【地暖】-行业新闻
  • 电地暖和电采暖散热器

  • 来源:  发布时间:2015-02-10  浏览:2330
  • 浅谈电采暖散热器在电地暖系统当中的地位

    摘 要:电地暖和电采暖散热器之间的关系,从设计角度来看,电地暖是“热由地生,逐渐衡温”,而电采暖散热器是将温度从自身扩散入整个采暖空间,进而达到衡温效果。在这个过程中由于在风力和热压造成的室内外压差作用下室外的冷空气通过门窗缝隙渗入室内,使部分冷空气从室外温度加热到室内温度会消耗热量,所以设计中就要考虑到加热由门窗缝隙渗入室内冷空气带来的耗热量的设计。

    关键字电地暖;电采暖散热器

     

    一、什么是电采暖散热器

    要说电采暖散热器,就要先从电采暖散热器的概念说起,但平淡的谈电采暖散热器可能造成概念上的误解。从市场上看,用于取暖的电器特别多,但能承担冬季采暖这个重任就不是简单问题了,特别是电器市场卖的那些取暖电器,虽然是用于采暖,但由于制造工艺过程中,采用了低成本和廉价材料,所以在使用性、寿命及采暖舒适度等性能上都是有所欠缺的,在日常采暖中也无法成为主要手段,在此,电采暖散热器就有了优势,这就是区分采暖电器和电采暖散热器的依据了。

    而电采暖散热器从电热转换的原理和通电发热的现象上,与普通的散热器相近,不同的是设计目的和使用条件,那么电采暖散热器的概念为:独立、高效、节能地完成我们生活中冬季安全舒适采暖的散热器。

    相比普通散热器,在散热能力上,电采暖散热器的外形尺寸通常较大,所以散热能力要强很多,在同一采暖情况下,电采暖散热器的运行费用更低。在安全性上,电采暖散热器由于散热效果好,避免了烫伤和引发火灾的隐患,所以整机的寿命也很长,一般可达到10年以上,这可以说是一次性初始投资,给用户带来更大的价值回报。电采暖散热器能针对环境温度的变化自动进行调整,采用智能编程控制系统,可以达到“一经设定,一冬无忧”的效果,在保证用户获得最大舒适度的同时,实现了“行为节能”。根据电采暖散热器相关资料,我们可以看出电采暖散热器是世界上先进、节能、环保、温馨的采暖方式,具有舒适、健康、节能、卫生、环保、便于控制、使用寿命长、安装方便、无需维修等优势。

    二、电采暖散热器与电采暖系统的关系及散热器计算选型方法

    电地暖和电采暖散热器之间的关系,从设计角度来看,电地暖是“热由地生,逐渐衡温”,而电采暖散热器是将温度从自身扩散入整个采暖空间,进而达到衡温效果。在这个过程中由于在风力和热压造成的室内外压差作用下室外的冷空气通过门窗缝隙渗入室内,使部分冷空气从室外温度加热到室内温度会消耗热量,所以设计中就要考虑到加热由门窗缝隙渗入室内冷空气带来的耗热量的设计。

    1.多层和高层民用建筑,加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的热耗量计算

    Q=0.28CpPwnL(tn-tm)

    式中:Q为加热由门窗缝隙渗入室内冷空气的耗热量,W;

    Cp为空气的定压比热容,CP=1kJ/(kg·℃ );

    Pwn为采暖室外计算温度下空气密度,kg/m3

    L为渗入冷空气量,m3/h;

    tn为采暖室内计算温度,℃;

    tm为采暖室外计算温度,℃。

    L=L0l1mb

    式中:L0为在基准高度单纯风压下,不考虑朝向修正和建筑物内部隔断情况时,通过每米门窗缝隙进入室内的理论渗透冷空气量,m3/(m·h);

    l1为外门窗缝隙的长度,m,应分别按各朝向可开启的门窗缝隙长度计算;

    m为风压和热压作用下,考虑建筑体形、内部隔断和空气流通等因素后,不同朝向、不同高度的门窗冷风渗透压综合修正系数;

    b为门窗缝隙冷风指数,b=0.56~0.78,当无实测数据时,可取b=0.67。

    L=KV

    式中:K为换气次数,次/h,当无实测数据时,可按表1选取。

     V为房间的体积,m3

    式中:a1为外门窗缝隙渗风系数,m3/(m·h·pba),当无实测数据时,可根据建筑外窗空气渗透性能分级的相关标准,如表2所示:

    v0为基准高度冬季室外最多风向的平均风速,m/s。

    式中:Cr为热压系数。当无法精确计算时,按表3选取;

    △Cf为热压系数。当无实测数据时,△Cf可取0.7;

    n为单纯风压作用下,渗透冷空气的朝向修正系数;

    C为作用于门窗上的有效热压差与有效风压差之比;

    Ch为高度修正系数。

    式中:hz为单纯热压作用下,建筑物中和面的标高,m,可取建筑物总高度的1/2;

    tn为建筑物内形成热压作用的竖井计算温度,℃;

    h计算门窗的中心线标高,m;

    Ch=0.3h 0.4

    式中:Ch为高度修正系数。

    2.工业建筑,加热由门窗缝隙渗入室内的冷气的耗热量估计

    计算出的房间冷空气渗透量是否全部计入,应考虑下面因素:

    1)当房间仅有一面或相邻两面维护时,全部计入其外的门、窗缝隙;

    2)当房有相对两面围护物时,仅计入较大的一面缝隙;

    3)当房间有三面围护物时,仅计入渗透风量较大的两面的缝隙;

    4)当房间有四面外围护物时,则计入较多风向时1/2外围护物范围内的外门、窗缝隙。

    在进行围护结构耗热量计算时,还应注意以下方面:

    1)与相邻房间温差小于5,不计算耗热量;

    2)伸缩缝或沉降缝墙按外墙基本耗热量的30%计算;

    3)户内的传热系数按隔墙的传热系数考虑;

    4)计算外门面积时,不扣除腰头窗的面积;

    5)按轴线尺寸计算围护结构的面积;

    6)围护结构耗热量计算后,考虑到热压的作用,避免垂直失调,宜对耗热量按楼层做出调整,见表6和表7。

    通过由门窗缝隙渗入室内冷空气带来的耗热量的设计计算,可以确定房间热损耗较大的部分,而这部分就是我们在电地暖设计当中需要考虑引入电采暖散热器的重要因素。

    三、电采暖散热器和电地暖系统设计当中的弊端

    电采暖散热器由于其安装位置的特殊性(一般情况下,电采暖散热器安装位置均位于床下,或飘窗下),所以大多数情况下,电采暖散热器起到的最大作用就是弥补门窗缝隙渗透进来的冷空气带来的耗热量。在整个电采暖系统中,通常情况下,我们是通过加密门窗或外墙区域电缆线密度来起到这个作用(如下图所示:)

     

    但是在实际使用当中,通过我们的实际体会和调查,我们发现,由于房间装修的特殊性,房间内部往往都会有一定数量的覆盖物存在,这些覆盖物包含床、柜、地毯等。这些覆盖物都是不可预知的存在(因为其铺装与否、铺装位置都是由业主决定),由于本身为了补充房间热负荷所作出的电缆铺设间距不同这种常规设计方式,会因为覆盖物的存在导致出现问题(局部过热、热量分布不均)。所以一套完善的采暖系统应该要考虑这些细节之处。

    四、电采暖散热器和电地暖的相互协调性

    电散热器由于其特殊的工作原理,我们常常将其安装在窗户下,或者飘窗下。这些地方往往都是热损耗很大的地方,采用电散热器可以很好的弥补这些损耗。

    同时,电采暖散热器由于其工作的特性,可以快速的提高整个房间的热量,但是,却不能通过技术手段蓄热。并且由于其出风口一般离地都有一定的高度,所以单一采用电采暖散热器相对而言,整个房间温度分布并不均匀,没有完全满足人体最佳的温度感受。而电地暖系统则可以保证空间温度分布达到最佳的人体感受温度。但是,就像上文所说,由于覆盖物的存在,所以在实际使用当中,单纯采用电采暖系统,往往不能达到预想的最佳体验。所以,现阶段在地暖设计当中,我们往往会考虑添加电采暖散热器。往往一般情况下,人们会觉得,铺装了电地暖以后再增加电采暖散热器,是一个浪费的行为。但实际上呢?电采暖设计器在全效工作的情况下,出风口的温度可以达到60~70℃左右,表面温度从上到下温度依次约为50℃、45℃、40℃。这样的温度分布,加上本身的功率,它能够快速的提高房间温度。同时,电采暖的工作特性也决定了其受空间温度影响是很大的,空间温度越高,整个系统的采暖效率越高。同时,电采暖散热器也能够很好的补充门窗附近的热损耗。

    五、结束语

    同时加装了电采暖散热器,电缆铺设就不需要像常规设计那样需要通过调整间距来达到热设计的最优性。这样一方面降低了施工难度,一方面也避免了后期由于覆盖物的存在导致的一些隐患。并且,在一定程度上也降低了系统的整个成本。

     

    主编点评:

    该文通过对电采暖散热器和电地暖供暖的选型设计、工作特性、空间温度分布保证上的分析,提出现阶段在地暖设计当中会考虑添加电采暖散热器的做法,以利对流采暖和辐射采暖方式的快速升温和舒适的互补。如果再从响应时间、覆盖物与地板热惰性等比较阐述电采暖散热器在局部供暖的优势就更好了。同时,应注意电采暖散热器热量不仅仅补充冷空气渗透的热损耗,还有围护结构的传热损失等,加装了电采暖散热器,地暖电缆铺设也应按规范设计。

    参考文献

    JGT 236-2008 《电采暖散热器》

    GB4706.23-2007 《家用和类似用途电器的安全 第2部分:室内加热器的特殊要求》

    作者简介

    成都安莱特线缆制造有限公司技术部  李科  

    成都安莱特线缆制造有限公司技术部  侯嘉鹏    

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