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住宅地板輻射采暖解決方案
時間：2018-01-09
工程概況
南京地區的某自建別墅，地上三層，地下一層。各層采暖面積：三層137平方米，二層214平方米，一層253平方米。計劃用空氣源熱泵采暖機組供應40/45攝氏度熱水，戶內地板輻射采暖，室外設計溫度下運行十四小時。已知370粘土磚外墻，中空玻璃。試分析確定地暖盤管間距，并試選空氣源熱泵機組容量。
解析：查《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》（ＧＢ50736－2012）附錄Ａ，南京供暖室外計算溫度?。?.8攝氏度，室內設計溫度取18攝氏度。
（1）東、西墻基本耗熱量
房間外墻：4.8Ｘ2.7=13平方米；墻體的傳熱系數是1.56瓦/平方.k，墻體耗熱量=1.56Ｘ13Ｘ(18+1.8)=402瓦
南窗墻基本耗熱量
房間外墻：6.9Ｘ2.7=18.6平方米；窗體面積：（1.2+1.8+1.2）Ｘ1.5=6.3平方米；
墻體面積：18.3-6.3=12.3平方米；
墻體的傳熱系數是1.56瓦/平方.k，窗體的傳熱系數是2.4瓦/平方.k。
墻體耗熱量=1.56Ｘ12.3Ｘ(18+1.8)=380W
窗體耗熱量=2.4Ｘ6.3Ｘ(18+1.8)=299W
南窗墻耗熱量
房間面積6.9Ｘ4.8＝33平方米；屋頂的傳熱系數是1W/平方.K
屋頂耗熱量=1Ｘ33Ｘ(18+1.8)=653W
冷風滲透耗熱量（換氣次數取0.5次/小時）
Ｑ＝0.28Ｘ1.01Ｘ1.29Ｘ0.5Ｘ2.7Ｘ33Ｘ(18+1.8)=322W
總耗熱量：402+402+679+653+322＝2458W
頂層熱指標：2458/33＝74瓦/平方米
每天供熱14小時，末端散熱能力：74Ｘ24/14=127瓦/平方。
（2）觀察知非頂層房間中東南角的基本耗熱量指標最大二層（非頂層）右下角房間的熱指標：
(402+679+322)/33=43瓦/平方，每天供熱14小時，末端散熱能力74瓦/平方。
各層采暖面積：三層137平方米，二層214平方米，一層253平方米。
該建筑耗熱量：137Ｘ74+(214+253)Ｘ43＝30219W
別墅熱指標：30219/(137+214+253)=50瓦/平方米
查取《地暖規程》GJG142-2012附錄B1.1.1-1，的散熱量表：
陶瓷地面，室內18攝氏度，空氣源熱泵水溫平均42.5攝氏度，200mm的間距散熱量是121瓦/平方米，基本滿足要求。頂層以200mm間距為主，其他層可以采用250~300的間距(250mm的是115瓦/平方米，300mm的是108瓦/平方米)。
通過計算，出水溫度45攝氏度的空氣源熱泵，在連續供暖的情況下，北方(室外-5.5攝氏度)370外墻，中空玻璃的自建房頂層主間距250mm(個別邊角房間間距可取200mm)沒有問題；非頂層同樣情況下，主間距可取300mm(邊角房間間距可取250mm)。
當然如果是間歇供暖，對應間距建議加密50mm。即頂層主間距可取200mm(個別邊角房間間距可取150mm)；非頂層主間距可取250mm(個別邊角房間間距可取200mm)。室內地暖盤管末端散熱余量較大，應增設溫控裝置。
根據1匹（馬力）＝735（瓦）及能效比（供熱、制冷系數）公式ε＝Q/W，假設室外采暖設計溫度下(-1.8攝氏度)能效系數為3.5(和室外溫度有關)，每天供熱14小時需要外機實際供熱能力：
41098Ｘ(24/14)/(3.5X735)=27匹，可以選6臺5匹空氣源熱泵采暖機組。運行時，可根據室內負荷確定所需啟動的空氣源熱泵數量。
鑒于地暖墊層本身有較大的蓄熱能力，足以維持室內的熱舒適性，可不設蓄能水箱，采用空氣源熱泵機組直供。各層地暖平面如圖。
