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大型空间燃气红外辐射采暖系统介绍
作者:文祥斌
一、前言
一些高大的工业厂房和某些大空间的公共建筑,其围护结构冷风渗入及冷风侵入耗热量均很大,如果
全部采用普通散热器采暖,不仅所需散热器数量多,而且采暖效果也不好。主要原因是房间高、跨度大,
竖向温度梯度偏大,增加了房屋上部的无效热损失,而工作或生活地带的温度偏低很难满足要求。因为系
统本身的问题,传统的采暖方式(散热器或暖风机),并不能有效解决大空间的采暖问题,造成能源的大量
浪费。目前,国内大空间建筑物的采暖主要采用热风采暖方式,而这种方式有一些弊端。热风采暖在它工
作的过程中和散热器系统一样,也是一种对流换热的方式,如要求室内温度达到 16℃,2m 以下的空间也
成为采暖的对象,这样大部分的能源被浪费,再者,一个好的热风系统,必须要有相应良好的气流组织来
实现,这样势必又造成车间上部要有大量的通风管道,空气处理设备占用大量的空间,另外,还有值班采
暖的问题。一是夜间关闭新风管道阀门,开启空气处理设备。依靠室内回风解决问题,其最大的缺点就是
不便于管理:二是设置单独的值班采暖散热器系统,全天 24 小时开启,这两种方式都会加大能耗。实践证
明,对于这类建筑物,如果采用辐躬采暖的型式,就能较好的满足使用要求,任何物体在温度高于绝对温
度零度时,都会以电磁辐射力式向外辐射能量。由于采用的能源不同,辐射采暖可分为电、热水、蒸汽,
燃气等辐射;按温度高低可分为低温、中温、高温辐别采暖;低温辐射采暖的表面平均温度较低,如地面
式 24~30℃,墙而式为 35~45℃,顶棚式为 28~36℃中温辐射为不低于 110℃的热水或高于 400Kpa 而个
低与 200Kpa 的蒸汽;高温辐射采暖不低于 50℃,而最高可达 800~1000℃,按能源分电红外辐射和燃气
红外辐射采暖。本篇文章重点介绍红外燃气辐射采暖系统与其它采暖系统的比较及在大型空间的应用。
二、辐射采暖与对流采暖相比具有以下一些特点:
1. 在采暖热效率方面
对流采暖主要通过室内空气流动传递热量,因此室内采暖的卫生条件和热效应与房间内的空气温度及
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流动速度有关,依靠室内空气自然对流采暖时主要取决于室内空气温度的高低;辐射采暖的散热量主要靠
辐射方式传播,也伴随少量的对流散热,因此辐射采暖的热效应是以实感温度作为衡量标准的(对流采暖是
以室内空气温度为标准的)。
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实感温度也称为黑球温度。它可以通过黑球温度计来测量。也可以通过经验公式计算得出。实测表明,
在人体的舒适感范围内,全面辐射采暖时的实感温度可比室内环境温度高出 2~3℃。即在相同舒适感前提
下,全面辐别采暖的室内空气温度可比对流采暖室内低 2~3℃。在局部地区辐射采暖的环境中。辐射照度
与周围空气温度的对应关系见表一。
从表一可知,辐射照度和周围空气温度的关系是在一定范围内可以互补的,即在环境温度较低时可配
合较高的辐射照度,并注意使人体头部感受到的辐射强度小于允许值;
表一人体需要的辐射照度与周围空气温度的关系
周围空气温度(℃) 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2
辐射顺度(W/m2) 81 122 163 204 244 285 326 36 407 448
周围空气温度(℃) -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22
辐射照度(W/m2) 488 529 570 611 651 692 733 773 814 855
在环境温度较高时可配合较低的辐射照度,两种情况都可以产生良好的热效应。
根据有关方面的研究结果表明,人体的舒适感与人体的各种热湿交换如对流、辐射和汗水的蒸发等有
着密切的联系。在保持人体散失总热量一定时,适当地减少人体的辐肘散热而相应地增加一些对流散热,
就会感到更舒适。根据传热学理论可知,人体的辐射散热取决于人与外界的有效辐射,人体的对流散热则
取决于空气环境的温度和流速。辐射采暖时,由于人体和物体直接受到辐射热,而室内地面、墙面及物体
表面的温度比对流采暖时高,使得人对外界的有效辐射减少了,虽然周围的空气温度比对流采暖时低了,
却正好可以加大一些人体的对流散热,与人体的生理要求相吻合,所以会感到舒适。另外辐射采暖室内空
气上下对流弱,空气中含尘量少,空气温度分布均匀,对改善劳动条件和保持环境卫生大有益处,可为人
们提供较对流采暖更舒适而