老黃講干式第五十九期:為什么說(shuō)13管鋁板干式地暖更適合兩聯(lián)供及地面調(diào)溫五恒系統(tǒng)?有哪些數(shù)據(jù)依據(jù)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)?
眾所周知,地暖空調(diào)兩聯(lián)供安裝方式有一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)之分,地暖末端有濕式地暖和干式地暖之分,地暖管有20管、16管和13管之分,如何配置地暖末端和緩沖水箱,使兩聯(lián)供系統(tǒng)既高效節(jié)能又安全穩(wěn)定呢?本文重點(diǎn)分享DN13管干式地暖末端匹配空氣源一次系統(tǒng)及地面調(diào)溫的相關(guān)計(jì)算依據(jù)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
一、兩聯(lián)供一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的主要應(yīng)用場(chǎng)合
一次系統(tǒng):通俗講就是主機(jī)與末端直接連接的系統(tǒng),一臺(tái)主機(jī)與多個(gè)末端之間只有1個(gè)水回路循環(huán)泵。家裝兩聯(lián)供一次系統(tǒng),總水容量較小,如采用帶內(nèi)置泵主機(jī),可直接連風(fēng)機(jī)盤管和地暖末端,在主機(jī)回水側(cè)串聯(lián)1個(gè)小緩沖水箱,可消除主機(jī)頻繁啟停隱患,好處是系統(tǒng)簡(jiǎn)單高效、穩(wěn)定性高、節(jié)能省電。夏季用風(fēng)盤制冷,冬季用地暖,業(yè)主操作簡(jiǎn)單且售后麻煩少,是目前家用兩聯(lián)供的主流安裝方式。
二次系統(tǒng):主機(jī)與大緩沖水箱之間有1個(gè)循環(huán)泵,水箱與末端之間各設(shè)1個(gè)循環(huán)泵,二次系統(tǒng)至少有“兩個(gè)泵”,形成了主機(jī)與水箱,水箱與末端至少兩個(gè)水回路循環(huán),解決風(fēng)盤對(duì)流末端與地暖輻射末端的水流量和流速差異問(wèn)題,二次系統(tǒng)主要用于商用大系統(tǒng)、或夏季風(fēng)盤與地暖供冷同時(shí)開啟的三恒五恒場(chǎng)合。
二、濕式地暖和干式地暖的主要性能差異
1、總成厚度差異:濕式地暖為2cm保溫板+4cm水泥回填層+3.5cm貼磚水泥粘接層+1cm地磚,總成厚度10.5cm,高于南方進(jìn)戶門檻7.8cm標(biāo)準(zhǔn),安裝時(shí)需抬門或換門;鋁板干式地暖為3cm防銹鋁板地暖模塊+3.5cm貼磚水泥粘接層+1cm地磚,總成厚度7.5cm,低于南方進(jìn)戶門7.8cm標(biāo)準(zhǔn),不需抬高進(jìn)戶門。
2.升溫褪溫時(shí)間差異:濕式地暖房間升溫時(shí)間約8-10小時(shí),褪溫時(shí)間約12小時(shí),周期過(guò)長(zhǎng)白天不能關(guān)地暖;鋁板干式地暖房間升溫約1-2小時(shí),表面升溫約半小時(shí),關(guān)機(jī)后可維持3小時(shí)采暖,白天可關(guān)地暖行為節(jié)能一半費(fèi)用。
3.保溫性能差異:濕式地暖含蘑菇板等,采用2cm厚普通保溫板,回填后向下傳熱損失達(dá)30%;鋁板干式地暖采用3.5cm厚高強(qiáng)度保溫板,向下傳熱損失約5%,平均比濕式地暖保溫節(jié)能約25%!
4.使用效果差異:濕式地暖鋪地板的散熱量?jī)H86W,導(dǎo)致南方地板區(qū)地暖效果普遍較差;鋁板干式地暖鋪地板的散熱量高達(dá)146W,確保了良好的地暖舒適度。
5.地面調(diào)溫差異:混泥土導(dǎo)熱率很小,因此濕式地暖在夏季地面調(diào)溫時(shí),標(biāo)況供冷量?jī)H16W,且存在水泥含水量超標(biāo)引起地板霉變隱患,不適合做地面供冷。干式地暖鋁板導(dǎo)熱率很高,標(biāo)況供冷量高達(dá)46W,且無(wú)地板含水量超標(biāo)隱患,可采用18℃以上高水溫地面調(diào)溫,大幅提高兩聯(lián)供及五恒系統(tǒng)的體感舒適度。
三、不同地暖管徑的主要數(shù)據(jù)差異
根據(jù)《JGJ142-2012輻射供暖供冷技術(shù)規(guī)程》D.0.1數(shù)據(jù)表,當(dāng)流速0.3m/s時(shí),DN16管和DN20管的比摩阻及流量數(shù)據(jù)如下:
DN16地暖管:比摩阻135.98Pa/s,流量124.13kg/h
DN20地暖管:比摩阻96.87Pa/s, 流量208.97kg/h
1、DN13地暖管的比摩阻和水流量計(jì)算數(shù)據(jù)
根據(jù)水阻力計(jì)算公式:
得出:DN13管的比摩阻為171Pa/s,流量為84.7kg/h,比DN16管的水阻力增大了26%,水流量減小了32%。
2、100平方DN13管兩聯(lián)供系統(tǒng)的總阻力計(jì)算
以實(shí)鋪地暖面積100平方為例(建面約150平方),采用DN13管10cm間距的全鋁板干式地暖,6臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管,配置小水箱和混水中心的一次系統(tǒng),計(jì)算數(shù)據(jù)為:
DN13管最不利環(huán)路100米長(zhǎng)的沿程水阻力計(jì)算:由(式1-1)可知:DN13管沿程阻力Py=RL=171*100=17100Pa=17.1KPa
100米長(zhǎng)10平方13管啞鈴彎頭的局部阻力系數(shù)=32*1+0.5*6+3=38,該不利環(huán)路的局部阻力Pj=38*1000*0.3*0.3/2=1665Pa=1.7KPa
空氣源熱泵主機(jī)的內(nèi)阻約50KPa,并聯(lián)風(fēng)盤閥門的水阻力約25KPa,水箱的水阻力約20KPa,保溫分水器水阻力約15KPa,混水中心水阻力約15KPa(地面調(diào)溫用)
根據(jù)以上算出:該兩聯(lián)供系統(tǒng)的總阻力為:
P=Py+Pj=17.1+1.7+50+25+20+15+15=143.8KPa
3、DN13管兩聯(lián)供地暖的水流量計(jì)算:DN13管10cm間距干式地暖模塊每平方用管量為10M/m2,單塊面積1.08平方,需配置93張地暖模塊,配管長(zhǎng)度L=10*100=1000m,按鋁板干式地暖設(shè)計(jì)規(guī)范,每路分水器管長(zhǎng)不大于90米,共需12路分水器(8+4)
輻射末端總流量Q=84.7*12=847*1.2=1016.4dm3/h
選擇水泵時(shí),實(shí)際總流量要取最大供水流量,并取正系數(shù)為1.2
所以,100平方DN13地暖末端總流量Q=1016.4*1.2=1219.2dm3/h=1.22噸/小時(shí)。
4、空氣源主機(jī)內(nèi)置泵的揚(yáng)程匹配
水阻力揚(yáng)程單位換算:100Kpa=10m水柱
100平方DN13管兩聯(lián)供地暖系統(tǒng)的水阻力揚(yáng)程為143.8Kpa=14.4m水柱
空氣源熱泵主機(jī)的內(nèi)置泵揚(yáng)程約18m水柱,故DN13管地暖末端的水阻力與內(nèi)置泵揚(yáng)程匹配度最高,DN16管12cm間距末端其次,DN20管15間距末端匹配度最低!
5、地暖管與均熱層的有效熱交換面積計(jì)算:
考慮正常管間距和管道內(nèi)應(yīng)力大小,計(jì)算得出DN20管、DN16管和DN13管與均熱層的有效熱交換面積大小為:
不同管徑 |
管外徑 |
管內(nèi)徑 |
每平方管長(zhǎng) |
每100平的地暖管有效熱交換面積(m2) |
每100平的管道水容量(升)) |
DN20 |
20 |
16 |
5 |
15.7 |
95.5 |
DN16 |
16 |
12 |
6.5 |
16.3 |
73.5 |
DN13 |
13 |
10 |
10 |
20.4 |
78.5 |
數(shù)據(jù)顯示:DN13管的單位有效熱交換面積比DN16管增加了25%,比DN20管增加了30%,因此DN13管的地暖散熱量相應(yīng)最大,更適合低水溫輻射供暖!
鋁板均熱層導(dǎo)熱率為237W/(m.K),混泥土均熱層導(dǎo)熱率為1.28 W/(m.K),相對(duì)提高了180倍,因此DN13鋁板干式地暖散熱量遠(yuǎn)高于DN16和DN20濕式地暖末端,可相對(duì)提高40%以上!
四、DN13管鋁板干式地暖在簡(jiǎn)化優(yōu)化兩聯(lián)供系統(tǒng)的主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)
通過(guò)以上數(shù)據(jù),我們可以得出:DN13管鋁板干式地暖更加適合空氣源兩聯(lián)供一次系統(tǒng),因此可大幅簡(jiǎn)化兩聯(lián)供配置并具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì):
1、DN13地暖管末端水阻力匹配讓地暖更高效:DN13管地暖末端的水阻力大,與空氣源主機(jī)的內(nèi)置泵揚(yáng)程匹配度高,更適合做一次系統(tǒng),讓兩聯(lián)供配置更簡(jiǎn)單、運(yùn)行更高效。
2、鋁板干式地暖散熱量大讓兩聯(lián)供地暖更舒適:鋁板導(dǎo)熱率是混泥土的180倍,45℃鋁板干式地暖鋪地板散熱量高達(dá)125W,而濕式地暖鋪地板的散熱量?jī)H86W,相同水溫下的表面溫度比濕式地暖提高約5℃、房間溫度提高約3℃,熱舒適度更高,完全消除了濕式地暖兩聯(lián)供冬季地板區(qū)不夠熱的隱患。
3、干式地暖模塊保溫好讓系統(tǒng)更節(jié)能:鋁板干式地暖保溫層厚度為3.5cm,面層蓄熱量小,向下傳熱損失僅5%;濕式地暖的保溫層厚度為2cm,面層蓄熱量大,向下傳熱損失高達(dá)30%,相對(duì)保溫節(jié)能25%,鋁板導(dǎo)熱升溫快,白天可關(guān)地暖行為節(jié)能約50%,可讓兩聯(lián)供地暖大幅節(jié)能省電,其投資節(jié)能回收期約10年。
4、干式地暖厚度薄不需抬高防盜門:防銹鋁板干式地暖貼地磚的總成厚度7.5cm,鋪地板僅5cm,低于南方住宅進(jìn)戶門檻高度,安裝時(shí)不需抬高防盜門;濕式地暖兩聯(lián)供安裝時(shí)需要抬門或換門。
5、鋁板干式地暖供冷量大地面調(diào)溫更安全:DN13管10cm間距防銹鋁板干式地暖供冷量大,國(guó)家檢測(cè)報(bào)告高達(dá)46W,可高水溫供冷根除結(jié)露隱患,冷熱反應(yīng)快控制精準(zhǔn);普通濕式地暖供冷量小,存在低水溫供冷結(jié)露風(fēng)險(xiǎn)、高水溫供冷效果差、輻射對(duì)流比低體感舒適度差、水泥層蓄冷含水量超標(biāo)地板霉變隱患等問(wèn)題。
五、如何做好高效兩聯(lián)供及地面調(diào)溫及五恒系統(tǒng)
1、要把家裝兩聯(lián)供做得更加高效和穩(wěn)定,得先簡(jiǎn)化系統(tǒng)配置,優(yōu)先采用一次系統(tǒng),按加大末端阻力匹配主機(jī)高揚(yáng)程泵的原則,依據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出:DN13管10cm間距地暖末端為兩聯(lián)供一次系統(tǒng)的水阻力匹配度相對(duì)最佳方案。
2、要把兩聯(lián)供地暖溫度做得更高,則采用鋁板導(dǎo)熱的干式地暖末端,地面溫度和房間溫度相對(duì)最高,在45℃低水溫下,比濕式地暖表面提高5℃、房間提高3℃;相對(duì)降低3-5cm地面高度,和25%左右的保溫節(jié)能費(fèi)用,并具有保護(hù)地板防潮防霉變、為樓板減震隔音、提高地面舒適腳感等多方面附加功能。
3、要做好兩聯(lián)供地面調(diào)溫系統(tǒng),則需選用供冷量大的全鋁板干式地暖高效輻射末端,輻射對(duì)流比高,能確保良好的體感舒適度,可采用18℃以上高水溫供冷,無(wú)結(jié)露隱患,也無(wú)水泥回填層蓄冷地板含水量超標(biāo)霉變隱患;只要增加1套混水中心,把供冷水溫設(shè)定20℃即可做高效地面調(diào)溫。最好采用干式風(fēng)機(jī)盤管,可確保更好的調(diào)濕調(diào)溫效果。
4、要做好高效的輻射空調(diào)五恒系統(tǒng),應(yīng)先了解現(xiàn)有五恒系統(tǒng)太復(fù)雜的技術(shù)原因,主要是輻射末端的單位供冷量和鋪設(shè)面積過(guò)小,且輻射末端安裝結(jié)構(gòu)的保溫性能較差!受石膏板導(dǎo)熱率過(guò)低和裝修打壞管道風(fēng)險(xiǎn)過(guò)高的雙重制約,客觀上需要較低的供冷水溫,否則難以降溫,但用低于露點(diǎn)的低水溫做輻射供冷,本身就存在隨時(shí)結(jié)露的風(fēng)險(xiǎn),需要精準(zhǔn)聯(lián)動(dòng)除濕新風(fēng)和氣溫變化而提前變動(dòng)水溫,自然就需要一套復(fù)雜的控制系統(tǒng),這大幅增加了業(yè)主操作難度和使用風(fēng)險(xiǎn)!現(xiàn)有毛細(xì)管和DN10管輻射板,均存在末端水阻力大、水流量小、鋪設(shè)面積受限等不利因素,都要求采用大水箱和混水泵站、聯(lián)控雙冷源新風(fēng)除濕機(jī)做二次系統(tǒng),但因兩者水阻力不均,存在相互搶水制約性能發(fā)揮的內(nèi)耗現(xiàn)象嚴(yán)重,導(dǎo)致系統(tǒng)調(diào)試復(fù)雜穩(wěn)定性過(guò)低。
如采用帶頂?shù)乇氐?/span>DN13管全鋁板干式高效輻射模塊,就徹底改觀了:?jiǎn)挝惠椛涔├淞科骄岣呒s40%,能有效降低室內(nèi)約40W負(fù)荷,頂?shù)劁佋O(shè)可增加一倍的輻射面積,用18℃高溫水頂?shù)剌椛洌商峁┘s90W的輻射供冷量,除濕新風(fēng)和餐客廳干式風(fēng)盤提供約50W對(duì)流制冷量,可輕松實(shí)現(xiàn)普通住宅的夏季降溫和60%輻射對(duì)流比的雙重?cái)?shù)據(jù)指標(biāo),確保五恒系統(tǒng)良好的體感舒適度。另外,餐客廳配置1臺(tái)干式風(fēng)盤,適當(dāng)增加會(huì)客廳的對(duì)流制冷量,可消除人多聚會(huì)或吃火鍋不悶的大問(wèn)題,滿足五恒系統(tǒng)動(dòng)靜分區(qū)的個(gè)性化設(shè)計(jì)理念。干式風(fēng)盤可16℃以上高水溫制冷,水阻力與DN13管輻射末端相當(dāng),可用16地暖管套保溫連接保溫分水器,一管到底施工簡(jiǎn)便且無(wú)接頭滲水隱患,完全消除對(duì)梁打大孔的安全隱患,配置一臺(tái)直彭式新風(fēng)除濕機(jī),即可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)五恒系統(tǒng)的各方面功能??刂品矫娌捎谩胺块g分室露點(diǎn)控制、空氣品質(zhì)集中顯示”的簡(jiǎn)化模式,可大幅降低業(yè)主對(duì)五恒系統(tǒng)的操作難度和使用滿意度!