關(guān)于熱的五年級科學(xué)論文(2)
關(guān)于熱的五年級科學(xué)論文篇二
熱采暖設(shè)計(jì)理論分析
摘要：隨著社會的不斷發(fā)展以及人們生活水平的提高，人們對于環(huán)保的意識也隨之加強(qiáng)，對于建筑物也有了節(jié)能、環(huán)保等要求。在建筑中，低溫地板輻射采暖是一種比較舒適、環(huán)保的新型采暖方式，在國外發(fā)達(dá)國家當(dāng)中，該技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。在我國，這種采暖技術(shù)也逐漸發(fā)展起來，因其舒適度高、影響小、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)而逐漸被應(yīng)用在建筑工程當(dāng)中。在實(shí)際生活中，由于這種采暖系統(tǒng)的發(fā)展還不夠完善，仍然存在一些問題與不足。本文就低溫地板輻射采暖系統(tǒng)在建筑當(dāng)中的應(yīng)用存在的問題進(jìn)行分析，以供參考。
關(guān)鍵詞：熱采暖系統(tǒng);采暖設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)理論;分析
我們將低溫地板輻射采暖系統(tǒng)與傳統(tǒng)的散熱器進(jìn)行主要分析，從傳熱原理上來看，地板輻射采暖的輻射比傳統(tǒng)的散熱器要大很多，傳統(tǒng)的散熱器通常是以對流形式而運(yùn)行的，所以在室內(nèi)，這兩種方式才工作原理也就大有差異。對于低溫地板輻射采暖系統(tǒng)在建筑中的運(yùn)用進(jìn)行主要分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其主要存在幾個(gè)問題：室內(nèi)偏熱、地面溫度偏高、地面溫度分布不均勻等。
一、室內(nèi)溫感偏高的原因分析
1. 在進(jìn)行低溫地板輻射采暖工程中，由于施工人員沒有將其傳熱原理分清，從而在散熱原理方面出現(xiàn)失誤，此時(shí)如果對采暖負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算的話顯然是不合理的。當(dāng)在一定的氣溫條件下，與對流采暖方式相比，輻射采暖會避免室內(nèi)的溫度突然升高，這樣就會有利于降低墻面對于人體的對流傳熱，此時(shí)，人們感受到的熱溫度就是實(shí)際感受的溫度，而實(shí)際感受到的溫度一般會比室內(nèi)的溫度高出3℃左右，也就是說，在人們保持相同舒適感的條件之下，輻射采暖就會比對流采暖方式使室內(nèi)的溫度低3℃左右。
2. 如果施工人員在確定采暖負(fù)荷值過程中并沒有考慮到室內(nèi)的底板的傳熱容量，同樣也會造成室內(nèi)溫度偏高。
3. 在施工過程中，由于施工人員忽略了建筑的實(shí)際情況，而是只按照相關(guān)資料來進(jìn)行查取管間距，或者是按照自己豐富的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行施工，也會造成室內(nèi)溫度偏高。我們根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)知識進(jìn)行分析，如果加熱管是交聯(lián)聚乙烯塑料管的情況下，公稱外徑為20mm，填充層厚度為60mm，供回水溫差為10℃時(shí)，不同加熱管間距和不同平均水溫時(shí)的地板散熱量。當(dāng)填充層厚度改變時(shí)，如改為55mm，地面層熱阻減小，地板散熱量加大，從而使室內(nèi)溫度升高，室內(nèi)偏熱。同理，供回水溫差的改變，管間距的增減，管內(nèi)平均水溫的變化，也將影響地板散熱量的大小。如某工程設(shè)計(jì)時(shí)供回水溫度為50℃/40℃，室內(nèi)溫度為18℃，管間距為250mm，地面層為木地板，地板散熱量約89w/m2。由于某種原因?qū)嶋H供回水溫度改為55℃/45℃，供回水溫差沒有變，施工時(shí)未做變更，結(jié)果實(shí)際運(yùn)行時(shí)，室內(nèi)溫度卻高達(dá)23～24℃，溫升約5～6℃，地表溫度也升高了5℃左右。
因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算，否則不僅偏離設(shè)計(jì)要求，而且也將浪費(fèi)能源。
二、造成地面溫度偏高的原因
地面溫度過高，長久之后人體也會感到不適，而且對地面覆蓋物也有一定影響，因此根據(jù)衛(wèi)生要求、人體熱舒適性條件和房間用途，對地面溫度做了一些規(guī)定。
在工程中引起地面溫度偏高的直接原因主要有以下幾個(gè)方面。
a 負(fù)荷偏大
由于多種原因，造成設(shè)計(jì)熱負(fù)荷偏大。由于室內(nèi)熱負(fù)荷偏大，將使地板單位面積散熱量增加，地板表面平均溫度也增大。
b 供回水平均溫度偏大
當(dāng)供回水平均溫度升高時(shí)，室內(nèi)溫度升高，地表溫度也升高。
c 埋管深度不夠
在實(shí)際生活中，由于有些房地產(chǎn)商為了節(jié)約成本，降低工程造價(jià)，在高層建筑中將房子的層高降低，再叫上居民為了能夠增加層高，往往會埋管過程中減小深度。當(dāng)加熱管埋得比較淺時(shí)，底板在采暖過程中就會發(fā)生熱阻力小的效果，此時(shí)室內(nèi)的某個(gè)面積的溫度就會逐漸上升，以致于室內(nèi)地面的溫度偏高。由于加熱管埋的深度不夠，地面的溫度往往會與加熱管表面的溫度相一致。
三、地面溫度分布不均勻
地面溫度分布均勻程度主要受埋管深度h、管間距s大小、布管方式等影響。
1、埋管深度與管間距
沿?zé)崃骶€方向填充層的熱阻是變化的，這樣使得輻射板表面是不等溫面，管頂所對應(yīng)的地面溫度tb最高，當(dāng)相鄰兩加熱管中的熱水溫度相等(t1=t2)時(shí)，兩管中間處的地面溫度tS/2最低。埋深h越小，(tb-tS)/2越大，地面溫度分布越不均勻。因此埋深減小不僅導(dǎo)致地面溫度偏高，并且使地面溫度分布不均勻。
總之，管間距越小，埋深越大，地板表面溫度越均勻，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意這一點(diǎn)。
2、布管方式
沿加熱管水流方向，水溫逐漸降低。兩管內(nèi)水溫相等的情況，當(dāng)兩管內(nèi)水溫不等時(shí)，如t1>t2，則等溫線和熱流線分布。
溫度最低值不在s/2處，而是偏向溫度較低的一側(cè)。地板輻射采暖常用的布管方式有平行排管式，蛇形排管式及回字形盤管式，如圖3所示。圖中表示了各種布管方式地板表面溫度變化情況。第一種方式地板表面平均溫度沿水的流程方向逐步均勻降低;第二種方式地板表面溫度在小面積上波動(dòng)大，但平均溫度分布較均勻。第三種方式輻射板表面平均溫度也是沿水的流程波動(dòng)，如果布置合理，輻射板表面平均溫度波動(dòng)將很小，溫度分布更均勻。
3、其他情況
由于沿外窗或外墻側(cè)熱損失較大，一般將高溫管段優(yōu)先布置在該處，或在沿外窗外墻一定范圍內(nèi)布管密些，即縮小管間距。這一點(diǎn)工程設(shè)計(jì)中基本注意了，但個(gè)別工程在這些地方布管過密，沿外窗外墻側(cè)地面溫度偏高，加大了熱損失。
對于局部區(qū)域溫度過高的情況(如加熱管出口處溫度較高，而且布管較密)，當(dāng)對該處地面溫度有要求時(shí)，應(yīng)在加熱管上方加裝隔熱板。這是工程中常出現(xiàn)的問題，由于布水器有多個(gè)分支管，且出口間距一般為80～100mm，因此出口處地面溫度往往偏高，有的甚至超過規(guī)定溫度，對地面材料產(chǎn)生了一定破壞，因此設(shè)計(jì)中應(yīng)注意。
四、設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的步驟
綜合以上諸多問題，多是由于設(shè)計(jì)中沒考慮輻射采暖的特點(diǎn)而造成的。地板輻射采暖設(shè)計(jì)看似簡單，實(shí)際設(shè)計(jì)中需綜合考慮室內(nèi)溫度、地面溫度高低、地面溫度分布均勻性等的要求，以及相互之間的關(guān)系。室內(nèi)溫度與地面溫度以及地板散熱量有很強(qiáng)的耦合性，某一者的變化將引起其他量的連鎖變化。
五、結(jié)束語
通過上述，我們對地板輻射采暖進(jìn)行了深入分析，了解到其主要存在的問題，并將其與傳統(tǒng)的散熱器進(jìn)行分析，結(jié)論：1)從傳熱原理上來看，低溫地板輻射采暖系統(tǒng)主要采用的是輻射采暖方式，而傳統(tǒng)的散熱器主要采用的是對流采暖方式所以在確定采暖負(fù)荷值的過程中一定要對這兩者進(jìn)行區(qū)別開來;2)地板輻射采暖在工作過程中，往往會存在室內(nèi)溫度偏高、地面溫度偏高和表面散熱不均勻等問題，所以在施工過程中，施工人員一定要對于傳熱量的變化進(jìn)行分析;3)在進(jìn)行管道分布過程中，一定要保證其分布與地面溫度相適應(yīng)。
總而言之，在進(jìn)行低溫地板輻射采暖設(shè)計(jì)與施工過程中，施工人員應(yīng)該對其進(jìn)行認(rèn)真計(jì)算，切勿只是根據(jù)自己豐富的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工，一定要從實(shí)際出發(fā)，只有這樣，才能在不浪費(fèi)資源的情況下保證室內(nèi)的舒適感，為人們提供一個(gè)良好的環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
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