率高；（流量问题）问题）（5）可以采用分区温控，节能显著。）可以采用分区温控，节能显著。5-3 地板辐射采暖技术的特点地板辐射采暖技术的特点（二）高效、节能、运行费用低 5-3 地板辐射采暖技术的12（三）卫生、健康保健（三）卫生、健康保健 空气中灰尘流动小，室内环境卫生清洁；空气中灰尘流动小，室内环境卫生清洁；（四）（四）不占使用面积不占使用面积 室内取消了暖气片及其支管，增加室内使用面积。室内取消了暖气片及其支管，增加室内使用面积。（五）使用寿命长，免维护，安全性能好，节约维修费用（五）使用寿命长，免维护，安全性能好，节约维修费用（六）可分区控制，计量方便。（六）可分区控制，计量方便。5-3 地板辐射采暖技术的特点地板辐射采暖技术的特点（三）卫生、健康保健 5-3 地板辐射采暖技术的特点 13二、地板辐射采暖缺点二、地板辐射采暖缺点u地面布管占用建筑层高地面布管占用建筑层高8-14cm，建筑荷载增加；，建筑荷载增加；u对地面的装饰材料有约束，如铺设木地板则有干裂的麻烦，最对地面的装饰材料有约束，如铺设木地板则有干裂的麻烦，最好选用好选用地砖地砖或复合地板；地板上如铺地毯将影响采暖效果。或复合地板；地板上如铺地毯将影响采暖效果。u地面不满足敷设管线条件时，要借助其他采暖形式补充；地面不满足敷设管线条件时，要借助其他采暖形式补充；u对热媒温度、流量、压力的要求与原有散热器采暖系统不同，对热媒温度、流量、压力的要求与原有散热器采暖系统不同，需设置单独热源系统。需设置单独热源系统。u因热媒温差较小，相应流量较大，热媒因热媒温差较小，相应流量较大，热媒输送能耗输送能耗较散热器供暖较散热器供暖系统，约增大一倍。系统，约增大一倍。u户间传热增大，热量分摊难处理。户间传热增大，热量分摊难处理。5-3 地板辐射采暖技术的特点地板辐射采暖技术的特点 二、地板辐射采暖缺点 5-3 地板辐射采暖技术的特点 14一、加热盘管材料一、加热盘管材料 采暖盘管敷设于地面填充层内，一旦完成施工就不便于维修。采暖盘管敷设于地面填充层内，一旦完成施工就不便于维修。因而选择时应特别注意其运行的耐久性和可靠性。因而选择时应特别注意其运行的耐久性和可靠性。一般应根据使用一般应根据使用年限要求、热媒温度和压力、施工技术条件、投年限要求、热媒温度和压力、施工技术条件、投资费用资费用等因素选择合适的盘管。加热管外经一般为等因素选择合适的盘管。加热管外经一般为1625mm。目前我国用于地板采暖的管材种类主要有：目前我国用于地板采暖的管材种类主要有：u交联铝塑复合管（交联铝塑复合管（XPAP）u交联聚乙烯管（交联聚乙烯管（PE-X）u耐热聚乙烯管（耐热聚乙烯管（PE-RT）u聚丁烯管（聚丁烯管（PB）u无规共聚聚丙烯管（无规共聚聚丙烯管（PP-R）15 5-4 地板辐射采暖系统的施工地板辐射采暖系统的施工 价位：价位：520元元/米。米。一、加热盘管材料15 5-4 地板辐射采暖系统的施工 价15 不同管材在耐高温性、抗冲击性、可焊性、柔韧性等方面有差别。不同管材在耐高温性、抗冲击性、可焊性、柔韧性等方面有差别。u铝塑复合管铝塑复合管XPAP：以铝管为中间层，内外均为交联聚乙烯塑料。以铝管为中间层，内外均为交联聚乙烯塑料。其抗外压强度高，但在弯曲时容易焊缝脱开，应用受到限制。其抗外压强度高，但在弯曲时容易焊缝脱开，应用受到限制。u交联聚乙烯交联聚乙烯PE-X管管：目前地板辐射采暖系统中应用最多的品种目前地板辐射采暖系统中应用最多的品种。u耐热聚乙烯管耐热聚乙烯管PE-RT：拥有良好的稳定性和抗冲击性，管材废料可拥有良好的稳定性和抗冲击性，管材废料可以回收，并且可以热熔连接，具有一定的竞争力。以回收，并且可以热熔连接，具有一定的竞争力。u聚丁烯聚丁烯PB管管：在塑料中性能相对是最好的，但是价格比较贵。：在塑料中性能相对是最好的，但是价格比较贵。u无规共聚聚丙烯无规共聚聚丙烯PP-R管：由于柔韧性较差，在地板辐射采暖系统管：由于柔韧性较差，在地板辐射采暖系统中应用较少。中应用较少。16 5-4 地板辐射采暖系统的施工地板辐射采暖系统的施工 不同管材在耐高温性、抗冲击性、可焊性、柔韧性等方面有差别。16二、地板辐射采暖施工二、地板辐射采暖施工（1）施工准备）施工准备（2）固定分、集水器）固定分、集水器（3）铺设保温层和地暖）铺设保温层和地暖反射膜反射膜（4）铺设埋地暖管）铺设埋地暖管（5）设置过门伸缩缝）设置过门伸缩缝（6）中间）中间验收（一次水压试验）验收（一次水压试验）（7）回填细石混凝土层）回填细石混凝土层（8）完工验）完工验收（二次水压试验）。收（二次水压试验）。5-4 地板辐射采暖系统的施工地板辐射采暖系统的施工 二、地板辐射采暖施工 5-4 地板辐射采暖系统的施工 17 5-4 地板辐射采暖系统的施工地板辐射采暖系统的施工 伸缩缝（边界保温条）：伸缩缝（边界保温条）：在墙、柱、过门，以及地面长度超过在墙、柱、过门，以及地面长度超过8米时，为防止混凝土开裂米时，为防止混凝土开裂应设置伸缩缝。伸缩缝宽度不小于应设置伸缩缝。伸缩缝宽度不小于8毫米。毫米。5-4 地板辐射采暖系统的施工 伸缩缝（边界保温条）：181 1、铺设防潮层、铺设防潮层2 2、铺设绝热层、铺设绝热层3 3、铺设反射层、铺设反射层铺设层作用材料厚度防潮层防潮层防止建筑地基或楼层地面下防止建筑地基或楼层地面下的潮气透过地面。（若安装的潮气透过地面。（若安装楼层为中间层可不铺）楼层为中间层可不铺）高发泡聚乙烯高发泡聚乙烯薄层薄层保温层保温层用以阻挡热量传递，减少无用以阻挡热量传递，减少无效热耗。效热耗。聚苯乙烯（聚苯乙烯（EPSEPS）保温板保温板20mm20mm反射层反射层保温层的防潮、防水，并防保温层的防潮、防水，并防止热量向下流失。止热量向下流失。铝箔铝箔薄层薄层19 5-4 地板辐射采暖系统的施工地板辐射采暖系统的施工 1、铺设防潮层2、铺设绝热层3、铺设反射层铺设层作用材料厚度194 4、铺设、铺设钢网（加固层）钢网（加固层）5 5、铺设盘管、铺设盘管6 6、填充水泥（填充层、填充水泥（填充层）铺设层作用材料厚度/管径钢网（铁丝钢网（铁丝网）网）为能更好的固定采暖管与保护填为能更好的固定采暖管与保护填充层，使其寿命延长的效果。充层，使其寿命延长的效果。一般钢网一般钢网-盘管层盘管层输送热水。输送热水。一般采用塑料加热管一般采用塑料加热管PBPB、PE-XPE-X、PE-RTPE-RT、PP-RPP-R。一般一般16mm16mm20mm20mm25mm25mm填充层填充层用来保护加热管和蓄热作用，使用来保护加热管和蓄热作用，使地面温度均匀，温降小。地面温度均匀，温降小。C15C15豆石混凝土，豆石粒径宜为豆石混凝土，豆石粒径宜为5-12mm5-12mm。不宜小于不宜小于50mm50mm20 5-4 地板辐射采暖系统的施工地板辐射采暖系统的施工 4、铺设钢网（加固层）5、铺设盘管6、填充水泥（填充层）铺设20一、热负荷计算一、热负荷计算1、全面辐射采暖热负荷、全面辐射采暖热负荷 热负荷计算方法：热负荷计算方法：按照对流采暖系统的室内计算温度低按照对流采暖系统的室内计算温度低2度计算热负荷；度计算热负荷；按照散热器采暖热负荷计算的按照散热器采暖热负荷计算的90%95%确定。确定。2、局部辐射采暖热负荷、局部辐射采暖热负荷 按照采暖面积比例计算局部热负荷，并考虑热负荷附加系数。按照采暖面积比例计算局部热负荷，并考虑热负荷附加系数。21 5-5 地板辐射采暖系统的设计地板辐射采暖系统的设计 一、热负荷计算21 5-5 地板辐射采暖系统的设计 21二、供、回水温度的确定二、供、回水温度的确定n供、回水温度：供、回水温度：供水温度不应大于供水温度不应大于60，供、回水温差不宜大于，供、回水温差不宜大于10 。一般民。一般民用建筑供水温度宜采用用建筑供水温度宜采用3550，n地表温度要求：地表温度要求：例如，人员经常停留区例如，人员经常停留区 24-26 ，最高限值，最高限值28 。22 5-5 地板辐射采暖系统的设计地板辐射采暖系统的设计 低温热水地板辐射供暖：地热低温热水地板辐射供暖：地热 二、供、回水温度的确定22 5-5 地板辐射采暖系统的设计22三、加热盘管的选择计算三、加热盘管的选择计算n地板有效散热量：地板散热既有向上的散热地板有效散热量：地板散热既有向上的散热(有效散热量有效散热量)，又有向，又有向下散热下散热(热损失热损失)，热负荷计算中应注意。（附表，热负荷计算中应注意。（附表2-62-6）n 房间所需地面散热量房间所需地面散热量Q=房间热负荷房间热负荷-来自上层地板传热量。来自上层地板传热量。23 5-5 地板辐射采暖系统的设计地板辐射采暖系统的设计（1）计算房间单位地面散热量：）计算房间单位地面散热量：（2）根据房间单位地面散热量）根据房间单位地面散热量qx，查附表，查附表2-6确定盘管排列间距。确定盘管排列间距。（3）根据盘管排列间距及房间面积，计算盘管长度）根据盘管排列间距及房间面积，计算盘管长度L。三、加热盘管的选择计算23 5-5 地板辐射采暖系统的设计2324 5-5 地板辐射采暖系统的设计地板辐射采暖系统的设计（4）校核地表平均温度）校核地表平均温度 24 5-5 地板辐射采暖系统的设计（4）校核地表平均温24四、水力计算四、水力计算（1 1）水力计算的目的：）水力计算的目的：通过水力计算，确定水平干管管径、单元立通过水力计算，确定水平干管管径、单元立管的管径。管的管径。（2）盘管管径根据流速要求确定，而不是水力计算确定。）盘管管径根据流速要求确定，而不是水力计算确定。n 盘管盘管工作压力：盘管工作压力不大于工作压力：盘管工作压力不大于0.8MPa；（建筑超过；（建筑超过50米，米，应该进行竖向分区）应该进行竖向分区）n盘管长度：不宜超过盘管长度：不宜超过120m；每套分水器、集水器环路的总压力损失；每套分水器、集水器环路的总压力损失不宜大于不宜大于30kPa；（；（盘管阻力计算方法参见有关塑料管阻力计算）。盘管阻力计算方法参见有关塑料管阻力计算）。n集水器分支环路不宜多于集水器分支环路不宜多于8路；路；n管内介质流速不宜小于管内介质流速不宜小于0.25m/s；n地地面的固定设备和卫生洁具下，不应布置加热管。面的固定设备和卫生洁具下，不应布置加热管。25 5-5 地板辐射采暖系统的设计地板辐射采暖系统的设计 四、水力计算25 5-5 地板辐射采暖系统的设计 25一、地热是否可以直接采用散热器采暖系统的热源？一、地热是否可以直接采用散热器采暖系统的热源？民用建筑节能设计标准民用建筑节能设计标准JGJ26-95 规定，室外采暖设计温度低于规定，室外采暖设计温度低于-6的地区，楼梯间应进行采暖。如果采用地板辐射采暖系统，楼梯间通常采用的地区，楼梯间应进行采暖。如果采用地板辐射采暖系统，楼梯间通常采用散热器采暖。散热器采暖。散热器和地暖共用一套热源，主要存在散热器和地暖共用一套热源，主要存在2个问题：个问题：（1）温度不适应：）温度不适应：散热器采暖系统设计温度散热器采暖系统设计温度95/70，低温热水采暖供水，低温热水采暖供水35-50。如果。如果地热盘管采用高温水，不仅地面温度超标，而且管线寿命缩短；地热盘管采用高温水，不仅地面温度超标，而且管线寿命缩短；（2）压力不适应：）压力不适应：低温热水地板采暖管线压力损失比散热器系统阻力损失大许多；外网资低温热水地板采暖管线压力损失比散热器系统阻力损失大许多；外网资用压差满足散热器采暖时，不一定能满足地板辐射采暖要求。用压差满足散热器采暖时，不一定能满足地板辐射采暖要求。5-6 采暖系统的热源共用问题采暖系统的热源共用问题 结论：地板采暖系统不可以直接采用散热器系统热源（结论：地板采暖系统不可以直接采用散热器系统热源（95/70），），一般应该采用两套热源系统。一般应该采用两套热源系统。一、地热是否可以直接采用散热器采暖系统的热源？5-6 采26二、地热采用散热器热源的解决方案二、地热采用散热器热源的解决方案（1）采用换热器连接）采用换热器连接 在换热站内设立一套板式换热器装置，把一级网热水温度降到在换热站内设立一套板式换热器装置，把一级网热水温度降到60 以下，二级地暖采暖系统侧按照要求，增设合适的循环泵。以下，二级地暖采暖系统侧按照要求，增设合适的循环泵。（2）用户内增设混水中心）用户内增设混水中心 利用混水中心，把地热回水与热网供水混合，降低温度后送到利用混水中心，把地热回水与热网供水混合，降低温度后送到地热采暖盘管，利用水泵提高热媒压力。地热采暖盘管，利用水泵提高热媒压力。5-6 采暖系统的热源共用问题采暖系统的热源共用问题 二、地热采用散热器热源的解决方案 5-6 采暖系统的热源共27Thank You!28