发热电缆低温地板辐射采暖系统有关设计问题

1、发热电缆低温地板辐射采暖系统敷设方式

发热电缆一般采用直列式敷设方式、等间距布置，在热损失明显不均匀的房间，宜采用疏密结合的布线方式，在房间热损失较大处如外窗下或外墙侧，发热电缆敷设间距小；而在内餐厅、走道及其他近内墙处因房间热损失较小而间距大。

布线间距d与散热是否均匀、是否符合人体温度要求和电缆覆盖率有直接的关系。

d由以下因素确定：①安装因素。根据发热电缆的物理特性，其敷设的最小弯曲半径为5倍的电缆直径，而按照厂家提供的样本，电缆直径通常为6-8㎜，则发热电缆最小间距为60-80㎜；②散热效果。据研究表明[2]，导线表面的平均温度与最高温度随导线间距的增大而呈上升趋势，导线电流通断时间比亦随导线间距的增大而增大；而经过计算认为[1]，间距d增大时，热流密度降低。说明d取值过大，则地面温度分布不均，而且易造成导线表面温度过高。设计时d不宜大于300㎜，下文分析时d取值区间为[80，300]。

2、发热电缆低温地板辐射采暖系统设计

工程设计时，发热电缆低温地板辐射采暖系统与低温热水地板辐射采暖系统有相似之处，即首先必须明确房间的采暖热负荷和有效散热面积，而有效散热面积应给予重视，它等于房间建筑面积减去固定设备和无腿家具等的覆盖面积，这里存在一个遮挡系数的问题。不同的是，发热电缆本身为热源每根电缆为一个独立的系统，规格各异。一般地，一个房间设一根电缆（地面温度允许时，负荷大的可设多根），电缆的一端或两端与温控器相连，温控器内有空气温度和地板中电缆表面温度测温装置。具体的设计过程分两类，计算如下。

3、对于阻抗型电缆

（1）确定房间安装功率（W）：考虑电的热效率及行为节能的空间，一般安装功率为房间热负荷的1.1-1.5倍，即p=（1.1-1.5）Q，其中Q为房间热负荷。

（2）：估算电缆长度L(m)：假定安装平均距离d，则L=F1/d，其中F1为有效散热面积（㎡）。

（3），计算电缆的单位热阻r(Ω)并依据该值选定合适的电缆型号：r=U2/（P.L），其中U为电压(V)，P为功率（W）。

4、对于线型荷载恒定的电缆

（1）确定房间安装功率：同第3条中的（1）。

（2）确定电缆长度L（m）：L=P/qo，其中qo为所选电缆的线型荷载。

（3）确定安装平均距离：d=F1/L

以上步骤完成后，要进行校核工作，内容有：是否满足散热负荷；根据地表热流密度计算的地板表面温度是否满足人体要求[3]；线型荷载是否超标。

发热电缆用于建筑采暖时，其线型荷载有如下限制：当采用木质地板时，线型荷载不大于10W/m；直接作用于混凝土地板时，线型荷载为20-30W/m。

5、利用典型居室计算覆盖面积率

取上述北方城市室外气象参数为计算条件，以典型居室为模型，计算出不同地区同样居室的采暖负荷，根据采暖负荷，按照第4条中的步骤进行计算，确定发热电缆的布线间距和实际的有效散热面积，然后取得有效散热面积与建筑面积的比值。其中围护结构传热系数采用当地有关节能标准规定的上限值，发热电缆规格为10W/m、17W/m，分别选取木地板和石材两种地面，且布线间距为80-300㎜。计算的房间为次卧、主卧、起居室。计算结果见下表。可知，北方地区采用发热电缆低温地板辐射采暖系统时，发热电缆敷设面积与建筑面积的比率为20%-100%，随着耗热量指标增加下限提高。需要说明的是，当个别房间单位面积的热负荷太大，造成地板表面平均温度过高、不能满足人体舒适度要求时，应增加其他供暖设备，但随着国家节能工作的进一步深入，节能标准值越来越小，这种情形将不会出现。

北方城市

耗热量

（W·m-2）

               线型荷载为q0=10W/m布线间距下得覆盖面积比率           80 100 120  150 200 250 300 郑州 20.0 0.4～0.9 0.5～1.0 0.6～1.0 0.7～1.0 0.8～1.0 1.0 1.0 济南 20.2 0.4～0.9 0.5～1.0 0.6～1.0 0.7～1.0 0.8～1.0 1.0 1.0 青岛 20.2 0.4～0.9 0.5～1.0 0.6～1.0 0.7～1.0 0.8～1.0 1.0 1.0 烟台 20.2 0.4～0.9 0.5～1.0 0.6～1.0 0.7～1.0 0.8～1.0 1.0 1.0 石家庄 20.3 0.4～0.9 0.5～1.0 0.6～1.0 0.7～1.0 0.8～1.0 1.0 1.0 天津 20.5 0.4～0.9 0.5～1.0 0.6～1.0 0.7～1.0 0.8～1.0 1.0 1.0 北京 20.6 0.4～0.9 0.5～1.0 0.6～1.0 0.7～1.0 0.8～1.0 1.0 1.0 大连 20.6 0.4～0.9 0.5～1.0 0.6～1.0 0.7～1.0 0.8～1.0 1.0 1.0 太原 20.8 0.4～0.9 0.5～1.0 0.6～1.0 0.7～1.0 0.8～1.0 1.0 1.0 沈阳 21.2 0.5～0.9 0.6～1.0 0.7～1.0 0.9～1.0 1.0 1.0 1.0 呼和浩特 21.3 0.5～0.9 0.6～1.0 0.7～1.0 0.9～1.0 1.0 1.0 1.0 长春 21.7 0.5～0.9 0.7～1.0 0.8～1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 哈尔滨 21.9 0.6～0.9 0.7～1.0 0.9～1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 齐齐哈尔 21.9 0.6～0.9 0.7～1.0 0.9～1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

　

北方城市

耗热量

（W·m-2）

             线型荷载为q0=17W/m布线间距d下得 敷设面积比率           80 100 120 150 200  250 300 郑州 20.0 0.2～0.5 0.3～0.7 0.3～0.8 0.4～1.0 0.6～1.0 0.7～0.9 0.9～1.0 济南 20.2 0.2～0.5 0.3～0.7 0.3～0.8 0.4～1.0 0.6～1.0 0.7～0.9 0.9～1.0 青岛 20.2 0.2～0.5 0.3～0.7 0.3～0.8 0.4～1.0 0.6～1.0 0.7～0.9 0.9～1.0 烟台 20.2 0.2～0.5 0.3～0.7 0.3～0.8 0.4～1.0 0.6～1.0 0.7～0.9 0.9～1.0 石家庄 20.3 0.2～0.5 0.3～0.7 0.3～0.8 0.4～1.0 0.6～1.0 0.7～0.9 0.9～1.0 天津 20.5 0.2～0.5 0.3～0.7 0.3～0.8 0.4～1.0 0.6～1.0 0.7～0.9 0.9～1.0 北京 20.6 0.2～0.5 0.3～0.7 0.3～0.8 0.4～1.0 0.6～1.0 0.7～0.9 0.9～1.0 大连 20.6 0.2～0.5 0.3～0.7 0.3～0.8 0.4～1.0 0.6～1.0 0.7～0.9 0.9～1.0 太原 20.8 0.2～0.5 0.3～0.7 0.3～0.8 0.4～1.0 0.6～1.0 0.7～0.9 0.9～1.0 沈阳 21.2 0.3～0.5 0.4～0.6 0.4～0.7 0.5～1.0 0.6～1.0 0.8～1.0 0.8～1.0 呼和浩特 21.3 0.3～0.5 0.4～0.6 0.4～0.7 0.5～1.0 0.6～1.0 0.8～1.0 0.8～1.0 长春 21.7 0.3～0.5 0.4～0.6 0.4～0.7 0.5～1.0 0.6～1.0 0.8～1.0 0.8～1.0 哈尔滨 21.9 0.3～0.5 0.4～0.6 0.5～0.7 0.6～1.0 1.0 1.0 1.0 齐齐哈尔 21.9 0.3～0.5 0.4～0.6 0.5～0.7 0.6～1.0 1.0 1.0 1.0

　

 

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