辐射供暖系统在高大空间工程中的应用
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摘要简要叙述了辐射供热技术的先进性，工作原理及主要技术特点;就辐射采暖和传统采暖在高大空间中的应运优缺点方面做了分析和对比，并就该项技术的国产化研究及测试情况进行了介绍，提出了该项技术是一项特别适合高大空间的先进供暖技术，而且高效节能。
关键词辐射采暖 国产化高效节能
对于高大空间供暖来说，传统燃煤锅炉供暖方式不但消耗能源，而且难以解决高大空间（维修机库、车库、礼堂、仓库，车间）及野外作业等特殊场合的供暖问题，或者说采暖效果不能达到理想的要求。这是多年来困扰暖通行业的老大难问题。如能采用一种高效节能、价廉环保的供暖系统来解决上述难题，将极大的提高供暖保障能力，具有重大的社会效益和经济效益。
1柔强辐射供暖是一项成熟、先进的技术
柔强辐射供暖系统1963年在美国研制成功，并被应用于美国国家航空航天局系统和美国空军及相关的军事设施。1987年解除密级，并由美国供暖制冷空调工程师学会（ASHRAE）颁布技术标准、规范。之后被广泛应用于美国航空、铁路、机械制造、农业生产、文体设施等各种民用项目。
该系统是一种以燃气为燃料、负压运行、低强度的红外辐射供暖系统，发热装置采用具有专利技术的发生器系统。该系统由一个或多个独立的真空系统组成，每个真空系统包括一台真空泵、控制装置、一定数量的发生器和换热器；换热器由100mm直径的钢管连接而成的管路及覆盖在其上方的高效铝合金反射构成。
该系统的工作原理是以天然气、液化石油气和人造煤气等为燃料，通过发声器产生高温热流，用真空泵驱动使热流体在系统的辐射管路内流动，并将尾气排放在室外；热流体在辐射管路系统内流动连同管道上方的铝合金反射板以红外辐射方式向建筑空间释放热量，而非直接加热空气，空间内物体和人体直接接收辐射热，从而达到供热目的。
其主要技术特点：高效节能，柔强辐射供暖系统比传统对流供热系统节能30%-40%，且室内温度梯度小，通过外围护结构的耗热量相对减小；舒适安全，辐射供暖直接温暖工作人员、地板和物体，使人感到非常舒服；而且，系统自备5项互检安全措施：a)燃气调节阀自动零压调节。b) 真空预启动检测。c) 发热系统负压运行。 d) 供暖空间无明火。 e) 关闭系统后充分排空。经济环保，根据工作需要可随时开启和关闭供暖系统，可节约能量；系统无污染，符合国家和世界日益关切的环保要求。
2 对高大空间传统散热器采暖和辐射采暖的优缺点比较
2.1散热器采暖
优点
（1）散热器采暖是指具有一定温度的热媒（热水或蒸汽）在散热器内流动时，散热器把热媒所携带的热量不断地以辐射和对流的形式平缓的传给室内的空气和物体，人体舒适度比较高。
（2）散热器采暖初投资较少，维修管理少，使用寿命长。
缺点
(1)对于高度超过5米的大空间（例如厂房），散热器采暖往往是热空气上升到上层，上层温度和地面的温差很大，出现温度“分层”现象，使上层温度和地面的温差达到10度以上，导致大量的热能损失。
(2)对流散热器通常布置在窗下，对于大跨距建筑物，不但布置困难，而且供暖效果差，需增加暖风机采暖。
(3)系统复杂，厂房内散热器支管多，分布广，施工烦琐。
(4)厂房自动控制与温度调节不易实现，局部温度控制不易实现。
(5)升温慢，在厂房温度低的情况下温度回升时间长。
(6)补充的热风机采暖由于安装高度比较低,加大热空气的上升作用,造成温度梯度增加,浪费热能,且热风机的寿命比较低,采暖的舒适性比较差。
2.2辐射采暖
优点
（1）红外辐射采暖设备直接加热采暖区域，大大减少了对流采暖因热空气分层和冷空气侵入造成的热损失。
（2）智能化的采暖控制技术可以定时、定向、分区域控制供暖，从而有效降低运行成本。
（3）红外线辐射采暖设备直接加热人和物体，使人感到温暖舒适。
（4）辐射采暖一般均悬挂安装在厂房屋架下，不占用车间的使用面积，不影响车间的工艺操作，使车间显的很整洁干净。
（5）所有产品均有多项安全保护自检功能，充分保障设备运行安全。设备运行稳定可靠，无需专人操作及维护。
(6)设备可实现100米以上大跨度的持续供热，可满足需整体均匀供热覆盖的场所，造型美观，可以较好的维护建筑物的外观整体效果。
缺点
（1）辐射采暖设备对厂房内空气品质要求比较高，如果空气环境差，辐射面清扫比较困难
（2）辐射采暖进口设备初投资较高。
3 柔强辐射供暖系统国产化研究及测试
为提高供暖保障能力，解决多年来暖通行业的老大难问题，引进了先进的柔强辐射供暖系统，在消化、吸收的基础上，对该系统的主要设备真空泵和控制装置进行了国产化研究及制造。
3.1 国产化设备的研究
结合我国的实际情况，对其主要功能和性能指标进行研究，提出了主要技术参数并进行了制造。
3.1.1 真空泵
国产化真空泵样机主要由叶轮、机壳、底座等部分配直联电机组成。叶轮由16个直半径向型叶片、微曲线型前盘和平板后盘组成。均用优质钢板制造，并经过动、静平衡校正，空气动力性能良好，效率高，噪声低，运转平稳。机壳由蜗壳、进风口、出风口组成，经模具冲压而成。叶轮和电机直联，适当加长联接轴以改善传热性能。经国家空调设备质量监督检验中心对流量、扬程、功率、噪声等指标的检测，检验结果证明，国产化真空泵，Q-p曲线和进口真空泵基本一致，而且国产化真空泵在输入功率和噪声方面好于进口真空泵。
3.1.2 控制装置
国产化控制装置分别为A、B两种类型。根据不同使用单位的操作水平、管理能力、价格承受能力，设置了两种类型。
A型功能：
a) 可分别设定4个区域的温度值，各个区域的工作互不影响；
b) 在每个区域内，按照不同的系统结构，执行相应的开、关及上、下载程序；
c) 在运行过程中，对各个负载进行监测，当不满足点火条件时，停止相应区域中的发生器工作，并发出报警，可通过操作显示器进行故障查询，以便及时排除故障。
B型除具有A型的功能外，还具有以下功能：
a) 多达4×20个字符的中文液晶显示器，采用菜单提示方式，可能显示当前的工作状态或设定的参数值，更适合国内用户使用；
b) 多样的定时功能，可设定每月及全年的工作；
c) 多段温度设定，与b项功能配合，可编制出一天24h不同温度控制要求，以达到更高的温控要求；
d) 预留与计算机网络或消防网络连接的接口。
国产化控制装置由浙江省低压电器质量监督检验站进行了安全性、可靠性等参数检验，结果表明各项指标优良，均达到或超过了进口控制装置。
3.2 现场测试
在试验研究的基础上在某机库和定检厂房的柔强辐射供暖系统上安装了自行研制的设备，在使用过程中，把国产化设备和美国原厂设备放在同一建筑环境中，对辐射管壁温度、温度场温度等指标进行了测试。其测试结果表明：a) 国产化真空泵运行正常，实际效果与进口产品无差异。b) 国产化控制装置各项功能正常，温度设置，负压检测，发生器点火、灭火，故障报警及查询正常。 c) 国产化设备更符合我国的实际情况，方便使用，具有推广价值。
4. 应用前景
柔强辐射供暖是目前世界上一种先进的供暖技术，其本质是一种低强度电磁波辐射，其独特之处在于系统的能量供给方式有别于传统的对流传热方式，特别是对高大空间的供暖更能显示其高效节能的特点，在国内的应用前景非常广泛，可以用于各种库房，民用及军用机库，汽车、飞机制造装配车间，汽车站、火车站等高大候车室，超市、商场、体育场馆等。
柔强辐射供暖系统部分设备国产化后，主要性能达到国内先进水平，供暖效率比传统供暖技术提高20%，能源消耗降低40%，运行费用降低25%，产品价格比进口设备低40%，而且气体排放指标满足国家的各项环保要求。
实践证明：柔强辐射供暖系统具有较高的热效率，较低的一次性投资和运行费用。如能在高大空间等工程中广泛应用，无疑将大大节省人力、物力和财力，产生巨大的经济效益和社会效益，对提高高大空间的特殊场合的供暖能力具有重要意义。
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