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地暖安装及工作原理

http://www.housesu.com13年06月12日

地暖的安装及详细工作原理介绍(图)

2012-07-23 来源: 怡美嘉

目前国内市场上地暖系统的种类比较多,施工工艺也缺乏公认统一的标准,消费者往往比较难以作出选择。为此,我们本文中对不同种类的地暖系统做一个大致的比较,供大家作为参考。

首先所有的地暖系统都是通过加热地面材料来进行采暖的。但按加热的方式可以分为电加热和热水加热两大类。

电热地暖采用特殊的电热薄膜材料进行加热,其优点是铺装方便,占地面高度小,使用安静。整卷的电热膜可以根据使用情况进行任意的裁减。地面铺设电热膜和保温板后高度占用也很小。但其最大的缺点是能耗比较高,尤其当前全国电力供应紧张的情况下,使用电热地暖势必导致高成本。此外,在卫生间、客厅、厨房等瓷砖地面材料下通常不适合铺设电热地暖。

水暖采用燃气和燃油锅炉、太阳能等先将水加热,然后通过水管将热水在地面以下进行循环,以次加热地面材料辐射取暖。相对于电热技术,水暖在国外已经普及了数十年,技术相当成熟,产品线齐全,工艺相对规范,运行成本相对比较低,同时一般的水暖热源都能够同时提供生活热水的供应,无需另外购置热水器。

上图为电热地暖示例。

上图为水暖示意图

水暖的选择一般从热源、管道材料和施工工艺三方面来考虑。

热源

热源方面,目前国内家用燃油锅炉并不普及,太阳能热水器作为地暖的热源也不成熟,所以家用水暖一般都采用家用燃气锅炉作为热源。锅炉一般以进口品牌为主,主要为意大利以及韩国的产品。

管道材料

水暖采用的管道系统通常有PPR管、铝塑复合管、PEX管、金属管道几种

PPR水管

PPR 管是以无规共聚聚丙烯为基料,经改性处理后制成。相对于其他聚丙烯来说,它具有更好的机械性能、更高的拉伸屈服强度和抗冲性能,是热水输送管的极佳选材。 PPR管无毒卫生、安装方便、耐化学品性能佳,尤其是它具有良好的热熔接性能,其连接处分子与分子完全融合在一起,解决了长期困扰给水行业的管道连接处漏水问题,因此得以广泛应用,成为了目前家庭装修冷热水管道的主流产品。

然而,PPR管应用到地暖上却不太适合。原因为PPR管不能弯折,需要弯曲的地方必须使用管接头进行热熔接合。而地暖施工时为了保证热量分部的均匀,需要管道以一定的间距均匀分布在地面以下,因此管路走向复杂,弯曲多。如果采用PPR管,势必使用许多接头,不仅成本高,而且接头多了增加了施工复杂度,漏水的可能性增大。因此目前使用PPR管进行地暖施工的很少。

铝塑复合管示意图

铝塑复合管有时又称尤尼管,得名与最初生产推广该产品的Unipipe公司。该管材中间为铝管,采用纵向连续搭接高频焊接而成,同时在铝管的内外壁以相同的 PE(聚乙烯)材料复合,铝管与PE层之间采用高强度黏结剂五层共挤一次性生产完成。从而使管道同时具有金属管和塑料管的优点。铝塑复合管所采用的食用级 PE材料是经过特别研制,具有非常优异的耐高温性能,同时因中间层是经焊接的铝管,所以就解决了塑料管易渗氧、在高温状态下耐压性不高等缺点。确保了它能长期在高温、高压条件下安全使用。正因为如此,铝塑复合管和PPR管一样被广泛用作家庭热水管道。

用在地暖上面,铝塑复合管最大的优点就是能够像金属管一样弯曲。铺设时以整卷铝塑复合管在地面上弯曲,只需要少量的接头。同时,铝塑管厂家大都提供专业的连接工具和连接件,接头处施工十分方便,施工速度快。但在具有这些优点的同时,铝塑复合管的缺点就是成本高。目前质量好的管子都是从国外进口的,价格非常高;国产的品牌质量良莠不齐,令消费者不能放心。总体上看,将铝塑复合管应用在地暖上由于成本高,比较适合高档装修。
P0EX管

PEX管正式名称是交联聚乙烯管,它是由普通PEX材料在高温、高压下采用不同工艺使聚乙烯分子之间产生立体网状交叉连接。交联后的聚乙烯材料有良好的热固性,即不溶不熔;同时对化学物质的腐蚀有更好的耐受性。

PEX生产工艺共有3种,分别为Engle(恩格尔)法、辐射法和Silane法。不同方法生产出的PEX管材理化性质略有不同,但都能够满足生活供水的要求,并都通过了NSF、IAPMO、UL等第三方实验室的测试。

PEX 材料60年代在欧洲首先被采用,80年代进入美国市场。正是由于PEX管具有高温下长期耐压性能好、化学性质稳定、施工方便、价格相对便宜等特性,其在欧美市场供水管道系统中的占有率迅速上升,在欧洲建筑冷热水管市场中,其占有率达到36%,处于领先地位。在地板辐射采暖用管中,用量更高达77%。

五层PEX地暖管道

由于PEX管的这些优点,大管家推荐的地暖系统方案采用就是恩格尔法制造的5层PEX地暖管:

采用5层管的目的就是为了给顾客做出最好的地板采暖工程。在易受机械、化学、紫外线损害的EVOH氧气隔离层外再加一层PEX层的原因是为了完全避免 EVOH层受损害。EVOH是一种聚合物,它通过阻碍氧气渗透,能够很好地保护管道系统免受细菌污染,保持自然状态。但它同时也是一种需要保护的精密物质,所以把它放在外层PEX套管内保护,能够最大限度地增加整个管道系统的使用寿命金属管

金属管主要有纯铜(紫铜)及不锈钢管。这类管子除了保温性能差外,其他的指标如强度、寿命对流体的阻力等都很好,设宜作冷水管道。如用于热水输送,应加保温护套。连接方式以卡套式为主,铜管也可以焊接。金属管因其施工相对困难,成本也较高,通常在水暖领域应用比较少。

湿式安装

湿式安装法是目前水暖型地暖最为成熟的安装工艺,价格也比较低廉,是国内地暖市场的主导工艺。所谓湿式,就是指用混凝土把地暖管道包埋起来,然后在混凝土层之上再铺设地面、瓷砖等地面材料。这层混凝土不仅起到保护、固定水暖管道的作用,还是传递热量的主要渠道。混凝土层能够使热量均匀分部,减少出现局部过热或过冷的情况。

干式安装

为了解决传统湿式安装法施工难度大、施工工期长、安装完毕后维护困难的问题,干式安装法应运而生。干式安装不再使用混凝土豆石层固定水暖管道,而是采用特制的塑料模板,将管道卡在模板的凸起中,铺设非常方便。而地板则直接铺设在塑料模板上,热水通过空气和模板将热量传到到地板,再由地板加热空。

干式安装示例

相对于湿式安装工艺,干式模板安装具有以下优点:
1. 采用该模块铺设的地暖系统,在使用中万一管路有破损,可以很方便的对管路进行维修;
2. 无需管卡,扎带及钢网的施工步骤,大大简化了施工难度,同时由于无需水泥养护期,施工进度也从1周缩短到2天;
3.模块和管材均属塑料,热胀冷缩系数相近,解决了管道受热膨胀导致管道破裂和水泥整平层开裂的问题;
4. 由于省去了水泥豆石层,同时龙骨层和地暖层同处一个平面,整个地暖层厚度只有4.5-5厘米高(包含2厘米的保温层),减少了对有效层高的占用。相比之下,如果湿式安装,同时要铺设龙骨的话,水泥豆石层一般为10公分,上面再铺龙骨3公分,总共需要占用13公分左右的高度;
5.干式安装法可以很方便地适用于有龙骨和无龙骨铺设,可直接在模块上铺设木质地板装饰层,并适用于铺设蓄热体(如保温砂);
6.可以通过选装具有远红外线和磁疗的保健功能的模块,达到保健目的。这种模块在生产过程中添加了能够产生远红外和磁场的颗粒;
7.模块本身就是塑料轻体材料,又无需水泥和豆石整平层,节省了材料、运输费用和人工费用,并减少了楼层负荷。

干式安装的限制除了价格稍高外,还有不能安装在地砖、大理石等地面材料下,因为这些材料在铺设时必须使用水泥进行固定。所以干式安装通常不能用在卫生间、厨房间。另外,由于干式安装法在国内起步不久,安装数量相对湿式较少,是否适合国内的气候环境及家庭装修材料状况还需经受更多的时间的检验。  

地面采暖的施工要求

地面采暖施工对不供暖房间相邻的楼板上部和住宅楼板上部的地板加热管之下,以及辐射供暖地板沿外墙的周边,应铺设隔热层。隔热层采用聚苯乙烯泡沫塑料板时,厚度宜按下列要求:

保温层20mm,地热管以上填充层宜采用细石混凝土填充覆盖,加热管上的填充层应铺设2mm直径的钢筋网,间距为100-150mm,此时填充层不应小于 30mm。 地面采暖的检验、调试与验收地面采暖辐射供暖系统,从加热管道敷设和热媒集配装置安装完毕进行试压起,至混凝土填充层养护期满保压施工。
1、水压试验之前,应对试压管道和构件采取安全有效地固定和保护措施。
2、试验压力应不小于系统静压加0.3Mpa,但不得高于0.6Mpa。
3、冬季进行水压实验时,应采取可靠的防冻措施。

水压试验应按下列步骤进行:
1、经分水器缓慢注水,同时将管道内空气排出。
2、充满水后,进行水密性检查。
3、采用手动泵缓慢升压。
4、升压至规定试验力后,停压,稳压1h,观察有无漏水现象。
5、稳压1h后,补压至规定试验压力值,15min内的压力降不超过0.05Mpa无渗漏合格。地面采暖系统未经调试,严禁运行使用。调试工作由施工单位在工程使用单位配合下进行。调试时初次通暖应缓慢升温,先将水温控制在25-30℃范围内运行20小时左右,以后24小时内可使水温达到正常范围。

地面采暖的竣工验收 :
A.竣工验收时,应具备下列条件:
1、施工图和设计变更文件。
2、中间调试记录和隐藏工程记录。
B.竣工验收标准符合以下规定,方可通过验收:
1、竣工质量符合设计要求和本规程的有关规定。
2、管道和构件无渗漏。
3、阀门开启灵活、关闭严密。
C.验收、调试和竣工验收,均应做好记录、签署文件立案归档。

施工依据

国家相关标准及各省市已颁布的低温热水地板辐射采暖的技术规程。

施工应具备条件
1. 设计图纸以及其他技术文件齐全,地暖施工方和装潢公司的施工队已进行技术交流;
2. 施工用水、电、材料储放场地临时设施;
3. 墙面已抹灰,地面找平层已做;
4. 按设计要求对管路、管件及配套材料进行检查,均符合要求

施工程序及技术要求
以下为干式地板安装的施工程序
1. 安装锅炉,确定位置(客户指定/工程人员自行设计),得到客户认可;
2. 安装分水器,固定在墙壁或专用箱内,将分水器安装在下,集水器在上;
3. 连接分水器与燃气锅炉;
4. 在找平层底面上铺设保温材料,铺设平整,搭接严密。除卡钉穿越外,不得有其他损坏;
5. 铺设干式地板模块
6. 敷设PEX加热管。地暖辐射管间距20cm,整个铺设高度为5cm,地板内没有接头;
7. 地暖管与分水器连接,采用专用卡箍式连接加热管末端。设置套管,以防止局部损伤,并增加美感;
8. 地暖管与分水器牢固连接后,对每一通路逐一进行检查,清除管内异物;
9. 铺设干式地板采暖专用盖板,用卡钉固定。

地暖应铺设何种地面材料?  
① 地砖、大理石。传热效果好。
② 复合地板和实木复合地板。传热效果较好,视觉效果也好。
③ 不宜铺设普通木地板和地毯,原因是传热效果差,而且普通木地板有受热变形的危险。

地暖有何关键部件?  
① 热源:全自动低温热水采暖锅炉;
② 分水器和连接管路;
③ 地面工程(包括管道和保温等);
④ 控制系统(包括房间温控器、热电控制阀和温控中心,以及流量调节装置等);

在采用地板辐射采暖时,家具布置有何特殊要求?  
① 地暖时家具不宜紧贴地面布置,这样对辐射传热不利,可能会引起房间温度达不到设计值。家具底面应高出地板5cm左右。
② 地板承重不应过大,否则应在设计上采取适当措施。

在验收地暖系统时应注意什么问题?  
① 所有设备、材料应为正规厂家生产,有合格证、质保书;
② 设计、施工的专业性考察。设计师应为暖通专业人员,施工队应为专业的施工队;
③ 应有严格的施工安装步骤和质量控制措施;
④ 锅炉安装应牢固、可靠;
⑤ 绝热聚苯板应放置平稳,绝热发泡垫铺设应平整、无褶皱,管道布置应平直,间距合理;
⑥ 管道安装完毕后应进行压力试验(试验压力≥6×105Pa);
⑦ 在施工结束后,服务商应提供完整的工程档案。

如何选用地暖专用地板

低温地板采暖的工况比较复杂,每年的采暖期长达四个多月,作为地面材料的木地板的使用年限较长(大于 10 年),木地板要经过反复的受热、冷却,膨胀、干缩,这就要求地板必需具备较好的性能。

实木地板是使用原木经简单烘干加工制成。由于木材具有各向异性的特点,决定了木材是一种非常难以驯服、性能极不稳定的材料,随着自然环境的改变发生干缩、开裂、变胀等变形现象。在北京四季分明,温度、湿度变化明显,冬天干,夏天潮,自然气候变化明显的情况下,在非地暖情况实木地板也会出现一些开裂、收缝等意外的质量事故;在地暖工况出现问题的概率比非地暖的工况高得多,建议用户选择实木地板时三思而行。普通强化地板由速生材经粉碎成木屑加粘合剂高压压制的中密度板,吸水膨胀非常明显,夏天在商场、办公室、家等地方都能看到起拱或裂缝的强化地板。在地暖工况下,地板的最小含水率低于 4.5% ,而夏天吸潮后含水率高于 20% ,所以强化地板起拱或裂缝的现象比比皆是。

如何选购地暖地板?选购地暖地板要注意以下几方面。

首先选择专用地暖地板。在日本地暖地板和非地暖房地板有严格的界限范围,非地暖地板最好不要使用在地暖上。市场上凡是木地板都敢说可以用在地暖上,有许多工厂的技术人员连地暖是什么样都没见过,更别说地暖的工作原理都不清楚,就敢告诉顾客可以做地暖专用。诚然有许多非地暖地板在地暖上使用短期内也是出不了大问题的,可是我们买地板决不是仅用两、三年就不用了,一般顾客都希望十年以上,所以一定要选择地暖的专一性。

注意地板的厚度。地暖的工作原理是通过低温辐射传递热能,木材纤维孔有绝热的作用。地板不能太厚,当厚度超过14毫米的时候辐射热能就很难达到地板表层,热能利用率低,取暖效果就差,不经济。地板太薄储热效果太差,容易造成室内温差。

注意地板热阻系数适中的地板。热阻系数与蓄能成正比,与传热效果成反比。热阻系数越大地板传热效果越差。

注意使用地点的气候、环境湿度,选择变形系数小的地板作为地暖地板。

注意地板表层必须要抗开裂。地暖地板在长期的冷热涨缩中,如果不具备抗开裂的功能,地板很快就会出现龟裂等问题。

电暖的运行费用高不高  

每一间房子的具体热负荷、外部得热和内部得热会有所不同,而且隔热材料和反射材料以及热水管的综合性能会有所不同,以及热负荷计算的合理性都会大大影响地暖的运行费用。通过科学的设计和使用标准材料,上海地区用户每平方米多在0.15-0.25元天左右(天然气或煤气)。如果设计不合理或使用低标准材料会降低购买成本,但是会大大提高运行费用

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