淺析蓄熱層厚度對地暖供暖影響

摘要：地暖回填層也可稱之為蓄熱層，地暖回填層施工不當，不但會影響地面裝飾材料的安裝，還會給地暖系統(tǒng)造成破壞。那么，地暖回填層的厚度應該如何掌握呢？

關鍵詞： 地面構造層  傳熱形式  傳導熱  輻射熱  填充層  蓄熱層

 

一、低溫熱水輻射地面供暖原理

低溫熱水地面輻射供暖是以溫度不高于60℃的熱水為熱媒，在加熱管內(nèi)循環(huán)流動，加熱地板，通過地面以傳導和輻射的方式向室內(nèi)供熱的供暖方式。

它利用地面自身的蓄熱和熱量向上輻射的規(guī)律，由下至上進行傳導，來達到取暖目的。由于在室內(nèi)形成腳底至頭部逐漸遞減的溫度，從而給人以腳暖頭涼的舒適感，地面輻射供暖符合“溫足而頂涼”的健身理論，是目前最舒適的采暖方式，也是現(xiàn)代生活品質(zhì)的象征。

 

二、低溫熱水地面輻射供暖的地面構造

 

 

                                      （圖1 地面輻射采暖構造層結構剖視圖）

 

防潮層：防潮層通常采用PE珍珠棉或地膜、農(nóng)膜等防水塑料布。與土壤相鄰的地面必須鋪設防潮層。

絕熱層：當工程允許地面按雙向散熱時，各樓層間的樓板上下可不設絕熱層。但分戶供暖必須做絕熱層。直接與室外空氣相鄰的樓板和墻也必須設絕熱層。

反射層：一般反射膜規(guī)格有25g/m2、50g/m2、80g/m2，但混泥土中的堿會與反射膜鍍鋁層反應腐蝕；高檔進口復合膜為發(fā)泡PE復合鋁箔并表面復塑，杜絕了堿與鋁箔的接觸，克服了鋁箔腐蝕。

加固層：提高地面負載條件，防止局部地面塌陷，提高傳熱效率，固定加熱管。

加熱管：要注意選擇盤管的材料、管徑、盤管形式等。

回填層：地暖回填層亦稱之為蓄熱層。在地暖回填時要注意正確的施工，控制混泥土標號和回填厚度。

 

三、低溫熱水地面輻射供暖的傳熱形式及回填層作用

1、傳熱形式

低溫熱水地面輻射供暖是以盤管中的熱水為媒介加熱回填層，回填層再將自己吸收的熱量傳給地面，這中間的傳熱形式理應屬于傳導傳熱，地面再將熱量輻射空氣，使人感到溫暖。

2、作用

（1）填充層的厚度保護加熱管，使填充層能承受地面上的荷載對加熱管等發(fā)熱元件的壓力；

（2 ) 利用填充層的厚度達到蓄熱及放熱的功能，使填充層內(nèi)部蓄熱的熱量均衡的傳至地面，從而使地面的表面溫度趨于均勻。

為了達到以上兩個目的，要求回填層具有一定的厚度，由于填充層的厚度直接影響到室內(nèi)的凈高、結構的荷載和建筑初投資費用，因此，填充層也不宜太厚，故我們可以通過以下簡單的分析得出合適的回填層厚度。

   

四、蓄熱層（回填層）厚度對地暖傳熱的影響

根據(jù)《普通混泥土用砂質(zhì)量標準及檢驗方法》中規(guī)定：回填層材料宜采用C20豆石混泥土，豆石粒徑不宜小于為5-15mm。那么，回填層厚度不同對地暖傳導熱的影響也是息息相關的。

1、填充層厚度與地暖升溫時間T和蓄熱量Qv之間的關系

模擬計算如下：

設定條件：

選用24KW燃氣壁掛鍋爐，加熱地暖盤管及回填面積：100m2的住宅，地暖供水溫度：50℃，進回水溫差：△t=10℃，加熱管管徑：Dn20，盤管行距：200mm

選定重慶冬季室外環(huán)境溫度：5℃，我們可以近似的認為當?shù)乇砻鏈囟冗_到20℃時即可輻射加熱室內(nèi)環(huán)境溫度，則△t=15K

設定地面裝飾材料厚度：40mm

要求：

分別計算回填層厚度在30mm、40mm、50mm等厚度時的蓄熱量及溫升時間，并分析其對地面?zhèn)鳠岷头块g輻射升溫的影響。

由題意可知：

△t =15K

QP =24KW×0.86=20640kal

h=40mm

A=100m2

——△t：地面溫升

——QP：鍋爐輸出功率

——H： 回填層厚度

——h： 地暖裝飾材料厚度

——A： 采暖面積

計算如下：

(1)     當回填層厚度H=30mm時：

∵ 體積 V=(H＋h) A= (30mm＋40mm ) × 100m2=7m3=7000L

∴ 熱量 Qv=V·△t=7000L×15K=105000 kal

時間 T= Qv／QP =105000 kal／20640kal≈5h

(2)     當回填層厚度H=40mm時：

∵ 體積 V=(H＋h) A= (40mm＋40mm ) × 100m2=7m3=8000L

∴ 熱量Qv=V·△t=8000L×15K=120000kal

時間 T= Qv／QP =120000 kal／20640kal≈5.8h

(3)     當回填層厚度H=50mm時：

∵ 體積 V=(H＋h) A= (50mm＋40mm ) × 100m2=7m3=9000L

∴ 熱量Qv=V·△t=9000L×15K=135000kal

時間 T= Qv／QP =135000 kal／20640kal≈6.5h

 

表1

 

說明：蓄熱層在設定的回填層厚度條件下地面能夠蓄存的熱量是大不一樣的，回填層越厚蓄熱量越大。