在辐射采暖系统中,辐射传热的比例通常在50%以上,它是一种卫生条件和舒适性均较高的采暖方式。物体的辐射能力和其温度的四次方成正比。在辐射采暖系统中,辐射传热所占的比例与辐射体表面的温度有关,辐射体表面温度越高,辐射传热所占的比例就越高。
为了克服高度方向的垂直失调,目前对于高大空间建筑物的采暖,主要采用散热器+集中空调的热风采暖方式。热风采暖的工作过程和散热器系统一样,也是一种对流换热方式。如要求室内温度达到18℃,2m以上的空间也成为采暖对象,这样大部分的能源被浪费;另外,一个好的热风系统,要有相应良好的气流组织来实现,这样势必又造成上部空间要有大量的通风管道及空气处理设备,占用大量的空间;还有值班采暖的问题,一是夜间关闭新风管道阀门,开启空气处理设备,依靠室内回风解决问题,其大特点就是不便于管理;二是设置单的值班采暖散热器系统,全天开启,这两种方式都会加大能耗。
传统的对流散热器采暖方式中,散热器先加热空气,由于冷热空气的密度差,空间内热空气向动,冷空气向下流动,导致房间内温度产生严重的垂直失调,产生大量的无效耗热量。采用这种方式采暖,为了达到一定的供热效果,加热建筑物内的所有空气,而热空气又总是在房间的上半部,实际需要供暖的人和物体都在温度较低的房间底部,因此热量的利用率较低。特别是对一些大空间、半开放式空间供热,采用这种采暖方式热损失更大,供暖效果更差。往往房间顶部温度很高,底部温度低,房间高度越高,这种作用越明显,有的房顶温度高达40℃,而人的活动空间温度却只有3~5℃。这样的温度分布,不但满足不了供暖要求,而且造成大量能源浪费。
在建筑物内2m以下是人员、设备集中的空间,这里是室内采暖要解决的根本区域,如果热空气能停留在这个空间内,对满足工艺要求、人员舒适性以及降低能源消耗等方面将是好的效果。
红外线是整个电磁波波段的一部分。波长在0.76-100微米之间的电磁波,尤其是波长在0.76-40微米之间的电磁波能量集中,热效应显著,所以称为热射线或红外线。燃气辐射管发出的红外线波长在3.5-5.5微米之间。当红外线穿过空气层时,不会被空气所吸收,它能穿透空气层而被物体直接吸收,并转变为热量,不仅如此,红外线还能够穿过物体或人体表面层一定的深度,从而从内部对物体或人体进行加热,这就是辐射供暖的基本原理。
燃气辐射,又被成为红外线辐射供暖,是利用太阳光红外线的原理,其大的优势是红外线穿透空气不加热空气,因此温度分层较小,一般在2-3℃。但是其缺点是温度不均匀,只能用在丁戊类厂房,有一定燃气泄露的风险。
高大空间的定义在这里不再赘述,主要包含大型/特大型工业厂房、大型会展中心、体育馆、仓库、大型超市等场所。在北方会遇到冬季采暖难题,传统的采暖方式主要有暖气片和热水暖风机等,但是温度分层比较大,效果一般。近几年辐射供暖(有燃气、电辐射等),循环空气制热机组等设备开始被推广并普遍应用
燃气辐射采暖也有一定的局限性,主要是: 1、工作过程中需要燃气,如果没有燃气管道,燃气的储存和运输就会麻烦不少。 2、燃气会在工作期间进行燃烧,因此不能在易燃易爆的环境中使用。 3、辐射采暖由于辐射管的温度相对较高,大约为180-400度,因此对物体与辐射管之间的小距离有一定的要求。
燃气红外辐射采暖具有较高的辐射强度和良好的效果。在辐射采暖环境中,环境中设备的表面、地面和围护结构具有较高的温度,有辐射强度和温度的双重作用,从而形成真正满足人体散热要求的热状态,此时人体的实际温度周围环境的空气温度,人体具有佳的舒适度。同时,由于室内表面温度升高,减少了周围表面对人体的冷辐射。