低温热水地板辐射采暖系统设计与施工中应注意的问题

低温热水地板辐射采暖系统设计与施工中应注意的问题
摘要:低温热水地板辐射供暖以其舒适、卫生、保健,美观,不占使用面积,保温隔声,热稳定性好,高效节能,运行费用低,各房间温度可以独立调节,易于实现自动控制,便于分户计量等优点,被广大消费者认可。

由于它与传统的供暖方式不同,造成了在设计和施工中出现了一些问题。

关键词:低温热水地板辐射采暖设计施工运行
随着国民经济的高速发展和城镇人民生活水平的不断提高,建筑节能以及按户计量供暖收费制度的实施,低温热水地板辐射采暖得以快速发展。

低温热水地板辐射是以不高于60 ℃的低温水作为热媒,用分布于地面层下的热水管首先均匀加热整个地面,以整个地面为散热器。

利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导,地板在通过对流换热加热周围空气的同时,还与四周的围护结构和人体进行辐射换热,从而使其表面温度提高,其辐射换热量约占总换热量的50%。

一般设计地表温度只有24 ℃～26 ℃。

因为供热面积较大,所以室内热量分布均匀。

低温热水地板辐射供暖以其舒适、卫生、保健,美观,不占使用面积,保温隔声,热稳定性好,高效节能,运行费用低,各房间温度可以独立调节,易于实现自动控制,便于分户计量等优点,被广大消费者认可。

随着我国塑料化工工业的发展,出现了耐高温、高压、抗老化、易弯曲
塑料管道,为低温地板辐射供暖技术提供了可靠的材料保证,加上塑料管价格一路下降,使低温热水地板供暖系统造价已接近于常规散热器采暖系统。

由于它与传统的供暖方式不同,造成了在设计和施工中出现了以下几方面的问题。

1 设计中存在的问题
1.1 热负荷
地板辐射采暖负荷确定时一方面要考虑辐射采暖与对流采暖的区别,不能直接将对流采暖负荷作为辐射采暖负荷进行计算,而是将室内采暖计算温度降低2 ℃来计算供暖热负荷。

这也就是说,他比散热器采暖系统节能。

另一方面,同其他分户热计量采暖系统一样,应考虑户间建筑热工条件和户间传热等因素,房间的热负荷计算应增加一定的附加量。

此外,地板辐射供暖系统是以地板内盘管经地面向室内散热,由于受到地板装饰层厚度、材料的一些的影响,提高了传热热阻,降低了盘管的散热量。

地板装饰层的厚度越小,地板表面的平均温度就越高,散热量越大,但均匀性越差;厚度越大,地板表面的平均温度将会降低,散热量会下降,同时均匀性得到了加强。

因此,在确定热负荷时要适当考虑这些因素的影响,确定符合工程实际的建筑热负荷。

1.2 温度调节
由于地板辐射采暖室内温度、供回水平均温度、地面温度及地表面散热量有很强的耦合关系,所以某个量的变化将引起其他量的相应变化。

因此,低温热水地板辐射采暖系统在分集水器处应设各房间温度自动调节装置。

1.3 地板工程做法
现在,低温地板辐射采暖系统工程中普遍采用的形式为填埋式,即在钢筋混凝土楼板基层上铺设厚度30～50 mm的挤塑聚苯板隔热层,在隔热层上铺装盘管,最后浇筑40～60 mm厚的豆石混凝土作为填充层,地面装饰层则根据设计或用户的要求在填充层上铺设地板面层。

可以看到,这种做法存在维修困难、地面构造加厚,结构荷载增加等不足和局限,阻碍了它在既有建筑采暖系统改造中的推广应用。

另外一种做法是将加热盘管安装于基层上的保温层与带龙骨的架空木地面装饰层之间的空腔中,尤其适用于将既有住宅改造成地板辐射采暖形式,从而完善了地板采暖技术的应用。

但地板的含水量,热稳定性,甲醛释放量都必须符合环保要求。

1.4 盘管
加热盘管常用的管材有:交联聚乙烯管、交联铝塑复合管、无规共聚聚丙烯、聚丁烯和耐高温聚乙烯管等。

常用的管材外径多为20 mm和16 mm。

虽说,塑料管与金属材料相比具有耐腐蚀、抗老化、成本低,地面下无接口、不易结垢、阻力小等优点,使用寿命可达50年以
上。

但因塑料管所承受的压力随着相应温度的升高而剧烈下降,如果选用不当,将为低温地板辐射采暖留下一大隐患。

交联聚乙烯管在实际工程中应用最广,他经济实用,性价比较高。

另外,地面下敷设的盘管不能有接头。

盘管环路管路过长及各个环路的长度不均匀,盘管间距不均匀,盘管的平面布置不合理都会导致地面温度不均匀。

因此,盘管长度宜尽量接近,一般为60～80 m,最长不宜超过120 m。

盘管的平面布置应为蛇型或回型而尽量不用平行布置。

1.5 热源
目前低温地板辐射供暖系统的热源主要有集中供暖热源和单户独立燃气壁挂炉两种方式。

集中供暖热源由于供回水参数一般为85 ℃～60 ℃,而混凝土地板辐射采暖的供水温度宜采用45 ℃～60 ℃,供回水温差5 ℃～10 ℃,差距较大。

一些室内采暖系统主要是重建后的地板采暖系统,室外管网大部分仍然是常见的采暖系统,若没有采取任何措施,若直接入室外的热网,将导致室内温度太高,太高的水温和管间距已经无法满足散热要求,长时间会导致爆管。

所以不适宜采用直接连接,应采用换热装置间接连接或在供回水间加混水装置。

更为理想的做法是地板辐射供暖系统与散热器采暖系统串联设置,即散热器采暖系统的回水接地板辐射采暖系统的供水,且散热器采暖系统的热负荷为地板辐射采暖系统热负荷的2.5～4倍。

单户独立燃气壁挂炉多是按供回水温差20 ℃～25 ℃计算流量和配置循环水泵的。

而低温热水地板辐射供暖系统多采用供回水温差10 ℃左右。

因此仅从流量上就相差2～2.5倍。

因此,造成室内温度达不到设计标准。

地源热泵系统利用浅层地能制造低温热水其出水温度一般在50 ℃左右属于低温热水,而地板辐射供暖所需水温一般也较适宜采用50 ℃左右的水,并且地源热泵出水温度越低其工作性能越好,机组COP值越高,从这一方面来讲,地源热泵技术与低温热水地板辐射供暖协调工作更合适、更节能。

2 施工中存在的问题
2.1 盘管的试压及排水
塑料盘管敷设完进行填充层施工时,不得对敷设管道进行碰撞及踩踏,在混凝土填充层施工及养护过程中管道必须保持不小于0.4 MPa的水压并检查压力表指示情况,填充层应用人工抹压密石,不得用机械振捣,施工时应派专人日夜看护。

垫层达到养护期后,管道系统方允许泄压,防止管道在施工中损坏。

需要注意的是,养护完成后应再次进行系统水压试验,根据填充层及系统试压情况应办理二次隐蔽验收手续。

另外,低温地板辐射供暖系统构造不同于其他采暖系统,试压后并不能将水完全泄掉,而是有相当一部分水存在盘管中。

若冬季不能供
热时,则很可能因水结冰而破坏整个加热盘管。

因此在试压或冲洗后,应采用压缩空气将加热盘管中的水全部吹出,以防冻坏盘管。

2.2 隔热保温层及钢丝网
为了减少无效热损失,在加热盘管下面及外墙周边均敷有绝热层,绝热层一般选用聚苯乙烯泡沫塑料。

施工中有可能采用的保温层材料密度小、强度低,在地面荷载作用下最终薄如纸张,起不到保温隔热作用。

为了增强绝热材料的整体强度,并便于安装和固定加热管,在施工过程中,在绝热层表面要铺设一层钢丝网。

2.3 加强施工过程的管理
低温地板辐射供暖系统的调试过程中,经常出现地板不热的现象,造成此现象的原因是未在供暖环路各最高点及分集水器上设置排气装置,或地面在施工前平整度不够,高差太大,造成憋气。

为此,施工技术人员一定要严格加强施工全过程的管理,在加热盘管安装前,应仔细检查,要求地面平整,清洁,高低差<8 mm。

在施工过程中,环境温度不宜低于5 ℃,安装过程中及时清除管道和管件内外的污垢和杂物。

3 系统调试与运行中存在的问题
供热支管后的分配器竣工后,应对整个供水环路水温及水力平衡进行调试。

采暖系统向地板盘管供水时,应选用预热方式,供热水温不
得骤然升高,初始供水温度应为20 ℃～25 ℃,保持3 d,然后以最高设计温度保持4 d,并以设计水温正常运行。

低温地板辐射供暖系统是一种极具发展前途的供暖方式。

本文对低温地板辐射采暖系统设计和施工中经常出现的一些问题进行分析说明,希望与各专业同行共同努力,在工程设计、施工及运行管理等方面能够更加完善,促进此种采暖系统的发展。

参考文献
[1]DBJ/T 01－49－2000.低温热水地板辐射供暖应用技术规程[S]．
[2]陆耀庆．经济型地板辐射采暖模式的探讨[J]．暖通空调新技术.。