地热供暖系统热负荷计算方法有几种?怎样计算?(地热供暖系统的末端有哪些形式)

2022-10-25 17:57:59 0

地热供暖系统热负荷计算方法有几种?怎样计算?(地热供暖系统的末端有哪些形式)

古代地面供暖技术概括

据传在公元前1300年,在地区(现今境内),在当地王公贵族的宫殿中已经出现了地面供暖技术的雏形。

公元前80年,在著名的古罗马浴室中,地面供暖技术以“火地”的形式出现——在地面下方装输送管,在墙体内部安装暖气管,热气沿着这些管道流通,并逐步加热地面与墙体,然后通过热量辐射与室内空气对流的方式,为浴室供暖。由于出色的供暖效果,这一创造迅速在以“中央供热”的名义被广泛传播,并随着的疆域拓展而带向各个地区。这也是目前地热采暖有据可查的最早历史记载。

在中国

地热供暖最早可追溯至宋朝,其时地热系统刚刚萌芽,但受限于技术以及宋朝南迁(享有技术优先权的皇室贵族开始居住于南方)等多方面的原因,一度中断发展。直至明朝中后期,地热供暖重新获得认同,并以皇宫、王室宗亲的宫殿为主体,开始了小范围的流行,其后延续至。在当时的紫禁城内(现今为故宫),宫殿的青砖地面下都设有火源与砌好的烟道,并配有出烟窗。在冬季,皇宫中的专职人员在火源点火,燃烧产生的热气通过这些四通八达的烟道传送到皇宫各处。

随着时间的推移,地下的热气逐渐加热地面的青砖,而后通过热能辐射向室内导热,使室内产生温暖的效果。作为皇室专享的生活设施,地热供暖在当时的名称亦具有皇室的特点,被称为“地火龙”。而在民间,“地火龙”因限于技术难度以及造价高昂,一直未能实现普及。但在明朝末年,以北方边镇大员为代表的权贵群体,则以一种“变体”的形式开始享受这一技术所带来的舒适生活,即通过“火夹墙”(在居室四周设置一道或数道夹墙,并在夹墙中燃火)的方式进行取暖。随后在中国北方地区的农村,“火夹墙”又逐步演变成了“火炕”。“火炕”取暖方式在成本、舒适度与安全性上都获得了一个很大的提升,因此“火炕”一经出现就迅速风靡各地,流传很广。

甚至在我国的近邻和,“火炕”也广受欢迎。时至今日,在我国的北方地区,仍有相当人数的民众在冬季使用“火炕”这一古老的供暖技术。无论是“地火龙”、“火夹墙”还是“火炕”,这些取暖方式与如今地热供暖系统的工作原理非常相近,因此可以说是地热系统在我国的早期应用。

现代地热系统的出现与发展

随着科技时代的到来,地面供暖技术已从原始的烟道散热式供暖发展成为以现代材料为热媒的新型地面辐射供暖技术。真正意义上的现代化地热系统于20世纪初最早出现,1907年的巴克利教授申请了地面辐射供暖的,奠定了地热的基础,并为地热的发展作出了巨大的贡献。早期的地热大量采用金属管作为导热材料,把金属管埋在地下,通电发热,通过地面热辐射取暖。当时的发热管主要使用铜管和镀锌管,铜管的成本太高,连接难度大;而镀锌管易受腐蚀,运输不方便,安装也很是复杂。因此,地热的发展一度十分缓慢。上世纪30年代著名的建筑设计大师莱特先生在其设计的大量作品中均采用了地热系统,莱特先生本想大力推动新技术的应用,但是因为价格高昂、维修成本高等因素,地热系统的应用发展,仍受到很大限制。

随着科技的进步,塑料工业的发展,铝塑管、塑料管、发热电缆、碳素发热材料的出现,大大提升了地热的发展速度。

到了20世纪40、50年代,地热系统在国外被广泛应用于民用住宅和各类医疗机构、游泳馆、健身房、商场、写字楼等公共建筑,还大量用于厂房、飞机库、花坛、足球场及大棚等建筑用于系统保温,甚至还被用于室外道路、屋顶、楼梯、机场跑道融雪和各类工业管线的保温。

在日本、韩国等地热普及程度较高的国家,其地热采暖的历史已超过六十年,公众普及使用的历史也超过四十年。在日本,1965年就已经出现了电热地面供暖系统,70年代由日本煤气公司成功研发出温水式地热供暖系统,该系统一经出现就因热传导好、热效率高、更符合人体对温度梯次分布的需要而受到广泛的欢迎。

目前据不完全统计,截止2005年,在约有57%的住宅建筑采用地热供暖设施,为91%,冰岛为89%,为87%,为48%,为41%,为25%,为20%,为85%,为95%,可以说地热供暖在一定程度上已经成为家居现代化的一个重要标志。

图表:部分国家民用建筑系统普及率(截止2005年)

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