前不久一位業(yè)主提出疑問,在選購地暖材料時,商家說地暖管嵌在模塊里會影響散熱,導(dǎo)致采暖效果不佳,因此不推薦地暖模塊。向木又寸求證是否屬實。
業(yè)主疑問
要弄清楚這個問題,首先我們要了解在模塊地暖工況下,地暖管接觸保溫材料的面積到底有多大,與傳統(tǒng)濕式地暖相比,差別有多少,對散熱面的影響有多大。
同時,模塊地暖是否還存在其他影響采暖效果的因素。為此我準(zhǔn)備了兩組地暖工況進行實驗。
實驗準(zhǔn)備
工況1:傳統(tǒng)濕式地暖。使用材料:綠羽2cm厚白晶板,鍍鋁反射膜,卡釘,地暖管。
工況2:模塊濕式地暖。使用材料:綠羽EU400S圍棋板,地暖管。
實驗過程
1、散熱面差異
在兩組工況下我們可以發(fā)現(xiàn)地暖管與保溫層均有接觸,取5cm接觸長度,根據(jù)計算,可分別得出接觸面積。
工況1:從上圖可以看出,僅管道下沿與保溫層接觸,5cm區(qū)域內(nèi),接觸面積經(jīng)實際測量計算為:5cm*0.18cm=0.9平方厘米。
工況2:從上圖可以看出,圍棋板底部HIPS膜的連接絲可抬起管道,管道底部并不會直接與保溫層接觸,即管道底部散熱面不受影響。
只有管道側(cè)面與蘑菇頭部分接觸。5cm區(qū)域內(nèi),接觸面積經(jīng)實際測量計算為:3.5cm*0.68cm=2.38平方厘米。
在濕式地暖中,回填層+飾面層組合成一個蓄熱層,蓄熱層把熱量傳遞給房間,地暖管散熱的目的是給蓄熱層加熱。因此,地暖管與混凝土回填層接觸面積即散熱面積,與保溫層接觸面積即影響散熱面積。
根據(jù)計算可得,5cm區(qū)域內(nèi)管道被混凝土完全包裹面積為:3.14*1.6cm*5cm=25.12平方厘米。
以上可得:
工況1:地暖管在擠塑板上影響散熱面積占比為0.9/25.12=3.5%
工況2:地暖管道在模塊上影響散熱面積占比為2.38/25.12=9.5%
二者之間只相差6%,散熱面差異很小。
同時,兩種工況不僅僅是散熱面積的差異,還應(yīng)當(dāng)綜合考慮回填層體積差異以及兩種保溫材料的性能差異。
2、回填層體積差異
兩種工況在同樣的回填層厚度下,工況2因為有蘑菇頭固定體積的存在,回填層所需要的混凝土體積是更小的,所以管道只需要加熱更少的混凝土即可(2cm回填層,混凝土減少25%,3cm回填層,混凝土減少17%)。
因此,工況2的情況下升溫其實更快。不過由于濕式地暖在冬季使用時是常開的,升溫速度在濕法上其實就是偽命題。
3、保溫材料的差異
從熱水熱量到房間溫度,基本是穩(wěn)態(tài)傳熱的過程。在其他參數(shù)都相同的情況下,兩種工況最大的區(qū)別是保溫層材料的差異,其中,保溫性能的差異就是指熱阻差異。
熱阻越大,保溫效果越好。經(jīng)測試,綠羽2cm厚白晶板的熱阻是0.58㎡·K/W,EU400S的熱阻是0.74㎡·K/W。
保溫層底板厚度同是2cm,EU400S的熱阻是2cm白晶板的1.28倍,并且在施工過程中,工況1卡釘?shù)氖褂眠€會破壞白晶板,所以EU400S更節(jié)能。具體節(jié)能多少,我們可以通過ansys軟件模擬出實際結(jié)果。
模擬條件:
進出水平均溫度45℃,樓板120mm,室內(nèi)溫度20℃,樓板下室內(nèi)溫度18℃,管道管徑16mm,管道間距150mm,管道流速0.5m/s。
結(jié)果如下所示:
工況1:向上傳熱量為90.22W/㎡,向下傳熱量為25.7W/㎡。向上傳熱量占比77.81%。
工況2::向上傳熱量為107.26W/㎡,向下傳熱量為21.85W/㎡。向上傳熱量占比82.94%。
通過以上數(shù)據(jù)可得出結(jié)論,圍棋板向上傳熱量和占比都同比白晶板高,因此圍棋板的保溫效果要更好。
結(jié)論
1.模塊產(chǎn)品不影響地暖散熱。在EU400S圍棋板和2cm白晶板的對比中,地暖管與保溫材料的接觸面積差異在實際的采暖效果中體現(xiàn)不出來。
2.因兩種保溫材料構(gòu)造不同,使用EU400S圍棋板的工況下,地暖升溫更快,向上散熱量更高,節(jié)能效果更好。
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