低温热水地板辐射采暖在冶金工程的应用.pdf

第3 4卷第 3期 2 0 1 2年 6月 甘肃冶金 GANS U METAL LURGY Vo 1 ． 3 4 No ． 3 J u n ．， 2 0 1 2 文章编号 1 6 7 2 - 4 4 6 1 2 0 1 2 0 3 -0 1 3 9 - 0 3 低 温热水地板辐射采暖在 冶金 工程的应用 朱延群 ， 柳江春 济钢集团 国际工程技术有 限公司 ， 山东济南2 5 0 1 0 1 摘要 低温热水地板辐射采暖是一种新型应用， 它具有舒适、 节能、 节约空间等优点。本文介绍了低温热水地板 辐射采暖在冶金工程的应用， 对材料选择、 地面构造以及加热管的布置形式进行了详细介绍， 对设计要点以及应注 意的问题进行了剖析， 同时对地暖优点进行了说明。 关键词 低温热水地板辐射采暖； 冶金工程； 节能； 应用 中图分类号 T U 8 3 2 ． 1 3 文献标识码 B Ap p l i a c a t i o n o f Lo w- t e mp e r a t u r e Ho t W a t e r Ra d i a n t Fl o o r He a t i n g i n M e t a l l u r g i c a l En g i n e e r i ng Z HU Ya n q u n， L I U J i a n g - t u n J i g a n g I n t e rna t i o n a l E n g i n e e ri n g l e c h n o l o g y C o ．L t d ． ， J i n a n 2 5 0 1 0 1 ， C h i n a Ab s t r a c t L o w- t e mp e r a t u r e h o t wa t e r r a d i a n t fl o o r h e a t i n g i s a n e w k i n d o f a p p l i c a fi o n w h i c h h a s t h e v i r t u e s o f c o mf o r t a b l e ， e n e r g y - s a v i n g a n d s p a c e - s a vin g ．T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e a p p l i c a ti o n o f l o w- t e mpe r a t u r e h o t w a t e r r a dia n t fl oo r h e a t i n g i n m e t a l l u r g i c a l e n gi n e e ri n g ， m e t e r i als s e l e c t i o n ， s t a n di n g s t r u c t u r e s a n d a r r a n g e me n t s o f p i p e i n d e t a i l ．B o t h the m a i n p o i n t s o f d esi g n an d p r o b l e ms t h a t mu s t b e n o t i c e d a r e s h o w e d i n t h i s p a p e r ．I t a l s o s h o w s t h e a d v an t a g e s of l o w t e mp e r a t u r e h o t wa t e r r a dia n t fl o o r h e a t i n g ． Ke y W o r d s l o w t e m perat u r e h o t w a t e r r a dia n t fl oor h e a t i n g ； m e t a l l u r g i c a l e n gi n e e r i n g ； e n e r g y c o n s e r v a ti o n ； a p p h c a fi o n 1 概 述 低温热水地板辐射采暖是 以温度不高于 6 O℃ 的热水为热媒 ， 在埋置于地面以下填充层中的加热 管内循环流动 ， 加热整个地板 ， 通过地面以辐射和对 流的热传递方式 向室内供热的一种供暖方式。这种 采暖技术在上世纪 6 O年代 引人我 国， 9 0年代开始 在我国推广 ， 作为一种新型采暖方式 ， 比起传统散热 器采暖具有温度柔和、 舒适性好、 环保节能、 不占用 室内空间的优点。随着该技术的成熟， 系统的稳定 性及可靠性逐渐提高， 成本逐渐下降， 低温热水地板 辐射采暖已经逐渐在越来越多的民用工程中推广起 来。但是 出于观念 等因素影响， 这项技术在冶金行 业极少使用 ， 本文介绍了低温热水地板辐射采暖在 冶金企业中的创新使用。 2 低温热水地板辐射采暖系统在冶金 工程 的应用 冶金企业厂区内多年来采用低压蒸汽采暖 ， 凝 结水直接外排， 造成了高品位能源的不合理应用及 浪费。随着节能减排工作在全行业 的深入开展 。 以 往被忽视的冶金企业高炉冲渣水 、 焦化初冷水等低 品位能源被开发利用到采暖工程中使用。经过换热 器换热得到的低温水用于低温热水地板辐射采暖系 统正适宜。 为创造舒适 的工作环境 ， “ 济钢链篦机 回转窑 及原料场配套原料综合楼 工程” 采用低温热水地板 辐射采暖。本工程设置有办公室、 扩大会议室、 浴 室、 食堂等房间， 冬季采用低温热水地板辐射采暖。 建筑内总采暖负荷 1 6 4 k W， 热源采用 3 2 0 0 m 高炉 冲渣水进行换热得到的采暖水， 采暖供回水温度为 5 5℃／ 4 5℃ ， 水压 0 ． 3 MP a 。 2 ． 1 低温热水地板辐射采暖系统的构造 低温热水地板辐射采 暖系统主要 由分、 集水器 及埋设 于地板下 的加热管、 结构层构成。分水器是 分配总采暖供水到各地暖供水环路的设备， 集水器 是收集各地暖回水环路到总采暖回水管道的设备。 加热管、 结构层构造如图 l ， 自上而下的各层结构分 1 4 0 甘肃冶金 第 3 4卷 别是 图 1 加热管 、 结构 层构 造 1 面层 根据用户喜好铺设木地板、 瓷砖或者地 毯等。 2 找平层 采用水泥砂浆。用于地面找平。 3 隔离层 采用 1 5 m m厚聚氨酯防水涂料。用 于防止卫生间、 浴室或者其他有水存在的房间内水、 潮气 向绝热层渗漏。 4 钢丝网 采用 2 0 0低碳钢丝网 垫层抗 拉裂筋 单层双 向铺设。用 于固定地 热管道 ， 使 热 量辐射均匀 。 5 填充层 采用 C 1 5 豆石混凝土， 豆石粒径为5 1 2 m i l l ， 填充层厚度 5 0 r l l l n 。用于填埋地热管线 ， 同时起 到蓄热作用 。 6 加热管 采用 P P R、 P E R T 、 P E X或 P B管道 ， 外用固定卡钉固定。管道内部通采暖水。 7 铝箔 采用无 纺布基铝箔铺设 。用来增强向 上辐射传热量， 若房间允许上下传热可取消铝箔。 8 绝热层 采用聚苯乙烯泡沫塑料板 ， 楼层之间 楼板上铺设厚度 为 2 0 m l n ， 与土壤或不采暖房 间相 邻的地面上铺设厚度为 3 0 n l l n ， 与室外空气相邻的 地板上铺设 厚度为 4 0 mm。用来 隔绝热量 向下传 递， 若允许上下层房间传热可取消绝热层。与土壤 相邻的地面绝热层下部应设置防潮层。 9 伸缩缝 采用高发泡聚乙烯泡沫塑料铺设。 用于防止填充层 因温度变化伸缩变形造成地 面破 损 ， 与内外墙 、 柱等处设 置 的伸缩缝还具有保 温作 用。 ∞楼板。 外墙 。 2 ． 2 加热管及设备布置 加热管的布置有多种形式， 在选择布置方式及 管道间距时一方面要满足房间热 负荷 ， 满足用户对 于舒适感的要求 ， 另一方面要考虑房间尺寸 、 形状 ， 便于施工安装。主要有 以下几种布置方式 回折型布置 也叫旋转型布置， 采用供回水管道 由外向内螺旋间隔布置 ， 如图 3中间房间。这种 布 置方式地面温度比较均匀 ， 可 以通过调整管道 间距 来满足房间边界区及内部地带对热量的要求， 使整 个房间温度均匀 ， 用户有非 常好 的舒适感。管道制 作时只弯曲 9 0 。 ， 所受弯曲应 力较小 ， 施 工较方便 ， 工程中多采用这种布置方式。 平行型布置 也叫直列型布置， 采用单根供水管 道由一侧向另一侧平行布置。这种布置方式地面温 度在供水管道始端较高， 随着管道铺向另一侧 ， 温度 逐渐降低 ， 房间内温度也不均匀 ， 用户舒适感 较差。 管道制作时弯曲 1 8 0 。 ， 所受弯 曲应力较大 ， 施 工也 复杂。工程 中极少用这种布置方式 ， 除非在较狭长 空间内采用。 双平行型布置 也叫往复型布置， 采用供回水管 道 由一侧 向另一侧平行布 置， 如图 2 。这种 布置方 式室内温度及舒适感与 回折型布置差不多 ， 管道制 作与平行型布置差不多。工程中在较大、 狭长房间 经常采用。 加热管的布置具体采用哪种形式 ， 需根据房 间 大小、 位置、 类型而定， 也可以在同一房问采用多种 布置型式。同时分、 集水器设备及总供回水管道应 结合装修布置 ， 使其美观、 节省空间。本工程 中在不 同房 间采用加热管及设备布置举例如下。 职工食堂为大空间房间 ， 房间两边为落地窗户、 进出大门， 在此类房间若采用传统散热器采暖， 则不 宜布置而且不美观 ， 甚至达不到采暖温度要求。采 用低温热水地板辐射采暖则完全可以避免以上弊 端， 而且用户舒适性增强。此房间较大 、 较长 ， 加热 管采用双平行型布置 ， 同时采用分区布置以达 到采 暖效果 ， 分 、 集水器隐藏于橱柜内， 布置见图 2 。 办公区域为多间办公室相邻设计 ， 在办公 区域 走廊尽头设置一套分、 集水器 ， 总供 回水管道也在走 廊内， 并结合装修隐蔽， 由走廊分、 集水器向各办公 室引加热管。这种布置避免 了在每间办公室设分、 集 水器， 节约了投资， 同时还避免了室内铺设明管道， 使 室内美观， 提高空间使用率。中间 3间办公室较方 正， 加热管采用回折型布置， 两边 2 问办公室稍长， 加 热管采用回折型与双平行型布置， 布置见图 3 。 2 ． 3 设计中应注意的问题 1 应注意面层材质的选用。用户可以选择木地 板、 瓷砖或者地毯等作为面层 ， 但面层材料导热系数 越大 ， 热效率越高 ， 运行费用 越低 ， 导热系数 由大到 小的顺序排列为 天然石材 瓷砖 实木复合地板 强化木地板 实木地板 地毯。所 以尽可能的选 择导热系数大的面层。 2 应注意伸缩缝的设置。地暖系统需要在内外 第 3期 朱延群， 等 低温热水地板辐射采暖在冶金工程的应用 1 4 1 强 ∞ 鼢 强 f ～ f I j ／ 、 v＼ ， I ． 1 -一 ．1 J i1。 ． ． ‘I l 。 】 瞧 ． - I I- ．蘧 -J 1 】 、 l I l { ； _人 l I I ‘ i ’ 0 I I I 一 { } 匾 蕊o o蛙 蕊 0 o 贼 0 0 ● 描 图 2分 、 集水器布置 i 一 ● { ． 嚣 { { f i j 蓉 l I I 8 f j 鳓 jI； 自 孵 ＆ ’ i j ．衄 I 图3 加热管采用回折型与双平行型布置 墙、 柱、 过门等与地面垂直交接处敷设伸缩缝， 伸缩 缝宽度不应小于1 0 I n m； 当地面面积超过3 0 m 或边 长超过6 m时， 应设置伸缩缝， 伸缩缝宽度不宜小于 8 m m【 。 3 为保证水力平衡及达 到 良好的采 暖效果 ， 连 接在同一分 、 集水器上 的同一管径各环路加热管 的 长度宜尽量接近 ， 并不宜超过 1 2 0 m。 4 地面 固定设 备及卫生洁具下 不应 布置加热 管。 2 ． 4 低温热水地板辐射采暖优点 以及在冶金行业 应用的优势 1 热稳定性好， 舒适、 卫生、 保健。均匀， 热量由 地表向室内自下而上传递， 室温 自 下而上逐渐递减， 人脚热头凉， 十分舒适， 符合“ 温足而顶凉” 的养生 保健理念， 而且人也不会感到室内干燥； 室内空气对 流平缓 ， 不易造成污浊空气对 流 ， 室 内空气洁净卫 生 。 2 布置灵活 ， 增加有效使用面积 ， 美观整洁。室 内去除了明装散热器及采暖管道 ， 装修和家具摆设 可以随心所欲 ， 增加 了有效使用 面积 ； 墙壁不会出现 局部熏黑现象 ， 室内美观整洁。 3 节能。在相 同体感舒适度下 ， 低温热水地板 辐射采暖较传统散热器采暖设计温度降低 2℃， 或 者取后者采暖热负荷 的 9 0 ％ 一9 5 ％⋯ ； 建筑首层地 面敷设加热管 ， 采暖热负荷不计算地面热损失 ； 无房 高附加耗热量修正 J 。 4 维护费用低， 使用寿命长。低温热水地板辐 射采暖使用专用管材 ， 稳定性好、 防腐蚀 ， 埋人地板 下不易被破坏， 使用寿命可达5 0年， 分、 集水器等金 属部件采用铜质材料 ， 不 易腐蚀。低 温热水地板辐 射采暖较传统散热器采暖可大大节约维护费用及更 新设备费用。 5 减少楼层噪音 。埋设地暖地面结构较普通地 面结构增加了 7 0～1 0 0 I n l n填充层及绝热层厚 度 ， 避免 了楼上活动引起的噪声对楼下的影响 ， 具有非 常好 的隔音效果。 6 由于低温热水地板辐射采暖采用不高 于 6 o ℃低温热水作为采暖热媒， 利用冶金行业余热 如 高炉冲渣水、 焦炉初冷水等 进行换 热得到的采暖 水温度也不高于 6 0℃ ， 温度正好符合要求 ， 在用户 端不需换热可 以直接利用 ， 用余 热进行采 暖是变废 为宝， 节能减排典型应用。 7 在冶金行业， 车间、 食堂、 会议室等大空间房 间若采用普通散热器采暖， 易造成散热不均 ， 有时室 内甚至达不到设计温度 ， 管道及散热器布置 比较麻 烦 ， 而且也不美观 ， 若采用地暖则不必考虑这方面问 题， 而且采暖可分区域控制， 根据需要开关部分区域 加热管 ， 十分节能。 3 结语 本工程采暖系统 已经正常运行 了两个采暖季 ， 使用效果好 ， 实践证 明低温热水地板辐射采 暖应用 于冶金工程成熟、 可行。随着低温热水地板辐射采 暖技术的成熟 ， 依靠其 自身的诸多优势 ， 已经在多个 领域， 大量工程中使用， 逐步被用户认可 ， 市场前景 广阔， 值得推广应用。 参 考 文献 [ 1 ] J G J 1 4 2 - 2 0 0 4 ． 地面辐射供暖技术规程[ S ] ． [ 2 ] 冶金工业部建设协调司， 中国冶金建设协会． 钢铁企 业采暖通风设计手册[ M] ． 北京 冶金工业出版社， 1 9 9 6 ． 收稿 日期 2 0 1 2 -0 3 4 3 6 作者简介 朱延群 1 9 8 4 - ， 男， 山东济南人， 助理工程师， 大学本科。 从事冶金行业暖通设计 工作 。