不同供暖方式节能性.doc

不同供暖方式节能性、舒适性、互动分析u 电热膜的采暖电热膜的组成原理： 低温辐射电热膜供暖系统是以电力为能源，以纯电阻为发热体，将热量以远红外热的形式向室内供暖。他由聚酯膜、导电银浆、导电碳浆、金属载流条等组成。作为该系统主体的电热膜是，一种通电后能发热的半透明聚酯膜，具有耐高温、耐潮湿、承受温度范围广、高韧度、低收缩率、运行安全、便于运输等诸多优良特性。远红外热首先加热室内密实物体，然后物体再将热量传给空气，室内空气温度升高滞后于人体温度，减少了环境对人体的冷辐射，所以其综合效果优于传统的对流供热。地面采暖地面采暖是将整个地面作为低温辐射采暖源的取暖方式，具有其它采暖方式不可比拟的优点，被一致认为是最科学合理，最舒适健康，最经济节能的采暖方式。下热上凉符合古人暖足寒头的中医保健理论，是其它采暖方式所无法相比的，是一种对房间微气候进行调节的高效采暖系统。电热膜的采暖原理：低温辐射电热膜是一种通电后能发热的半透明聚酯薄膜，由可导电的特制油墨、金属载流条经印刷、热压在两层绝缘聚脂薄膜间制成的一种特殊的加热产品。低温辐射电热膜供暖是一种电热辐射供暖方式，它以电力为能源，以电热膜为发热体，将大部分热量以辐射形式送入房间，使墙壁、家具升温，然后再通过对流换热加热室内空气，并通过独立的温控装置使其具有恒温可调、经济舒适等特点。可安装在天棚中、墙裙内或地板下面。为了更大的发挥电热膜利用效率，要求在电热膜与楼板和墙体之间用隔热材料隔热保温，防止热量向外散失。每个房间的电热膜连成一个单元回路，由一个温控器控制，温控器可以设定工作时间及房间取暖温度，使电热膜在设定的时间内自动根据房间温度状况工作或断开。当房间温度达到温控器设定的温度时，电热膜停止工作，达到节能目的。电热膜采暖主要有两种方式，即辐射和传导原理。传导原理，从物理学讲，热的传导必须有冷、热物体的直接接触或通过中间介质才能进行，这样温度高的物体表面温度会降低，温度低的物体表面温度会升高，我们的电热膜发热温度通过测试得知，为35左右，我们可以近似认为电热膜为热源；地板的表面温度为室内温度，可以认为是冷源，而我们的电热膜和地板是完全接触的，这样就产生了传导的方式，地热膜通过加载220V电压来提供足够的能量，地板的表面温度会持续的上升，直至达到35，达到动态的平衡。当我们走在地板上时，就会感觉到地板也是热的。热辐射原理，从物理学讲，物质是由分子组成的，而分子又是由原子和电子组成的，当原了内部的电子受激振动时，就会产生交替变化的电场和磁场，发出电磁波向空间传播，这就是辐射。激发的方法不同，所产生的电磁波波长就不相同，它们投射到物体上的效应也不同，如果是自身温度或热运动的原因而激发产生的电磁波就称为热辐射。热辐射不需要物质的接触即可进行热量传递，就像太阳能够穿越辽阔的太空向地面辐射一样。但辐射换热过程却伴随着能量形式的两次转化，即物体一部分内能（如电能）转化为电磁波发射出去，当电磁波能射到另一物体表面而被子吸收时，电磁波能又转化为内能（如热能）。那么电热膜首先加热室内密实物体，然后物体再将热量传给空气，室内空气温度升高滞后于人体温度，减少了环境对人体的冷辐射，所以人在有电热膜加热的房间内会有16很舒服的感觉，而没有冷意。电热膜就是遵循这两个原理实现供暖的。首先把电能接入电热膜，电流通过铜（银）载流体使石墨发热，通过地板进行热传导，并不断向外发射电磁波。当电磁波射到人体或物体后，被物体表现吸收，将电磁波能转化为热能，使人体感到温暖。就像严寒的冬天，我们站在冰天雪地的室外，当太阳照射在我们的身体上却一点儿也不感到外界的寒冷，更何况我们站在热源的地板上，又有电热膜的辐射热量，我们的舒适程度可向而知。电热膜的供暖就是这样一个简单的道理，而完成一个舒适的过程。 电热膜低温辐射采暖系统的主要设备是电热膜和温控器。电热膜结构为两层聚脂薄膜，中间热压上很多条特制导电油墨线（电阻线），再用两条银色金属载流条将油墨线并联后引出。将电热膜铺设在地表面或者在房间顶棚石膏板吊顶内，也可以铺设在墙体表面，通过绝缘导线与安装在墙面上的温控器相连，并以此控制电源的通断，实现室内温度分室自由调控，恒温舒适。温控器是安装于电灯开关旁边的一个自动控温器件，安装在暗配86接线盒上，内附（或外带）温度传感器，设有温度刻度，可随意调控室温，有的还可以用数字编程，分时段控制温度，可把一天分成六个时段，7天作一次循环，自动调整室内温度；长期外出时还可以设置099天的低温防冻期，把室温定在6，可在预定回家时刻，提前把室温提高到舒适温度。有的温控器还可电话遥控。舒适性： 由于地暖电热膜辐射采暖具有辐射强度和温度的双重作用，减少了房间四周表面对人体的冷辐射，人体直接接受热辐射，有阳光般温暖的感觉，没有燥热感；地暖电热膜无机械介入，无噪声；同时辐射采暖空气对流量小，室内无浮尘，空气清洁，有利于健康；另外地暖电热膜发热后产生的红外线，9.5im的波长对一般性炎症有治疗作用。节能性： 地暖电热膜供暖系统，每个房间都有独立的温控器，可以根据自己的需要任意调整不同房间的温度，做到运行费用自我控制，达到行为节能。由于地暖电热膜采暖使用的是清洁的电能源，在完成采暖的运行过程中无排放物，对环境不会造成任何污染，从而地暖电热膜是一种行合国家政策环保性产品。电热膜的采暖流程图：产业技术现状及市场情况u 毛细管平面辐射空调供暖 毛细管平面辐射空调供暖散热原理利用水比空气更能有效地传递热能的这个原理，把毛细管网安装在室内墙面、地面或顶棚上，通热水的时候向室内辐射传热，通冷水把室内热量带走，从而将采暖和制冷在一套空调中体现。何为毛细管热泵毛细管辐射空调系统 如今，现代建筑的空调系统必须要符合很高的要求。传统的空调系统如通风设备和 静态供热很难同时达到最佳热的舒适性、最省的空间和节能的要求。 毛细管是这个领域的一项新技术，它可以根据周围环境自动调整红环境的换热量。 用水做热媒的毛细管使用的是弹性塑料，直接铺在房间围护结构表面的下方。这样 房间的天花板、地板和墙壁就会变得非常的温暖舒适。v这样，使用者和房间表面之间的能量传递就通过辐射的方式进行。辐射是在自然条 件下调整各物体间的热平衡。 研究已经证明，因为这个原因，毛细管制冷、采暖系统可使人们感觉更舒适，从而 具有更高的工作效率。毛细管系统原理 采用 4.3X0.8 mm 的 PPR 塑料毛细管组成的间隔为 10 mm 30 mm 的网栅，犹如人体 中的毛细管，起到着分配、输送和搜集液体的功能。在网栅中和人体毛细管中的液体流 动速度基本相同，都在 0.05 0.2 m/s 之间。同时人体皮下组织的毛细血管与周围环 境成功地进行了传热交换，达到自身温度调节的目的。 冬季毛细管内通较低温度的热水,柔和的向房间辐射热量；夏季毛细管内通温度较高的 冷水,柔和的向房间辐射冷量。由于毛细管席换热面积大，传热速度快，因此传热效率 更高。 毛细管网辐射末端系统的优点： 1）高舒适度 经实践表明，辐射是舒适性最高的传热方式量和热量都是通过辐射的方式进行的，因而较其他形式的末端形式舒适度比较高。 由于网栅由间距很小的平行毛细管均匀分布，热辐射交换面积特别大，所以室内温度非常均匀。热/冷辐射表面基本没有温度区别。并且人体和空间的热交换主要是辐射的形 式进行，这一静态制冷及自然温暖的环境使人体感到非常舒适，身体感到的温度比室温高23。这一点可以额外地达到节省能源的目的。每个房间采用单独循环结构，故通过安 装在房间的室温调节器可单独控制各房间温度。 2）最为安静的空调系统： 与传统的风机盘管相比（风机盘管存在电机、风机等室内运动部件，因此，会产生3545dB 左右的噪音），毛细管辐射式空调系统没有室内运动部件，不会产生任何室内噪音， 是最为安静的空调系统。 3）没有冷凝水盘不存在细菌滋生源： 毛细管席埋设在吊顶内或墙内，主要靠辐射传热给建筑物供冷或供热，与风机盘管相 比没有凝结水系统，不会发生排水不畅，造成滴水等现象。也不存在传统的风机盘管滴水 盘中滋生细菌，影响室内卫生条件的现象。 4）节能效果显著： 通常毛细管系统的夏季供水温度为 16-18 度，冬季的供水温度为 26-32 度，相对于传 统空调有较高夏季供水温度和相对较低的冬季供水温度，可节省大量能源。 5）较强的蓄冷/蓄热能力： 在系统关闭或停电等状态下的较长时间内温度都不会升高（夏季）或降低（冬季）。 6） 较强的自调节平衡能力： 夏季随着室内温度的升高与辐射面温差加大，提高了辐射冷量。冬季随着室内温度的降低与辐射面温差加大，提高了辐射热量。 7）毛细管末端占用建筑净空小，节省建筑空间。 在空调房间内找平后的吊顶下或墙面上先铺设毛细管席，然后抹上 510mm 厚的灰泥，形成辐射面即可。 8）毛细管布置灵活，施工方便： 由于毛细管重量比较轻，因而布置比较灵活，有多种安装方式，如吊顶抹灰安装、墙面抹灰安装、金属模块安装等，其施工比较方便。 9）特别适合同地源热泵配合使用，达到更节能的效果。三合一地源热泵+毛细管网辐射空调系统原理图毛细管网辐射空调控制方式 地源热泵和除湿新风机组的控制：机组上设有控制面板，可就地控制机组启停和运行模式；由供、回水温度自动控制机组启停； 室内温度和防结露控制：每个房间作为一个空调区域，安装1个防结露温控器，由温控器控制相应回路上电动阀的通断，控制室内温度在设定范围；每个房间安装1-3个露点探测器，当房间湿度较大接近露点时，防结露温控器会自动切断水系统电动阀，启动防结露保护。 室内湿度控制：通过除湿新风控制室内湿度在设计范围内。空调系统？ PPR毛细管网是理想的高效换热器，这是由其结构特点和材料特点决定的。毛细管热泵空调系统是指利用毛细管作为采集能量的前端采集器或释放能量的末端散冷散热器。热泵空调根据需要可以采用水源热泵主机，也可以采用空气源热泵主机。在冬季毛细管辐射供热工况，供水水温只需30-35即能达到室温 202 ；夏季毛细管辐射供冷工况，辅以置换新风的除湿系统，供水水温只需18即能达到室温 262。为了区别于传统工况的空调系统，特命名为毛细管热泵空调系统。 节能性:该系统包括三个独立系统： 1、低品位能量采集系统：毛细管网作为水源能量采集器可以置于海洋、江河湖泊、工业废水、生活污水中高效提取能量，把传统开式取水系统变成闭式循环系统，不必考虑水质的影响。毛细管网土壤能量采集器埋置在浅层土壤中采集能量，解决了传统打深孔技术受地质条件影响大和效率低的问题。这样，从初投资和运行管理费用上都会大大节省。 2、热泵主机能量转换系统：水源热泵主机从低温水源中提取能量，向室内毛细管辐射末端系统供冷供暖，夏季运行时能能效比可达1：10，冬季供暖运行时可达1：8 ，远远高于传统的空调系统。如果没有适用的水源，也可以采用空气源热泵空调，直接从空气中提取能量。由于冬季供水水温只需28，所以空气源热泵空调的运行效率也会大大提高。 3、室内毛细管能量释放系统：如果仅用于供暖，超薄的毛细管网也可以当散热器，不占空间，不占层高，可以在地面、墙面和顶棚因地制宜安装，热反应时间10-30分钟，舒适性很强。与地板采暖相比，可以节省50mm豆石蓄热层，减轻建筑荷载，与传统地暖的综合造价相当。毛细管网可以用小温差辐射采暖制冷两用，但是为了避免湿度大露点高辐射供冷产生凝露，就要配套除湿系统。常规采用毛细管网恒温辐射+置换新风方案，实现高舒适低能耗达到最高健康环保要求，称为毛细管网生态空调系统，造价与传统中央空调+地板采暖相当，但是节省了空间和能耗，实现的舒适度则是传统空调技术无法比拟的。 优势对比分析 毛细管热泵空调系统与常规供冷、供暖系统相比有以下优点： 优势1：环保无污染 省去了锅炉系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染，使环境更加洁净优美，是真正低碳排放、气候友好型可再生能源利用技术。 优势2：高效节能 无论冬季还是夏季，每投入1KW电能均可得到8KW左右的热能或冷能，能源利用效率远高于其他形式的供热或供冷空调系统。 优势3：应用范围广 除了从土壤或地下水提取能量，还可以从工业废水、污水、中水、湖水、海水中提取能量，广泛地应用在民用建筑采暖、冷暖空调、工业企业冷冻、冷藏、冷却、加热等领域，从而节约了大量采暖、供热、供冷能量。 优势4：运行稳定安全 毛细管热泵空调系统从温度相对恒定的低温水源中提取能量，相当于汽车以经济时速在高速公路上行驶，平稳而安全，故障率较低。 优势5：节省运行费用 本系统最大特点是节能减排，利用可再生能源。无论冬季还是夏季，运行成本只有传统供冷供暖方式的1/21/3。 优势6：不占任何空间 超薄的毛细管网在地面、墙面和顶棚因地制宜安装，不占空间，不占层高，可有效节省建筑物室内空间。 优势7：创造高品质的室内环境 由于毛细管系统无送风装置，因此室内无吹风感，无噪声影响；均匀布置的毛细管系统降低了室内空间的温度梯度，使房间的温度均匀一致，人体感觉更加舒适。 毛细管网应用：从德国进入中国 毛细管网在欧洲已经应用20多年，德国柏林Treptower Allainz保险公司、维也纳双子大厦、德国柏林stolpchensee别墅区、比利时布鲁塞尔UCB药厂、德国勒沃库森足球体育馆、德国HANNOVER2000展览会展馆、 德国柏林动物园企鹅馆等项目都采用毛细管网。2005年毛细管网进入中国以来，也在很多项目上应用。清华大学节能示范楼、清华大学环境楼、北京科委办公楼、北京侨福芳草地、南京锋尚、南京朗诗所有项目样板间、深圳招商地产总部办公楼、天津富水一方、绿地能源大厦、山东日照港务局培训中心、西藏华能水电站基地、重庆锰都大酒店水源热泵系统改造一期二期等项目中都应用了毛细管网。毛细管网不仅只用于空调系统末端，也开始应用于前端，应用形式灵活多样，毛细管网设计和安装技术已经成熟。2010年，新国家标准民用建筑采暖通风与空气调节设计规范即将颁布，毛细管网的设计使用是主要一项增编内容。关于毛细管网施工的技术规程和验收规范由同济大学牵头正在制定国家标准，国家十一五科技支撑计划中有多个课题与毛细管网有关。 此前，毛细管网的应用曾经是德国技术的标榜、科技地产的标榜和高端项目的标榜，毛细管网制造技术为德国企业垄断几十年。北京普来福环境技术有限公司和北京化工大学走产学研合作的道路实现了毛细管网的国产化，大大降低了使用成本，为这项先进技术在我国广泛推广应用提供了条件。目前，国产化的毛细管网通过了国家权威部门各项检测，通过了住房与城乡建设部的科技成果评估与推广，并且被部分城市建设管理部门列入本地优先推荐的节能产品目录，在政府投资项目中引导使用。 节能性分析在空调系统中,对空气的降温处理要求冷源的温度低于房间空气的干球温度,对空气的除湿处理则要求冷源的温度低于房间空气的露点温度。传统空调系统使用同一冷源对空气进行降温和除湿处理,因而可能造成能源品位的浪费。传统空调系统采用冷凝方式对空气进行除湿,与此同时对空气进行冷却,其吸收的显热与潜热比只能在一定的范围内变化。当建筑物实际需要的显热潜热比在较大的范围内变化时,往往不能满足实际需要。这样,要解决空气处理的显热与潜热比与室内热湿负荷相匹配的问题,就必须寻找新的除湿方法,实现不依赖于温度的“独立除湿(Humidity Indepen2dent Control) ”。而毛细管顶板系统则较好的做到了这一点:由独立新风除湿系统来承担湿负荷及潜热热负荷,室内的辐射末端负责去除显热。供水温度的变化会使系统的效率大为提高。另外毛细管空调末端系统还可以和任何形式的冷热源结合使用,尤其是与土壤源热泵、闭式地表水水源热泵以及空气源热泵等配套使用。夏季可以采用地下水直供,不需要开启机组制冷,节能效果更明显。毛细管网栅在热交换过程中几乎没有能量损失。水温与室温相近,从而在最大程度上减少了能源消耗。与传统的风机盘管空调系统的火用分析比较毛细管顶板空调系统与风机盘管系统均为稳定流动的开口系统。下面分别以供水温度为7 、供回水温差为5 的风机盘管系统和供水温度18 、供回水温差为2 的毛细管顶板空调系统为例计算传统风机盘管系统和毛细管顶板调系统的效率如下(假设环境温度为25 ) :供水温度18 的工质焓火用为:ex = 4. 19 (18 - 25) + (273 + 25) 4119 ln25 + 27318 + 273= 0135kJPkg回水温度20 的工质焓火用为:ex = 4. 19 (20 - 25) + (273 + 25) 4119 ln25 + 27320 + 273= 0118kJPkg供水温度7 的工质焓火用为:ex = 4. 19 (7 - 25) + (273 + 25) 4119 ln25 + 2737 + 273= 6137kJPkg回水温度12 的工质焓火用为:ex = 4. 19 (12 - 25) + (273 + 25) 4119 ln25 + 27312 + 273= 1122kJPkg室内围护结构表面温度的降低使平均辐射温度和作用温度降低,从而可以提高室内设计温度,在相同的舒适度情况下,要比传统空调系统节省能量,在此取两种系统的单位面积冷负荷相等,则系统的工质质量流量可按下式求得:Q = CP mt (2)两种的工质水的质量流量之比为m1Pm2 = 2P5。对7P12 的风机盘管空调系统,其位空调面积单位时间消耗的焓火用为:E1 = m1 ( ex1 - ex2 ) = m1 (6. 37 - 1. 22) = 5. 15m1对18P20 的毛细管顶板空调系统,其单位空调面积单位时间消耗的为:E2 = m2 ( ex