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“地暖蓄熱說”-水泥不滿足!
- 2020-05-21-

在輻射供暖供冷技術規程JGJ142-2012中,對水泥填充層明確定義是加熱供冷部件用的構造層,起到保護加熱供冷部件並使地麵溫度均勻的作用。即水泥回填層的兩大功能是保護地暖管和均勻傳熱,從來沒有對蓄熱功能的任何描述,也沒有對地暖蓄熱層的定義。所以,把地暖的水泥填充層說成蓄熱層,僅僅是銷售說法而已,沒有任何技術依據。 

“蓄熱”的必要技術條件

“水泥”不滿足! 

蓄熱是指通過相應的裝置對熱量的儲存。蓄熱材料就是一種能夠儲存熱能的新型化學材料。在特定的溫度( 如相變溫度) 下發生物相變化,並伴隨著吸收或放出熱量,可用來控製周圍環境的溫度,或用以儲存熱能。蓄熱材料的主要技術條件是:

(1)熱力學條件。①有合適的導熱係數,導熱係數大,則導熱性能好,熱量傳輸迅速,傳熱效果好。②蓄熱密度大。③對於顯熱蓄熱材料,要求熱載體的比熱容要大,則在相同體積或質量下蓄熱能力強。

(2)化學條件。①熱穩定性好。在反複加熱冷卻的情況下能夠保持物性基本不變,能夠長期穩定工作。②腐蝕性小,與容器、管路等材料相容性好。

而混凝土的導熱係數很小,蓄熱密度也小,其比熱容是0.97KJ/kg℃,金屬鋁的比熱容是0.96KJ/kg℃,兩者相當;混泥土層受熱容易開裂,熱穩定性較差,混泥土本身是蓄熱效率低不建議使用的顯熱蓄熱材料,蓄熱層常用的是相變等潛熱蓄熱材料。

所以,把4-5CM厚水泥回填層理解為蓄熱層是一種蓄熱專業的錯誤認識!

“ 地暖 ” & “ 蓄熱 ”,技術不相關 

大家都知道,熱量傳遞有三種方式:傳導、對流和輻射。熱傳導是介質內無宏觀運動時的傳熱現象,在固體、液體和氣體中均可發生,流體由於溫度梯度所造成的密度差而產生自然對流,因此,地暖循環水中存在熱對流與熱傳導同時發生,地暖管與均熱介質之間是熱傳導,均熱介質的導熱率越大其熱傳導量越大;熱對流又稱對流傳熱,指流體中質點發生相對位移而引起的熱量傳遞過程,存在於地暖管循環水的熱對流和熱空氣中自然對流;熱輻射是物體由於具有溫度而輻射電磁波的現象,一切溫度高於絕對零度的物體都能產生熱輻射,表麵溫度越高輻射出的熱量就越大,熱輻射是可以在真空中傳熱唯一方式,發熱地麵就是地暖的輻射麵。

所以,地暖是熱輻射、熱傳導和熱對流三種方式共同作用的結果,最終通過大麵積的地麵熱輻射實現房間采暖,地暖的熱輻射比例相對較高。地暖的地麵熱輻射、地暖管和均熱介質的熱傳導,以及地下循環熱水和房間空氣間的熱對流,均和蓄熱無任何技術關聯!

 

地暖正解:

發熱麵構成輻射麵,地麵溫度決定地暖效果

 

通過上麵對地暖熱傳遞過程的詳細分解,可以簡單歸納地暖的技術原理是:由地暖管主要通過熱傳導加熱有均熱介質的地麵,由發熱地麵主要通過熱輻射加熱房間空氣,所以,很清楚得出地暖技術的本質是發熱麵構成輻射麵,而不是蓄熱麵構成輻射麵!水泥回填層少量的蓄熱僅僅地暖熱傳導過程中的熱堆積現象,隻要給地麵提供均勻的熱量就會產生良好的熱輻射結果,哪怕是用蓄熱性能優良的相變材料,地麵熱量堆積會增加地暖向下傳熱損失,讓地暖不夠節能!實際結果是:南方地暖越講蓄熱越不節能,水泥回填過厚導致混裝戶型地板區大地麵不夠熱!

隻要表麵溫度相同,地暖熱輻射的房間溫度也相同,即在相同的房間圍護結構下,與地暖接觸的均熱介質導熱率決定地麵溫度,地麵溫度決定房間溫度!地暖的熱傳遞過程是傳熱過程,而不是蓄熱過程!均熱介質的導熱率越大,熱傳導效率越高,地暖的熱量利用率就越高效,這就是相同水溫下鋁板幹式地暖溫度高於水泥濕式地暖的根本原因!另外一方麵,均熱介質的導熱率越高,表麵溫差越低,對房間溫度的波動影響也越小。

 

專業暖通人

正確理解“熱穩定性”!

 

熱穩定性是指物體的耐熱性能,是指物體在溫度影響下的形變能力,形變越小,穩定性越高。水泥回填層在受熱時很容易開裂起縫,這是基本常識,原因是混泥土受熱膨脹產生內應力,導致機械強度降低,容易發生開裂現象,尤其是低於4公分的水泥回填層;溝槽鋁板的熱穩定性自然很高。

熱穩定性在建築學上,是指在周期性熱作用下,圍護結構或房間抵抗溫度波動的能力。經大量實測:鋁板幹式地暖的表麵溫差在2℃左右,水泥回填濕式地暖的表麵溫差在3℃左右。

所以,從均熱材料和建築學上兩方麵定義的熱穩定性結果,可以得出:鋁板幹式地暖的熱穩定性遠高於水泥回填濕式地暖!濕式地暖因水泥蓄熱而熱穩定性更高的說法是不專業的!