地板辐射采暖的传热计算

第 卷第 期 年 月

文章编号：（ ）

煤气与热力

地板辐射采暖的传热计算

张觉荣 ，李

可 ，凌继红 ，张于峰

!

（ 天津大学环境科学与工程学院，天津 ； 天津市红桥区供热公司，天津 ）摘要：对地板辐射采暖的散热机理进行了理论分析，提出了简便的计算公式。关键词：地板辐射采暖；地板表面温度；传热计算中图分类号：

文献标识码：

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（ ， ， ， ；

， ， ） ： ，

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引言

或：式中：

国外开始采用地板辐射采暖 世纪 年代，

技术，我国开始采用地板辐射采 世纪 年代，

［ — ］暖，近几年取得了很大的发展。随着塑料工业

裸管散热量， ；

管内供热介质温度， ；管道周围介质温度， ；

（ ）

的发展，研制开发出交联聚乙烯管（ ）、聚丙烯管（ ）、聚丁烯管（ ）等新型管材。这些管材具有使用温度范围宽（ ）、耐高压（长期高温下

工作压力" ）、耐腐蚀、不生锈、无毒性、寿命长等特点，是地板辐射采暖加热盘管的理想材料。

!

管内供热介质与内壁表面传热系数，

（ ）；

管外壁向周围介质的表面传热系数，!

； （ ） ，

外径， ；

管壁热导率， 管为 （ "，， 管为 ） 管为 （ ） ； （ ） ， ，

管壁导

热、管外表面传热的热阻， 。

地板辐射采暖的理论分析

不保温管的散热量计算

对于 长不保温裸管其散热量为：

!!!" ! !

（ ）

式（ ）中， 与 的影响小（约占 ，可忽略不计， 起着决定性的影响。 ）

修回日期： ； !收稿日期：

作者简介：张觉荣（ —），女，天津人，工程师，大专，从事暖通专业教学实验、科研及管理工作。

第 期

保温管的散热量计算

张觉荣等：地板辐射采暖的传热计算

壁较薄，且其热阻不大，为简化计算，可将管壁展为平壁，连同地面层一起，按多层平壁传热进行计算。计算式如下：

对于 长有保温层管道的散热量为：g =

c -c

d d +++

! !d !"d !" d ! !d

（ ）或：式中：g

c -c

+ + +

保温管散热量， ；g =

（ ）

d

；

"

保温层热导率， （ ）

；!

数， （ ）

；R ，R 保温层导热、外表面传热热阻， 。

在式（ ）中，对总热阻起重要作用的有R 和R 二项。当保温层加厚时，d 增加，R 也随之增大，而R 随之减少。显然，总热阻随着d 的增大，先是逐渐减少，然后又逐渐增大，具有一极小值。对应于这一变化，通过管壁和保温层的散热量，随着d 的增大，

先增大，后减少，有一极大值。对应于总热阻为极小值的保温层外径为临界保温层直径d ， ，

其值为：d ， =

!（ ）

对于保温来讲，管道直径如小于临界保温层直

径，保温层厚度太小，还不如不保温。唯当保温层厚度增加到其外径大于临界保温层直径时，才开始有保温作用。

地板辐射采暖散热量的计算

地板辐射采暖埋入一排加热管，散热量与管道的埋深、管间距及两管间附加热阻影响有关。管间

距的变化对管道总热阻

!R的影响见图 。间距

越大，两管间附加热阻越小，管道总热阻亦随之减

小，管道散热量增加，反之，散热量将减少。但是由于受加热盘管的安装地点和造价等因素的限制，管间距增加到一定时，加热盘管的总热阻就不再增加。当管间距达到 以上时，总热阻几乎不变。

对于地板辐射采暖系统，应采用圆筒壁与复合平壁的传热公式进行试算。采用圆筒壁与复合平壁的传热计算公式进行计算，需假定圆筒壁和复合平壁之间的温度，需进行多次试算。由于加热管的管

图 总热阻与管间距的关系

（ ）

+ " +

" +" +" +! 式中：g

；c

室内温度， ；! 管内表面传热系数， （ ）

；# 加热管当量厚度（可取管壁厚）， ；"

管壁热导率， （ ）

；# ，# ，#

地板层厚度（见表 ）， ；" ，" ，" 地板层热导率（见表 ）， （

）

；! （向上）传热系数，! 可取为

（ ）

。地板辐射采暖施工结构见表 ，加热盘管敷设在第 层上面。

表

地板材料性质

材料厚度 " （

） 地面层

砂浆找平层 豆石砼层

复合保温层 砼楼板层

砂浆抹面层

由加热盘管到地面的垂直距离一般均应为

，

以免户主在地面装修时打穿加热盘管。对不同用途的房间的不同部位，加热盘管的管间距应不同，比如卧房摆放家具和床的地方加热管的管

间距应大些，其他部位应小些。

煤气与热力

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# ，# ，#

年

地板层厚度（见表 ）， ；地板材料的热导率（见表 ），

另外，当计算该层房间热地板（向上）散热量时，应该考虑该热地板向下的散热量，这部分散热量是该房间的热损失的一部分，这部分散热量应当控制在 以内（加设保温层）。

地板表面向室内的传热量也可写成下式：

（（ ! ） ）

（ ）

考虑加热盘管敷设时，地板表面温度的不均匀性，引进地板表面温度不均匀性修正系数"，由式 ）； （

加热盘管外径， ；

加热盘管向下传热时的传热系数，

（ ； ）

热地板（向下）表面传热系数， （ !

）。将式（ ）代入式（ ）得：

）得，

! （ ）

）""

（ ） （ ）

（ ）

$（ ）

! $ $

# # #

（ ）

#

# # !

式中：

热负荷强度， ； 加热盘管至地面的总传热系数， （ ）；

加热盘管内供热介质平均温度（按进出口水温平均值计算）， ；

；

" 管间距，取 ；

热地板的特性系数；

（ ）

!

）（ ） 结语

地板辐射采暖用于民用建筑，是一种较成熟的采暖方式。考虑到用户装修地面时打孔，可能造成盘管泄漏，设计管顶埋深不小于 。进行地板

表面温度计算时，盘管埋深层的#问题，应按多层结构考虑，以使热工计算更准确。参考文献：

］宗立华，王方达 地板塑料管辐射采暖的设计方法

［ ］ 煤气与热力， ，（ ）： —

］林立锦 辐射采暖的设计计算［ ］ 煤气与热力， ，

（ ）： —

］王荣光 低温地板辐射采暖［ ］ 煤气与热力， ，

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