辐射采暖与辐射供冷
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刍议辐射采暖供冷节能研究[摘要]辐射作为一种节能的换热方式，它的研究、应用对建筑节能有着重大意义，辐射采暖供冷的普及也符合国家节能的要求。
[关键词]辐射采暖供冷节能辐射换热一、辐射换热及国内应用情况辐射换热与传统散热器或空调送风在传热原理上有所不同，前者以辐射传热为主，对流换热为辅，是一种对房间热微气候进行调节的节能采暖系统；后者则是以对流换热为主，辐射传热为辅，易造成对人体的冷辐射，降低人体舒适度，还会使室内空气急剧流动，增加粉尘飞扬机率，使室内卫生条件变差。
因辐射换热具有散热均匀使人热感舒适，而且具有管理方便、不占用使用面积、卫生条件好、无噪声、节能、维修量小等优点，近几年我国很多地区已广泛采用，特别是各种新型保温材料和塑料管材的出现，管材价格的下降，都加速了低温热水地板辐射采暖在我国的发展。
该系统特别适用于大开间、矮式窗、热媒温度低、装修要求高的建筑物，因系统可以进行局部调节和分户控制、分户计量的功能，如今在住宅中也得到广泛的应用，已成为目前我国常用的供暖形式之一。
二、辐射采暖与供冷辐射采暖供冷的定义为；主要依靠供热冷部件与围护结构内表面之间的辐射换热向房间供热冷的采暖供冷方式。
辐射采暖时热表面向维护结构内表面和室内设施散发热量，辐射热量部分被吸收，部分被反射，反射到热表面的部分，还要产生二次辐射，二次辐射最终也被围护结构和室内设施所吸收。
辐射采暖同对流采暖相比提高了围护结构内表面温度高于房间空气的温度，因而与其它散热设施相比可降低供水温度，达到节能，并创造了一个对人体有利的热环境，减少了人体向围护结构内表面的辐射换热量，舒适度增加。
辐射供冷与辐射采暖原理基本相同，辐射供冷时，房间各围护结构内表面温度低于室内空气温度，降低了户内空间、物体和人体的温度，达到了供冷效果。
目前最常用的辐射供冷形式是顶面式辐射板——冷却吊顶。
这种辐射供冷方式施工安装和维护方便，不影响室内设施的布置，不易破坏辐射板和不易影响其供冷效果。
辐射采暖和辐射供冷
辐射采暖与对流采暖的主要区别：
tR 辐射采暖时，房间各围护结构内表面(包括供热部件表
面)的平均温度高于室内空气温度，即 对流采暖时，ts.m tR 。
ts.m tR
通常称辐射采暖的供热部件为采暖辐射板。
辐射供冷时,房间各围护结构内表面(包括供冷部件表面) 的平均温度低于室内空气温度。
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3）单体式：由加热管1、挡板2、辐射板3(或5)和隔热层4制成的金 属辐射板。如图5-3、5-4所示。
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第四章 辐射采暖和辐射供冷
3）吊棚式辐射板：将通热媒(或冷媒)的管道4、隔热层3和装饰孔 板5构成的辐射面板用吊钩挂在房间钢筋混凝土顶板2之下，如图 5-5所示。这种辐射板也常用于辐射供冷。。
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第四章 辐射采暖和辐射供冷
5.1 辐射采暖（供冷）的定义与辐射板分类 5.1.2 辐射板的分类
1.按与建筑物的结合关系
tR
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第四章 辐射采暖和辐射供冷
1）整体式： 埋管式辐射板：将通冷、热媒(冷冻水或热水)的金属管或塑料管 埋在建筑结构内，与其合为一体； 风道式辐射板：利用建筑结构内的连贯空腔输送热媒(热空气等) 向室内供热。
第四章 辐射采暖和辐射供冷
5.1 辐射采暖（供冷）的定义与辐射板分类 5.2 辐射采暖系统 5.3 辐射采暖系统的设计计算 5.4电热辐射采暖 5.5 辐射供冷
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第四章 辐射采暖和辐射供冷
5.1 辐射采暖（供冷）的定义与辐射板分类
5.1.1 辐射采暖(供冷)定义
辐射供热、供冷
为了防止结露产生，地板表面温度应高于设计露点温度1.2℃ 为最佳。 供回水均温相对越大则地板表面温度越高就越不容易出现结 露，但是若选择过高的供回水温度则必将使供冷量下降，从 而不能满足负荷要求。
2、辐射供冷空调启动前，预先通风除湿
预先通风除湿，等室内的空气露点温度下降到相应的值， 再启动辐射供冷系统。
辐射采暖与辐射供冷
辐射采暖(供冷)的定义
定义：依靠供热（供冷）部件与围护结构内表 面的辐射换热向房间供热（冷）的方式，称为 辐射采暖（供冷）。
一、辐射供暖
1、辐射采暖与对流采暖特征区别：房间各围 护结构内表面的平均温度高于室内空气温度。
ts.m>tR
2、辐射供冷的特征区别：各围护结构内表面 温度低于室内空气温度。
ts.m<tR
辐射板分类
（一）按与建筑物的结合关系分
（二）采暖辐射板按其位置分
（三）辐射供冷辐射板原则上也可分为： 整体式、贴附式和悬挂式
整体式：埋管式，风道式 埋管式：将通冷、热媒的金属管或塑料管埋在建筑结构内。
风道式：利用建筑结构内的连贯空腔输送热媒。
贴附式：将辐射板贴附于建筑结构内表面。
4、可以适当组合，如散热器采暖回水供地板辐射采暖等。
二、辐射供冷
辐射供冷是指降低围护结构内表面中一个或多个表面 的温度，形成冷辐射面，依靠辐射面与人体、家具及 围护结构其余表面的辐射热交换进行降温的技术方法。
由于辐射供冷系统中辐射传热所占份额在50%以上， 当采用辐射供冷时室内作用温度可比传统空调系统降 低 1~2℃。辐射供冷具有节能、舒适性强、污染性小 等优点。
辐射供冷常用形式 地面式 顶面式
目前最常见的是顶面式辐射吊顶，即冷却顶板
第5章 辐射供暖与辐射供冷
第5章
辐射供暖和辐射供冷
5.1 辐射供暖（供冷）与辐射板
5.1.1 辐射供暖和tR
辐射供冷的房间
ts m＜tR
（5-1） （5-2）
辐射供暖的概念
辐射供暖是指提升维护结构内表面中一个或多个表 面的温度，形成热辐射面，依靠辐射面与人体、家具及 维护结构其余表面的辐射热交换进行供暖的技术方法。
辐射面可以在维护结构中埋入（设置）热媒管路或 通道来实现，也可在天花板或墙体浅表面加设辐射板来 实现。
这种技术方法中，能量的交换主要依靠各辐射表面 的温差所形成的辐射热。其换热量占总热交换量的50%以 上。
5.2辐射供暖系统
根据辐射板表面的温度可以将辐射供暖分为低温（低 于70℃）、中温（70℃～250℃）和高温（250℃～ 900℃）。
5.2.1 辐射供暖的特点
1、相比其他供暖方式有较高的舒适性。 2、辐射供暖时沿房间高度方向温度比较均匀。 3、大多数辐射板不占用房间有效面积和空间。一些辐射板暗装在 建筑结构内，无明露供热设备，美观。 4、室内空气流动速度低，无尘土飞扬，卫生条件较好。 5、高效节能、运行费用低 6、热稳定性好 7、寿命长、安全可靠
第五讲 辐射采暖与辐射供冷
5．第五讲辐射采暖与辐射供冷本章主要内容：辐射采暖、供冷：特点与分类；系统型式；设计计算。
提出问题：辐射供暖、供冷之间有什么区别？辐射供冷供暖与传统供热供冷有什么区别？辐射供冷供暖对房间舒适度方面有何意义？5.1 辐射采暖的特点与分类一、辐射采暖得定义：•依靠供热部件与围护结构内表面之间的辐射换热向房间提供热量；•供热：房间各围护结构内表面的平均温度高于室内空气温度：T s.m> t R•供冷：平均温度低于室内空气温度：T s.m< t R二、分类：表、图示讲解三、特点：1）辐射采暖时：热表面向围护结构内表面和室内设施辐射热量2）各表面：吸收热量→辐射→再吸收→再辐射→反复过程3）传热过程：辐射为主、兼有对流换热4）在辐射强度和温度的双重作用下，造成了符合人体散热要求的热状态，具有较佳的舒适感；5）建筑内表面温度↑，对人体的冷辐射↓，舒适感↑6）室内空气不会急剧流动，粉尘飞扬的机会减少，卫生条件↑7）不需要在室内布置散热器和安装连接支管，不占建筑面积；8）吊顶辐射可兼作夏季降温的供冷表面9）用塑料管代替金属管作为埋管10）辐射采暖的室内设计温度可以降低,节省供暖能耗四、辐射换热系统的置换通风：图示5.2 辐射采暖系统一、热媒种类:1）热水：温升较慢；用于：埋管式、窗下式、间墙式2）蒸汽：温升快，不适于埋管式3）热空气：将墙板、楼板内的空腔作为热空气的风道4) 电：用电加热辐射板，板面温度易控制，调节方便，消耗高品位电能。
二、辐射供暖的类型1）低温辐射供暖：板面温度<80℃低温辐射供暖系统的设计应注意的问题：保证水温、水量，管网的阻力要平衡，宜采用同程式；为保证流量分配均匀，支管长度要大于联箱长度；防止空气窜入系统，防止空气聚集，形成气塞；辐射顶棚内不应装置排气设施；管道的胀力不允许传递给辐射板；埋管禁止使用丝扣和法兰连接；顶面辐射板应靠外墙布置；系统供水温度和供回水温度差（规范4.4.3)；辐射板表面温度（规范4.4.2)。
辐射采暖及供冷
辐射采暖及供冷
辐射采暖及供冷是一种利用建筑物内部表面进行采暖，除湿和制冷的系统，也是目前最舒适的室内空调末端系统。
他通过毛细管铺设或嵌入在墙体，吊顶以及地板内，仅占用10~15mm厚的室内空间，节约了空间。
辐射换热末端可使用与室内设置温度温差较小的冷热源，从而提高整个能源系统的工作效率，节约了能源。
同时，辐射末端无风机及外露水路系统，无吹风感，无噪音，无霉菌滋生危险营造出的室内环境安全舒适，尤其适合老人小孩使用。
将辐射末端与太阳能系统相结合。
在冬季，他可以利用被太阳能热水器加热的热水作为热媒，利用埋设在墙体，吊顶和地板内的毛细管均匀的向室内散热；在夏季，太阳能空调制取的冷水作为冷媒，一部分用来降低室内的温度，另一部分更冷的水用来除湿。
辐射采暖及供冷系统
除湿毛细管重力柜嵌入墙体的毛细管
辐射采暖及制冷末端主要优点有：采用小温差换热，冷热源形式多样；无风机，安静无噪声；易于建筑一体化，节约空间；安全免维修，毛细管材料科回收利用等。
辐射供冷供暖
辐射供冷供暖
辐射供冷供暖是一种利用辐射热传递原理来进行供冷和供暖的技术。
该技术通过将冷热源通过辐射热传递给周围环境，从而实现供冷或供暖的效果。
在辐射供冷中，通过将冷热源放置在需要供冷的区域，冷热源通过辐射热的传递，将热量传递给空气或其他物体，从而使该区域的温度降低，实现供冷效果。
常见的辐射供冷技术包括利用地下水进行辐射供冷、利用冷热交换器将热量传递给空气等。
而在辐射供暖中，与辐射供冷相反，通过将热热源放置在需要供暖的区域，供热源通过辐射热的传递，将热量传递给空气或其他物体，从而使该区域的温度升高，实现供暖效果。
常见的辐射供暖技术包括利用太阳能进行辐射供暖、利用地板或墙壁等表面进行辐射供暖等。
辐射供冷供暖技术具有能耗低、环保、温度均匀等优点，能够提供较为舒适的供冷和供暖效果，因此在建筑、工业生产等领域得到了广泛应用。
第三章第六节辐射采暖与辐射供冷
辐射采暖与辐射供冷
一.辐射采暖（供冷）的定义 辐射采暖（供冷）
主要依靠供热（冷）部件与围护结构内表面之间的辐射 换热向房间供热（冷）的采暖（供冷）方式称为辐射采 暖（供冷）。 或如下定义： 采暖房间各围护结构内表面（包括供热部件表面） 采暖房间各围护结构内表面（包括供热部件表面）平均 温度高于室内空气温度的采暖方式称为辐射采暖。 温度高于室内空气温度的采暖方式称为辐射采暖。 房间的采暖方式不是用哪种换热方式占优势来定义，而 房间的采暖方式不是用哪种换热方式占优势来定义，而 是用整个房间的温度环境来表征，如式： tsm > t R 辐射供冷时： tsm < tR 通常称辐射采暖的供热部件为采暖辐射板。
与建筑结构相结合的辐射供暖系统，不需要在室内布置散热器，也不必安装 连接散热器的水平支管。
4.有利于改善卫生条件。 4.有利于改善卫生条件。 有利于改善卫生条件
不会导致室内空气的急剧流动，从而减少了尘埃飞扬的可能。
5.可降低能耗 5.可降低能耗。 可降低能耗。
由于辐射供暖将热量直接投射到人体，在建立同样舒适条件的前提下，室内 由于辐射供暖将热量直接投射到人体，在建立同样舒适条件的前提下，室内 设计温度可以比对流供暖时降低1~3 （高温辐射时可以降低5~10 设计温度可以比对流供暖时降低1~3 ℃（高温辐射时可以降低5~10 ℃）。 结合我国具体情况，空气温度以12~15 ，辐射强度为30~60W/m 结合我国具体情况，空气温度以12~15 ℃，辐射强度为30~60W/m2比较合 适。
二.辐射供暖的热负荷： 辐射供暖的热负荷： 1.修正系数法 修正系数法： 1.修正系数法： Qf = Qd 式中： ——辐射供暖时的热负荷 辐射供暖时的热负荷； 式中：Qf ——辐射供暖时的热负荷； Qd——对流供暖时的热负荷； ——对流供暖时的热负荷； 对流供暖时的热负荷 ——修正系数 修正系数， 高温辐射系统： ——修正系数，中、高温辐射系统： =0.8—0.9，低温辐射系统：=0.9—0.95。 =0.8—0.9，低温辐射系统：=0.9—0.95。 2.降低室内温度法 降低室内温度法： 2.降低室内温度法： 按对流供暖方式计算热负荷， 按对流供暖方式计算热负荷，但室内空气计算温 度的取值比对流供暖的温度要求低2 6℃， 度的取值比对流供暖的温度要求低2-6℃，对于 低温辐射系统，可降低2℃ 对于高温辐射系统， 低温辐射系统，可降低2℃ ，对于高温辐射系统， 可降低6℃ 6℃。 可降低6℃。
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• §5.3辐射采暖系统的设计计算
• 一.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，热媒温度 t hm 和房间温度 t R 等． • 即
t s f (d.s.h..t hm .t R )
• 上述六个变量中有四个（ d..t hm .t R ）变化范围不大或可预 先给定。铝塑复合管其管径规格为12/16 16/20 20/25 （内径/外径）d可知，在给定 .t hm .t R 的数据后，板表面温 度 t s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。
2.采暖辐射板按位置
墙面式 地面式 顶面式 横板式：可同时向上、下两层房间供热（供冷） 窗下式 单面散热（图5-2） 双面散热（图5-6） 墙面式 墙板式 外墙式：外墙室内侧 间墙式：设在内墙 单面散热 双面散热 踢脚板式 窗下式，踢脚板式多为单面散热。 图5-7给出各种采暖辐射板在室内的位置。
２.辐射采暖系统的管路系统设计要点 系统型式：上供或下供，单管或双管。 窗下辐射板可采用单、双管或双线式，见图5-11 地面辐射板，顶面及地面-顶面应采用双管，以利于调节 和控制。 辐射水平安装中，管内流速不应小于0.25m/s,以便制冷， 应设放气阀与放水阀。 图5-15表示下供上回式双管系统中辐射板与管路连接。 墙面板可按图5-11的型式采用单、双或双线系统。 还可在建筑物个别房间（如进厅）装辐射板，这时供回 水温度按主要层间条件确定，辐射板可接供水上或回水 上。 图5-16给出一个大厅辐射板接到回水管上。 辐射板本身阻力大，不易水力失调，不同板阻力损失差 别大，在一个系统中最好采用同类板，否则应有可靠的 调节措施。
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４.板表面温度的确定： 要考虑卫生要求，人的热舒适性和房间用途。我国暂无 此标准，俄罗斯有资料，对不同的采暖辐射板，用于下 列房间时最高允许平均温度规定如下：见教材P102。 按表面最高允许平均温度的高低排序是：墙面板，顶面 板，地面板。 注意地面覆盖层最高允许温度限制。P102 俄罗斯标准规定，各部分温差不应超过10℃（地面） 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≯55℃。
• 二.热水辐射采暖系统
• • • • • • • １.采暖辐射板的加热管 型式与板的位置，尺寸和类型有关。 窗下式见图5-9 踢脚式采用图5-10 墙面式有图5-11所示。 地面式有图5-12 管道埋设见5-13 单体悬挂式金属辐射板，可采用图5-14所示两种型式
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第五章 辐射采暖与辐射供冷
§5.1辐射采暖（供冷）的定义与辐射板的分 类 §5.2辐射采暖系统 §5.3辐射采暖系统的设计计算 §5.4电热膜辐射采暖 §5.5辐射供冷
§5.1辐射采暖（供冷）的定义与辐射板的 分类
• 一.辐射采暖（供冷）的定义
1. 定义：依靠供热（冷）部件与围护结构内表面的辐射换 热向房间供热（冷）的方式，称为辐射采暖（供冷）。 2.辐射采暖与对流采暖特征区别： 房间各围护结构内表面的平均温度 t s.m 高于室内空气温度 t R 即 t s.m t R 而对流采暖正相反 t s.m t R 3.采暖辐射板：用于进行辐射采暖的供热部件。 4.辐射供冷特征：各围护结构内表面温度 t 低于室内空气 温度，即 t s.m t R 5.辐射采暖方式：可局部或集中，本章主要介绍集中式辐 射采暖（供冷），不介绍用燃气器具或电炉等局部高温辐 射采暖。
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• 三.辐射采暖的特点
1.围护结构内表面温度高，减少人体的辐射放热量，舒 适度增加。 2.竖向高度均匀，适合人体舒适性要求，室内空气温度 可比对流低1-3℃ ，节能。 3.可利用低温热媒。 4.少占建筑面积。 5.适于局部加热。
• §5.2辐射采暖系统
• 一.辐射采暖系统的热媒
1 热媒种类 热水：首选，温升慢，混凝土板不易裂缝，可采用集 中质调。 蒸汽：温升快，易出裂缝，不能集中质调。 空气：建筑结构厚度增加。 电：板面温度易控制，调节方便，但耗电，应进行技 术经济论证。 2. 热媒温度：热水时根据热源和板的类型，分较高温和较 低温。尽量利用地热，太阳能等。悬挂式金属辐射板可选 较高供水温度（130℃高温水），埋管式热媒温度可比板 面温度高20-40℃，窗下式可选用较高（如105℃） • 间墙式，踢脚式，顶面式和地面式一般低于60℃。
2. 板体温度场： • 如图5-17所示，实线为等温线，虚线为热流。 • 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。 ３.温度场的不均匀性： • 加热管管顶所对应的板表面温度最高，为 t o ;两相邻加 热管间（s/2处）表面温度最低为ts/2.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，图5-18（a）,(b), (c)分别表示三 种不同排管形式沿房间进深温度变化的情况。Ts表示表面 平均温度的变化范围。
• 二.盘管的水力计算
• 沿程阻力，铝塑复合管的比摩阻R可用下式，且式（5-4） 教材102 • 式中各项见教材P102 • 水的流动状态相似数b用下式计算：
s .m
• 二.辐射板的分类
1.按与建筑物的结合关系分 整体式 埋管式 风道式 贴附式 悬挂式 • 埋管式：将通冷、热媒的金属管或塑料管埋在建筑结构内， 图5-1（a） • 风道式:利用建筑结构内的连贯空腔输送热媒(图5-1(b)) • 贴附式：将辐射板贴附于建筑结构内表面，图5-2，贴附 于窗下外围护结构结合的情况。 • 悬挂式：分为单体式和吊棚式。单体式（图5-3） • 单体辐射板还可串联成带状辐射板吊在顶棚下，挂在墙 上或柱，见图5-4，间距高度见教材P95 • 吊棚式辐射板（图5-5）