天然氣紅外線輻射供暖系統(tǒng),也被稱之為輻射采暖,燃氣輻射等。這種方式就是利用紅外線的穿透空氣而不加熱空氣的特性,通過燃燒天然氣(液化氣)產(chǎn)生高溫,形成紅外線進行采暖。原理來自太陽。這種設備需要具備天然氣或液化氣為前提。
紅外線是整個電磁波波段的一部分。波長在0.76-100微米之間的電磁波,尤其是波長在0.76-40微米之間的電磁波能量集中,熱效應顯著,所以稱為熱射線或紅外線。燃氣輻射管發(fā)出的紅外線波長在3.5-5.5微米之間。當紅外線穿過空氣層時,不會被空氣所吸收,它能穿透空氣層而被物體直接吸收,并轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?,不僅如此,紅外線還能夠穿過物體或人體表面層一定的深度,從而從內(nèi)部對物體或人體進行加熱,這就是輻射供暖的基本原理。
在建筑物內(nèi)2m以下是人員、設備集中的空間,這里是室內(nèi)采暖要解決的根本區(qū)域,如果熱空氣能停留在這個空間內(nèi),對滿足工藝要求、人員舒適性以及降低能源消耗等方面將是好的效果。
為了克服高度方向的垂直失調(diào),目前對于高大空間建筑物的采暖,主要采用散熱器+集中空調(diào)的熱風采暖方式。熱風采暖的工作過程和散熱器系統(tǒng)一樣,也是一種對流換熱方式。如要求室內(nèi)溫度達到18℃,2m以上的空間也成為采暖對象,這樣大部分的能源被浪費;另外,一個好的熱風系統(tǒng),要有相應良好的氣流組織來實現(xiàn),這樣勢必又造成上部空間要有大量的通風管道及空氣處理設備,占用大量的空間;還有值班采暖的問題,一是夜間關閉新風管道閥門,開啟空氣處理設備,依靠室內(nèi)回風解決問題,其大特點就是不便于管理;二是設置單的值班采暖散熱器系統(tǒng),全天開啟,這兩種方式都會加大能耗。
由于對流采暖時,室內(nèi)空氣被加熱,并形成冷熱空氣的對流,因此室內(nèi)空氣溫度有較大的梯度,屋頂部分溫度高,地面附近溫度低,而輻射采暖時,輻射熱直接向下輻射,地面部分還可以積蓄部分熱量,因此室內(nèi)空氣溫度梯度小,相應建筑物上部的熱損失也較小。
燃氣在輸送過程中沒有什么損失,同時輻射器的燃燒又非常完全,因此整個采暖系統(tǒng)的熱量得以充分利用。而傳統(tǒng)的散熱器采暖系統(tǒng),熱源從鍋爐引出后,沿途有10~15%的熱損失,所以熱效率較低。
從燃氣紅外線輻射加熱器的工作原理和采暖特點來看,它特別適合高大空間采暖,既可以進行全面采暖,也可以對局部區(qū)域進行采暖,尤其適合高大空間內(nèi)的工位采暖,甚至可以設置同一空間的不同區(qū)域的采暖溫度不同,這是其他采暖方式做不到的。
我國目前采暖系統(tǒng)絕大部分采用蒸汽或熱水作為介質(zhì),通過空氣對流傳熱形式來取暖。采用這種方式采暖能耗相對較大,而熱空氣又總是在房間的上半部分,實際需要用熱的人和物體都在溫度相對較低的房間下部,人體舒適感較差。對于具有跨度大、落空高等特點的非居住高大空間建筑,由于門窗面積大,隔熱性能差,高度每增加1 m,采暖負荷就要增加2%(對4m以上高度的建筑),所以單位面積的采暖熱負荷很大。
輻射采暖是通過安裝在建筑物頂棚下面、墻壁上的或地板下的輻射采暖設備,以輻射形式將熱量直接輻射在需要采暖的人體和物體上的采暖方式。輻射采暖中比較常用的是陶瓷板和雙金屬網(wǎng)輻射采暖器,其中陶瓷板輻射采暖器包括1個附著在混合燃燒室上的多孔陶瓷板,燃燒室為陶瓷板的表面提供了燃氣和空氣的混合氣。氣體在陶瓷板表面燃燒,使陶瓷板加熱變紅,溫度達800℃,從而釋放出大量紅外線輻射。但雙金屬網(wǎng)或陶瓷板輻射采暖器的缺點是將煙氣排到室內(nèi),因此限制了其使用范圍。
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