向几乎所有供暖行业的人询问有关辐射板供暖的问题,他们很可能会开始描述嵌入地板的管道。迄今为止,辐射地板采暖是辐射面板市场的最大组成部分。这是从住宅到大型工业应用的许多项目中的绝佳方法。但是,它不一定是下一代低能耗房屋的理想解决方案。

仅从热源性能的角度来看,具有紧密间隔的管道(6至9英寸间距)的裸露混凝土板的低工作温度是非常有益的。在设计日,隔热良好的房屋可能只需要供水温度在85°-90°F范围内,以将内部空间保持在70°。冷凝锅炉,太阳能集热器和水力热泵都喜欢在这些低温下运行,并通过在其性能范围的上限附近运行来表示感谢。

那是个好消息。不利之处有两个:首先,在隔热良好的房屋中,加热地板所需的平均地板表面温度仅比室温高出几度。您可以使用以下公式估算平均地板表面温度:

公式1

Where:

TS(ave)=平均地面温度(°F)

TR =室温(°F)

q =来自地板的向上热通量(Btu / hr.ft2)

例如,假设一栋房屋的加热地板面积为2,000平方英尺,设计热量损失为30,000 Btuh。在设计载荷条件下所需的向上热通量为:

公式2

假设室内空气温度保持在70°,则平均地面温度为:

公式3

该温度等于或略低于正常裸皮温度。在这种情况下,热量将从脚或手传导到气流,如图1中的红外图像所示。在整个供暖季节中,地板表面温度甚至会更低,当温度升高时,地板表面温度可能会降低约74°。室外温度为35°。

没错,地板仍然比对流式暖气更温暖。但是,它可能无法产生广为宣传的辐射地板采暖的光脚友好效果。房间仍然保持在70°的事实不太可能满足顾客对触摸式地板的未满足期望。

另一个缺点是热响应。低能耗房屋尤其容易受到内部增益引起的温度快速变化的影响。在许多新房中,被动式太阳能热量获得高于平均水平的情况进一步加剧了这种情况。

这些特性对于加热的混凝土板等高质量的散热器来说并不是一个好兆头。当太阳出来时,空间将迅速过热,并且大量的太阳能将通过必要的通风而损失掉,以防止房屋变成桑拿房。

寻找

低能耗家庭需要能够快速改变其热传递速率的散热系统。认为喷气滑雪而不是油轮。低质量辐射顶板是一个不错的选择。加热的天花板将超过90%的热量输出作为热辐射。它们将热量辐射“照亮”到房间内,就像灯具将可见光向下照射一样。它们具有以下优点:

•低热质量— 低质量的辐射天花板可以在冷启动后迅速升温。它们是需要从挫折状态中快速恢复的房间的理想选择。低质量也意味着它们可以在必要时迅速中止热量输出。当出现明显的太阳热量增加时,这有助于限制过热。

•更高的热量输出- 因为乘员不与他们接触,所以辐射天花​​板可以在比辐射地板更高的表面温度下运行。这样可使每平方英尺天花板产生更多的热量。例如,在平均表面温度为102°的天花板上,每平方英尺将大约55 Btuh释放到保持在68°的房间中。这比平均表面温度限制为85°的辐射地板高出近60%的热量输出。

•不受更换地板覆盖物的影响— 可以肯定地说粗毛地毯天花板的日子已经过去了。天花板是房间中最不可能被覆盖的表面,尤其是任何具有高耐热性的东西。因此,加热的天花板的输出不太可能受到表面覆盖物或家具放置的影响。

•温暖房间中的物体- 从加热的天花板发出的辐射能被下面房间的表面吸收。这包括通畅的地板面积以及房间中物体的表面。朝上的表面倾向于吸收大部分辐射能。床,桌子和家具的顶部比房间的空气温度略高。辐射活动天花板以下的地板的表面温度将比通过对流加热房间时的温度略高。

•易于改装- 辐射天花板通常比辐射地板更容易翻新到现有房间中。它们给结构增加的重量很小,所需的净空损失最小。

图2显示了我们用来使用标准建筑材料,½英寸PEX-AL-PEX管和铝制传热板构建低热质量面板的一种结构细节。

图3至图10显示了此辐射天花板的安装过程的几个阶段。

图3显示了3/4英寸厚的箔片状聚异氰脲酸酯泡沫绝缘带,撕成7¼英寸的宽度,并使用接触粘合剂粘结到7/16英寸定向的刨花板片上。 OSB板钉在天花板框架上,以提供平坦的“螺钉底座”材料来平衡系统。

泡沫绝缘材料将被保留在管道中180度回弯处的位置。您还可以看到围绕天花板接线盒没什么大不了的。如果使用1¼英寸深的接线盒,则可以将它们直接拧到OSB的底侧。如果需要更深的盒子,则必须将它们固定在OSB上方,并通过OSB中的切口突出。

图4显示了在杆柄上的3英寸辊子,该辊子用于在箔片表面上放置接触式粘合剂。该粘合剂仅放置在每个¾英寸凹槽的一侧。这个重要的细节使铝制传热板在将管子最终推入到位时能够略微膨胀。

图5示出了如何将接触粘合剂卷到每个传热板的一个后侧上。只需使用滚筒进行一两遍快速检查即可。这些板很轻,只需一点点接触粘合剂就可以走很长一段路。

图6示出了将板压靠在面对箔的泡沫条上的位置。这是涂有接触粘合剂的两个表面相遇并立即粘合的地方。重要的是要握住板,使管槽紧靠粘合剂侧面的泡沫边缘。当将管材压入到位时,这会在管材槽的另一侧留出非常小的膨胀空间。它还可以使所有凹槽保持整齐对齐。

图7显示了将½英寸PEX-AL-PEX管材放置到位的安装程序。地板上的一个人向上输送管道,使其与凹槽对齐。靠近天花板的人正在用木制浮子将油管向上推到位。与用手掌敲打油管相比,这更容易且符合人体工程学。

图8显示了管道的位置,以及接线盒周围的“弯路”。只需将盘子放在该区域即可。

在这个特定的项目中,辐射天花板回路的总管站位于地下室。这比尝试将它们定位在阁楼中要容易得多。每个回路的供气和回流都有一个“上升器”,该“上升器”向下穿过内部的钉壁,如图9所示。

当系统配备有良好的强制水冲洗功能并包括微气泡空气分离器时,将空气从天花板回路中排出并保持空气流通就没有问题。

最后一步是使用2½英寸的螺丝安装½英寸的干墙,这些螺丝以12英寸的间距打入管子中间的行中,如图10所示(来自另一个项目)。这些螺钉将“挤压”组件,并有助于确保铝板的底部与干墙的背面之间的良好接触。

以正常方式完成石膏板。完成后,没有视觉指示,天花板很快将成为豪华的辐射板。

完美的表现

可以使用以下公式估算此天花板的热量输出:

公式4

Where:

Qroom =到天花板房间一侧的传热率(每平方英尺Btuh)

Tw(ave)=墙壁回路中的平均水温(°F)

Tr =室温(°F)

举一个例子:如果在进水温度为115°,回路温度下降为10°并以68°向房间供热的情况下,确定该辐射天花板的热量输出。

面板中的平均水温为115 – 10/2 = 110°。现在,将数字插入第18页的公式中,然后通过计算器运行它们。

公式5

在第一个示例中,此输出几乎是低能耗家庭所需的每平方英尺15 Btuh的两倍。在这种情况下,隐含的含义是1平方英尺的加热天花板可以为几乎2平方英尺的建筑面积提供热量。与用管道填充地板相比,这意味着更少的材料和更低的安装成本。

这种低温性能使该辐射板非常适合采用mod / con锅炉的系统,以及使用可再生能源热源(例如太阳能集热器和水力热泵)的系统。

图11显示了使用前面显示的细节构造的成品辐射板天花板。它与标准干式墙天花板没有区别。但是,如图12所示,同一天花板区域的红外热图像表明这不是普通的天花板。

图12中的红外图像是在热水开始流过单个天花板面板电路约10分钟后拍摄的。图像左侧的红色条纹显示出铝板出色的横向热扩散。这些条也证明这些板与干墙的背面良好接触。您能告诉我们水流越过该天花板的方向吗?

如果您从未尝试过辐射式天花板,那么我建议您这样做。我已经在多个项目中使用了这种面板结构,并且一直对安装方法,性能和没有问题感到满意。顺便说一句,通过合适的系统控制,该天花板非常适合辐射冷却应用。

发布日期:2/15/2016

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