1、發(fā)熱電纜低溫地板輻射采暖系統(tǒng)敷設方式
發(fā)熱電纜一般采用直列式敷設方式、等間距布置,在熱損失明顯不均勻的房間,宜采用疏密結合的布線方式,在房間熱損失較大處如外窗下或外墻側,發(fā)熱電纜敷設間距??;而在內餐廳、走道及其他近內墻處因房間熱損失較小而間距大。
布線間距d與散熱是否均勻、是否符合人體溫度要求和電纜覆蓋率有直接的關系。
d由以下因素確定:①安裝因素。根據發(fā)熱電纜的物理特性,其敷設的最小彎曲半徑為5倍的電纜直徑,而按照廠家提供的樣本,電纜直徑通常為6-8㎜,則發(fā)熱電纜最小間距為60-80㎜;②散熱效果。據研究表明[2],導線表面的平均溫度與最高溫度隨導線間距的增大而呈上升趨勢,導線電流通斷時間比亦隨導線間距的增大而增大;而經過計算認為[1],間距d增大時,熱流密度降低。說明d取值過大,則地面溫度分布不均,而且易造成導線表面溫度過高。設計時d不宜大于300㎜,下文分析時d取值區(qū)間為[80,300]。
2、發(fā)熱電纜低溫地板輻射采暖系統(tǒng)設計
工程設計時,發(fā)熱電纜低溫地板輻射采暖系統(tǒng)與低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)有相似之處,即首先必須明確房間的采暖熱負荷和有效散熱面積,而有效散熱面積應給予重視,它等于房間建筑面積減去固定設備和無腿家具等的覆蓋面積,這里存在一個遮擋系數(shù)的問題。不同的是,發(fā)熱電纜本身為熱源每根電纜為一個獨立的系統(tǒng),規(guī)格各異。一般地,一個房間設一根電纜(地面溫度允許時,負荷大的可設多根),電纜的一端或兩端與溫控器相連,溫控器內有空氣溫度和地板中電纜表面溫度測溫裝置。具體的設計過程分兩類,計算如下。
3、對于阻抗型電纜
(1)確定房間安裝功率(W):考慮電的熱效率及行為節(jié)能的空間,一般安裝功率為房間熱負荷的1.1-1.5倍,即p=(1.1-1.5)Q,其中Q為房間熱負荷。
(2):估算電纜長度L(m):假定安裝平均距離d,則L=F1/d,其中F1為有效散熱面積(㎡)。
(3),計算電纜的單位熱阻r(Ω)并依據該值選定合適的電纜型號:r=U2/(P.L),其中U為電壓(V),P為功率(W)。
4、對于線型荷載恒定的電纜
(1)確定房間安裝功率:同第3條中的(1)。
(2)確定電纜長度L(m):L=P/qo,其中qo為所選電纜的線型荷載。
(3)確定安裝平均距離:d=F1/L
以上步驟完成后,要進行校核工作,內容有:是否滿足散熱負荷;根據地表熱流密度計算的地板表面溫度是否滿足人體要求[3];線型荷載是否超標。
發(fā)熱電纜用于建筑采暖時,其線型荷載有如下限制:當采用木質地板時,線型荷載不大于10W/m;直接作用于混凝土地板時,線型荷載為20-30W/m。
5、利用典型居室計算覆蓋面積率
取上述北方城市室外氣象參數(shù)為計算條件,以典型居室為模型,計算出不同地區(qū)同樣居室的采暖負荷,根據采暖負荷,按照第4條中的步驟進行計算,確定發(fā)熱電纜的布線間距和實際的有效散熱面積,然后取得有效散熱面積與建筑面積的比值。其中圍護結構傳熱系數(shù)采用當?shù)赜嘘P節(jié)能標準規(guī)定的上限值,發(fā)熱電纜規(guī)格為10W/m、17W/m,分別選取木地板和石材兩種地面,且布線間距為80-300㎜。計算的房間為次臥、主臥、起居室。計算結果見下表??芍?,北方地區(qū)采用發(fā)熱電纜低溫地板輻射采暖系統(tǒng)時,發(fā)熱電纜敷設面積與建筑面積的比率為20%-100%,隨著耗熱量指標增加下限提高。需要說明的是,當個別房間單位面積的熱負荷太大,造成地板表面平均溫度過高、不能滿足人體舒適度要求時,應增加其他供暖設備,但隨著國家節(jié)能工作的進一步深入,節(jié)能標準值越來越小,這種情形將不會出現(xiàn)。
北方城市耗熱量
(W·m-2)
線型荷載為q0=10W/m布線間距下得覆蓋面積比率 80 100 120 150 200 250 300 鄭州 20.0 0.4~0.9 0.5~1.0 0.6~1.0 0.7~1.0 0.8~1.0 1.0 1.0 濟南 20.2 0.4~0.9 0.5~1.0 0.6~1.0 0.7~1.0 0.8~1.0 1.0 1.0 青島 20.2 0.4~0.9 0.5~1.0 0.6~1.0 0.7~1.0 0.8~1.0 1.0 1.0 煙臺 20.2 0.4~0.9 0.5~1.0 0.6~1.0 0.7~1.0 0.8~1.0 1.0 1.0 石家莊 20.3 0.4~0.9 0.5~1.0 0.6~1.0 0.7~1.0 0.8~1.0 1.0 1.0 天津 20.5 0.4~0.9 0.5~1.0 0.6~1.0 0.7~1.0 0.8~1.0 1.0 1.0 北京 20.6 0.4~0.9 0.5~1.0 0.6~1.0 0.7~1.0 0.8~1.0 1.0 1.0 大連 20.6 0.4~0.9 0.5~1.0 0.6~1.0 0.7~1.0 0.8~1.0 1.0 1.0 太原 20.8 0.4~0.9 0.5~1.0 0.6~1.0 0.7~1.0 0.8~1.0 1.0 1.0 沈陽 21.2 0.5~0.9 0.6~1.0 0.7~1.0 0.9~1.0 1.0 1.0 1.0 呼和浩特 21.3 0.5~0.9 0.6~1.0 0.7~1.0 0.9~1.0 1.0 1.0 1.0 長春 21.7 0.5~0.9 0.7~1.0 0.8~1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 哈爾濱 21.9 0.6~0.9 0.7~1.0 0.9~1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 齊齊哈爾 21.9 0.6~0.9 0.7~1.0 0.9~1.0 1.0 1.0 1.0 1.0北方城市
耗熱量
(W·m-2)
線型荷載為q0=17W/m布線間距d下得 敷設面積比率 80 100 120 150 200 250 300 鄭州 20.0 0.2~0.5 0.3~0.7 0.3~0.8 0.4~1.0 0.6~1.0 0.7~0.9 0.9~1.0 濟南 20.2 0.2~0.5 0.3~0.7 0.3~0.8 0.4~1.0 0.6~1.0 0.7~0.9 0.9~1.0 青島 20.2 0.2~0.5 0.3~0.7 0.3~0.8 0.4~1.0 0.6~1.0 0.7~0.9 0.9~1.0 煙臺 20.2 0.2~0.5 0.3~0.7 0.3~0.8 0.4~1.0 0.6~1.0 0.7~0.9 0.9~1.0 石家莊 20.3 0.2~0.5 0.3~0.7 0.3~0.8 0.4~1.0 0.6~1.0 0.7~0.9 0.9~1.0 天津 20.5 0.2~0.5 0.3~0.7 0.3~0.8 0.4~1.0 0.6~1.0 0.7~0.9 0.9~1.0 北京 20.6 0.2~0.5 0.3~0.7 0.3~0.8 0.4~1.0 0.6~1.0 0.7~0.9 0.9~1.0 大連 20.6 0.2~0.5 0.3~0.7 0.3~0.8 0.4~1.0 0.6~1.0 0.7~0.9 0.9~1.0 太原 20.8 0.2~0.5 0.3~0.7 0.3~0.8 0.4~1.0 0.6~1.0 0.7~0.9 0.9~1.0 沈陽 21.2 0.3~0.5 0.4~0.6 0.4~0.7 0.5~1.0 0.6~1.0 0.8~1.0 0.8~1.0 呼和浩特 21.3 0.3~0.5 0.4~0.6 0.4~0.7 0.5~1.0 0.6~1.0 0.8~1.0 0.8~1.0 長春 21.7 0.3~0.5 0.4~0.6 0.4~0.7 0.5~1.0 0.6~1.0 0.8~1.0 0.8~1.0 哈爾濱 21.9 0.3~0.5 0.4~0.6 0.5~0.7 0.6~1.0 1.0 1.0 1.0 齊齊哈爾 21.9 0.3~0.5 0.4~0.6 0.5~0.7 0.6~1.0 1.0 1.0 1.0