辐射热设计

辐射热设计（精选7篇）

辐射热设计 篇1

地面辐射供暖的技术在目前较为理想的采暖方式, 但是其应用和发展必须坚持正确、认真的态度。

1 热媒参数的确定

1.1 供、回水温度

对于地板辐射供暖热媒参数的确定首先应符合GB50019《采暖通风与空气调节设计规范》中的规定。该规范采暖部分第4.4.3条规定:“低温热水地板辐射采暖的供、回水温度应计算确定。民用建筑的供水温度不超过60℃, 供、回水温差宜小于或等于10℃。”该条内容的确定是从目前地板辐射供暖技术应用场所的安全性、使用寿命、舒适性等方面进行考虑。首先热媒过高会对楼板的结构强度产生影响, 且使用塑料管材作为加热管时, 温度提高会减少管材的使用寿命。而且热媒温度过高会使地面表面温度朝贡规范中规定的人体舒适温度。基于以上原因, 规范中对热媒的温度做了规定。但是, 在目前的工程中, 有的设计出于减少热设备投资等原因, 其热媒温度直接选用锅炉的运行温度, 这样在系统的运行中将会同时出现上述的不利情况。对于供回水温差的确定, 是基于地面温度均匀和保证一定流速的原因考虑的。有的设计人员认为:加大供回水温度差会减少流量, 从而节约水泵的运行费用。该想法有一定的道理, 但是却带来了系统使用中的地面温度不均匀和可能出现加热管气塞的问题。因此应严格按规定的参数进行设计。

1.2 系统的压力及管内的流速

对于低温地板热水辐射采暖系统的压力和管内流速, 在GB50019《采暖通风与空气调节设计规范》中也做了规范, 在第4.4.8条中规定:“加热管内水的流速不应小于0.25%/s, 同一集配装置的每个环路加热管长度应尽量接近, 每个环路的阻力不宜超过30k Pa。”

该规定是为了利用管内空气的排除, 当管内流速小于该值时, 管内的气泡会滞留或聚堆在加热管内, 不利用热媒流动和放热。这一点与推荐的供、回水温差的作用具有一致性。对于系统阻力的限制, 是为了利用集中供暖系统的水力平衡, 并且也与分户独立热源设备相匹配。因此应严格遵守规定, 否则将会使系统达不到理想的运行效果。

1.3 地面平均温度的确定

地面平均温度直接影响对室内的散热, 同时又与人体的舒适度有直接的关系。地板辐射采暖负荷人体卫生的习惯, 但是, 如果地面过热, 仍会使人感到不舒适, 甚至发燥。根据国内的研究资料表明:对于人员经常停留的地面, 表面平均温度最高限值为28℃, 并以此来校核室内地面加热管的间距和热媒参数的选择正确性。由于有些工程设计时不进行该项校核, 使得系统运行时, 地面表面平均温度高于限值, 使人感到不舒适。同时也一定程度的形成了室内过热。

2 热负荷与散热量的计算

低温地板辐射供暖方式较散热器供暖据有较大的不同, 因此在热负荷计算中也有所不同, 除在GB50019《采暖通风与空气调节设计规范》中确定的计算方法外, 还应考虑以下几个方面的问题。

2.1 室内计算温度

由于辐射供暖和散热器供暖使室内空间的温度场有所不同, 根据人体舒适感的评价, 辐射供暖的室内温度可比散热器供暖的室内温度低2~3℃。由于目前执行的规范中规定的室内计算温度主要是针对散热器供暖的方式确定, 因此在进行辐射供暖热负荷计算时, 可将室内计算温度降低2℃。但是, 目前暖通设计人员在进行辐射供暖计算热负荷时却很少考虑到这一点。

2.2 户间传热问题

近几年国家推行采暖分户计量技术, 在实施该项技术过程中药考虑户间的传热问题。由于低温地板辐射供暖技术较适合于分户计量, 这样在进行地板辐射供暖热负荷计算时, 很多设计人员也充分的考虑了该部分的传热量。在具体的工程设计中, 有些地区编制了地方技术规程。在各地的技术规程中, 对此问题的规定有一个共同的倾向, 即偏于保守。事实上该种供暖方式由于楼板结构的原因, 楼板的热阻较散热器供暖的楼板热阻增加了几倍。因此楼板间引起的户间传热则大大的减弱。事实上, 目前住宅在使用过程中很少达到设计中考虑的户间传热程度。因此, 应减小考虑户间传热量的百分比。

2.3 层高附加值

在散热器供暖系统计算热负荷时, 当房间高度大于4m时, 每高出1m应附加2%, 但总附加率不应大于15%。对于民用住宅由于高度均小于4m。此项不必考虑。但是对于公共建筑, 房间高度大于4m的情况较多, 因此, 低温地板辐射供暖方式是否需要进行高度附加。对于考虑高度附加的原因是:室内高度增加会使室内温度在垂直方向上具有较大的差别, 而设计时应使人员活动区满足要求。一般在距地面1.5m处的温度应达到室内设计温度。这样, 由于处于较高位置的围护结构的室内温度高于室内设计温度增加了耗热量。因此确定了该项修正。对于以往采用散热器供暖, 这种修正时有必要的。但是对于地面辐射供暖, 由于换热方式主要以辐射换热为主。有测试资料表明:该供暖方式在高度相差6~8m时, 温度差仅为1~2℃。而对流采暖式温差近10℃。

2.4 地面向下的传热量

目前设计中所采用散热量计算的数据, 基本上没有考虑由地面向下的传热量。从地面辐射供暖的结构分析, 肯定存在向下的传热。目前, 有资料表明, 该热量已达到计算向上传热量的10%~30%。因此, 在计算地面散热量时应减去此部分的得热量, 避免房间由此出现的过热。

3 应用中需注意的问题

尽管该种供暖方式具有许多优点, 但是如果在设计施工和运行中不能正确地处理好一些问题, 则会严重影响该种供暖方式的应用效果。从目前的使用情况看, 应注意以下几个问题, 否则将会出现像有的专家预测的“在今后的一些年份里地面辐射供暖会出现较大的问题。

3.1 选择该供暖方式应注意到建筑面积的因素

由于该种供暖方式是靠地面散热保持室内环境温度, 即地面是散放热体。因此从有利用散热考虑不能对地面进行遮挡。但是, 从房间居住和使用功能考虑, 遮挡是必然存在的, 可是应保证最基本的散热面积。从遮挡对散热影响的研究资料表明:对于面积较小的卧室和书房等房间, 其单位面积散热量的修正系数已达1.5左右, 这将使得有效散热面积内加大散热量, 这热必导致地面平均温度超过最高限值。因此在房间面积较小的户型中, 不宜采用该种供暖方式。

3.2 施工质量问题

对于该项技术的施工, 目前虽然有技术规程, 但是并不具体。由于该项技术近几年在国内发展较快, 对于一些问题的要求措施和方法不一致, 有的做法甚至极不合理。

4 结语

地面辐射供暖技术在设计、施工、运行管理各环节都应按有关规定进行。不能随意变动, 否则将达不到该技术的供暖效果, 甚至会出现使用耐久性问题。

摘要：由于地面辐射供暖技术的优点, 近年来被广泛的应用于建筑物的供暖, 一些开发商已将该供暖方式作为一个商品房的卖点。但是该项技术在使用中仍有些问题需要明确和认真的考虑。

关键词：辐射热设计,施工控制

辐射热设计 篇2

近年来,随着电子信息技术的迅速发展,人们对于生活的信息化、自动化要求不断提高。传统的照明开关始终存在着一个弊端,即在夜晚或光线昏暗的时候,人们从室外走进室内时,需要摸索到开关然后再开灯,这样就给人们带来了极大的不方便和不安全,特别是对于老人、孕妇,还有孩子们更是如此。如果能将传统的机械开关,光控开关和对人体散发的热辐射具有感应功能的传感器相结合,做成一个能够自动开启灯光照明的装置,即当人进入室内时,传感器感受人体热辐射,控制开关打开灯光,将会给人们的生活带来很大的方便[1]。本文利用热释电红外传感器,设计了一个基于热释电红外传感器的人体热辐射自动检测电路,实现了对人体热辐射的检测,为自动启动照明开关提供控制信号。

1热释电红外传感器

在自然界中,任何高于绝对温度的物体都能够产生红外光谱。波长1～15μm称为近红外波段,15～50μm为中红外波段,50～1000μm为远红外波段[2]。物体的温度不同,释放的红外光的波长就不相等,故而,红外光的波长与物体温度的高低是有关系的。红外辐射与物质相互作用,产生热效应,能将人眼观察不到的红外辐射转变为可测量的物理量[3]。热释电红外传感器通常由热电元件(热释电晶体)、滤光镜片、结型场效应管FET、电阻等元器件组成,结构如图1所示。

对于辐射至传感器的红外信号,热释电传感器通过安装在前端的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上,从而使传感器输出电压信号。为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏感度,该传感器在窗口上加装了一块干涉滤波片。这种滤波片除了允许某些波长范围的红外辐射通过外,还能将灯光、阳光和其它红外辐射拒之门外。

热释电传感器采用的干涉滤波片的厚度一般为8～14μm,而人体辐射红外线的波长大约在10μm左右,因此,传感器能够探测到是否有人进入了探测区域[4]。由于热释电传感器的输出阻抗极高,而输出电信号微弱,故在其内部装设FET及偏置电阻,以进行信号放大及阻抗匹配。

2热释电红外检测电路设计

在设计中,选用的热释电红外传感器为D203S。采用双灵敏元结构,灵敏元尺寸为2×1mm,工作波长7～14μm,视场139°×126°;选用的菲涅尔透镜为7803矩形镜片,焦距为20 mm;方向角为89°,探测距离7m。用于人体热辐射的红外检测系统由热释电红外传感器、前置放大电路、电压比较器、延时电路和音响报警电路,电源电路等组成。

2.1前置放大电路

由于热释电红外传感器的输出信号十分微弱,因此设计性能优异的前置放大电路就显得尤为重要[5]。本系统设计的前置放大电路如图2所示。

电路的核心为两片运算放大器,采用级联方式提高放大倍数。考虑到类似于人体等物体的移动信号为低频信号,因为输入阻抗较高,容易受到外界电磁干扰,所以电路中采用C4和R8并联构成一个低通滤波,防止高频干扰。保证热释电传感器的有用信号能被正常放大。传感器的输出信号也以该频率变化,因此将放大器接成低通形式,截止频率为45Hz,两级电压放大倍数分别为Au1=120,Au2=4,总的放大倍数为Au=Au1×Au2=480=54dB。

2.2电压比较电路

LM324是一款包含有两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器,它的两个运放组成电压比较检测窗口[6],电压比较电路如图3所示。

当工作电压Vcc设定为6V时,由R3、R5和R7、R8将高、低通放大器的输入端均设置为1/2 Vcc,即3V。静态时,LM324的输出端8、14引脚均为低电平,开关管截止,2引脚仍为高电平,延时电路不工作。当热释电红外传感器的探头检测到人体产生的热辐射时,产生一个微弱的电压信号,经过放大后传送到LM324的10、13脚,表现为一个峰值约为5V的正弦波。由于分别送入两个电压比较器的同相和反相输入端,无论在信号的正半周,还是在负半周,这两个比较器总有一个输出低电平,使得2引脚的高电平跃变为低电平,使延时电路不工作。当人体进入红外传感器的测量范围而被检测到热辐射时,在输入信号的正半周期,13引脚的电平高于12引脚所加的2.6V比较电压,下面的一个比较器的14引脚输出为低电平,二极管D2截止;此时10脚电平高于9脚,上面的比较器输出为高电平,二极管D1导通,其高电平使得开关管饱和导通,将2脚拉成低电平,致使延时电路工作。在信号负半周时,上、下比较器输出电平刚好相反,即8脚输出低电平,14脚输出高电平,D2导通。可见,只要传感器检测到人体活动,无论是信号的正半周还是负半周,两个比较器中必有一个输出为高电平,通过开关三极管从而控制延时电路工作。

2.3延时电路

图3中的R6和C6组成报警延时电路,其时间约为60s。人体离开传感器的探测范围后,其辐射的红外线信号消失,IC3的输出端又恢复高电平,此时D2截止。由于C6两端的电压不能突变,故通过R6向C6缓慢充电,当C6两端的电压高于其基准电压时,1脚才变为低电平,时间约为60s,即控制灯光亮60s。

2.4电源电路

热释电红外检测系统的电源取为6V,采用交流220V供电,经交直流变换后形成6V的直流电压,电源电路如图4所示。

2.5热辐射检测电路工作原理

当人体进入房间,热释电红外线传感器探测到人体发出的热辐射信号时,图2中IC1的2脚输出一个微弱的电压信号。三极管VT1是一级电压放大电路,微弱电信号经过放大后经过耦合电容C2送入运算放大器IC2中进行高增益、低噪声放大。IC3作电压比较器,R10和VD1为其反相输入端提供一个基准电压。IC2的输出电压信号接到了IC3的同相输入端,与基准电压进行比较,使得IC3的输出端由原来的高电平跃变为低电平。R6、C6和IC4组成延时电路,当人体离开传感器的测量范围后,热辐射信号消失,IC3的输出端恢复高电平,使得二极管D2截止。由于电容C6两端的电压不能突变,电源通过R6向C6缓慢充电,当C6两端的电压高于R7、R8和R11产生的上基准电压时,IC4的输出端才变为低电平,时间约为1min,即持续1min控制灯亮。

3热释电红外检测电路的安装

由于热释电红外传感器易受光照、温度和热源的影响,所设计的热释电人体辐射检测电路只能安装在室内,误报率与安装的位置和方式有极大的关系[7]。正确的安装应满足下列条件:

(1)传感器应离地面2.0～2.2m,以避开宠物。

(2)传感器易受温度的影响,应远离空调、冰箱、火炉等热源物体。

(3)在传感器与被探测的人体之间不要有家具、大型盆景或其他高的隔离物。

(4)传感器不要直对窗口或门口,避免外部的热气流扰动或人员走动引起的误报,也不要安装在有强气流活动的地方。

4结论

本文所设计的人体热辐射检测电路,能够根据人体进入检测区域后的热辐射产生输出信号,控制照明装置的开关,延时60s,一般情况下有足够的时间帮助人们手动开启照明,从而给人们的生活带来了方便。由于具有性能可靠、成本低、易于安装等优点,适用于居民家庭、宾馆、学生宿舍、教学楼等受热源影响较小的场合,也可用于楼道、走廊等需要短时延时照明的地方,具有较大的使用和推广价值。

参考文献

[1]孙华,李扬.热释电红外传感器原理及其应用[J].内江科技,2010(12):116-117.

[2]母国光.光学[M].北京:人民教育出版社,1978: 461-468.

[3]姚启钧.光学教程[M].北京:高等教育出版社, 1989:304-349.

[4]熊宗龙,杨坤涛,张南洋生.室内人体表面红外辐射探测模型[J].光学学报,2009,29(12):3379-3384.

[5]滕飞扬,陈连坤.热释电红外传感器前置放大电路设计与研究[J].现代计算机,2012(4):43-46,68.

[6]王正勇,文国电.基于LM324的信号发生器设计与仿真[J].现代电子技术,2011,34(12):208-210.

辐射热设计 篇3

1 房间辐射传递函数实验原理

仅对绝热房间某一壁面加热,以此作为房间唯一热源。高温加热面通过辐射热传递将引起各非加热面壁温升高,各面接受辐射得热后,部分辐射得热被房间围护结构吸收和贮存,另一部分则与空气进行对流换热,形成房间辐射负荷。即在绝热房间内,定义各非加热面的净辐射得热量之和为房间辐射得热QR,而各非加热面接受高温加热面辐射得热后产生的对流得热则为该面的辐射负荷,定义房间辐射负荷Qi,d为各非加热面的对流得热量( 辐射负荷) 之和,该房间辐射负荷可通过实验结果计算得到。房间辐射传递函数则可由辐射负荷根据最小二乘法[8]拟合获得。

1. 1 房间辐射得热

考虑到房间各面进行辐射热传递为多次反射和吸收,故采用有效辐射法计算房间辐射换热量。对于一个封闭的空间,某表面的有效辐射为本身辐射和其它表面投射辐射的反射之和,即房间各面有效辐射换热量Ji( i = 1,2…6) 可采用下式[9]计算

式中σb———黑体辐射常数

Tiτ———τ时刻壁面i的温度/℃;

Jiτ———τ时刻壁面i的有效辐射/W·m- 2;

εi———壁面i的发射率;

Xi,i———壁面i对于壁面i的角系数。

根据式( 1) ~ 式( 3) 可计算房间各面的净辐射得热量,其计算如式( 4)

式中qriτ———τ时刻壁面i的净辐射得热量/W,( i = 1,2……5) ;

———τ时刻黑 体辐射

房间辐射得热为各非加热面的净辐射得热量之和,计算式如式( 5)

式中Qrτ———τ时刻房间辐射得热/W;

Ai———壁面i面积/m2。

1. 2 房间辐射负荷

绝热房间各非加热面在获得辐射热以后,会部分形成负荷,采用热平衡方法,便可对各壁面进行对流辐射分离[10],即

式中CLQriτ———τ时刻壁面i的辐射负荷,即壁面接受辐射热后形成的对流热 /W;

qiτ———τ时刻壁面i热流/W·m- 2( 采用建通热流密度计和里氏热流计测得) 。

通过实验测得qiτ,便可通过式( 4) 和式( 6) 计算获得各非加热面的辐射负荷,由各非加热面对流换热量之和即为房间辐射负荷CLQrτ1,计算式如式( 7)

另一方面,基于绝热房间假说,由房间热平衡计算得到房间辐射负荷如式( 8)

式中CLQ'rτ———基于房间热平衡获得的τ时刻房间辐射负荷/W;

CLQτ———τ时刻房间总负荷/W,( 由该时刻的房间送、回风实验值计算获得) ;

CLQrxτ———τ时刻房间x加热面分离的对流热负荷/W,( 也可由x面热平衡计算) ;

c———空气比热 / J·kg- 1·℃- 1,取c = 1005J/kg·℃ ;

L———房间送风量 / m3·s- 1;

0τ、tpτ———τ时刻送、回风温度/℃;

ρ———空气密度 / kg·m- 3。

利用各面辐射分离求解获得辐射负荷式( 7) 与采用实验热平衡获得辐射负荷的相对误差定义式( 9) ,以判别论文实验的准确性,各工况相对误差采用了周期内各实验值平均值,从而获得各工况δ1为

1. 3 房间辐射传递函数

由式( 5) 和式( 7) 获得房间辐射得热和辐射负荷后,采用最小二乘法便可计算房间辐射传递函数系数,其辐射负荷计算式[11]如式( 10)

其中,v0为当前计算时刻的辐射得热转变成当前辐射负荷的比例,v1是前一时刻的辐射得热转变为当前时刻辐射负荷的比例; 而ω1通常为负值,说明在计算即时辐射负荷时,必须计入前一时刻的部分辐射负荷。同理,其相对误差定义为,各工况相对误差δ2与δ1相同的处理方法。

2 实验设计

2. 1 实验系统

实验小室( 2. 5 m×2. 1 m×2. 5 m) 位于建筑中间层区,小室四面墙体和顶板为100 mm厚聚氨酯保温库板制作,地面为2 mm厚不锈钢板,房间各面均贴有2 mm厚的电热膜。该实验房间位于一普通空调房间之中,没有外墙。环境室内温度可控,实验小室内景构造如图1,风口布置见图2。

1 - 表冷器; 2 - 电加热; 3 - 变频送风机; 4 - 空气处理机组;5 - 送风口; 6 - 回风口; 7 - 电热膜加热面( 南墙) ; 8 - 电热膜调压器

如图3所示为实验系统原理图,室内气流组织为顶部散流器送风,风道沿屋顶敷设。整个空调系统采用全新风送风,回风直接排出室外。实验中房间回风温度主要由表冷器1和电加热2调节控制;房间送风量则采用变频送风机3调节控制; 南墙壁面电热膜7由电热膜输入功率的调压器8调节,实验时以模拟输出功率的周期性变化为调节目标。

2. 2 实验方法与实验工况

考虑到加热面内加热电热丝布置并非完全均匀,正式实验前,首先进行了各壁面的温度和热流密度的均匀性代表测点预实验,根据均匀性实验结果设计了如图4的测点布置方案。实验中共布有温度测点23个,热流密度测点10个。其中南墙加热面,贴有4个温度测点,2个热流密度测点,其它墙面贴有2个温度测点,东、西、北墙面各贴有2、3、1个热流密度测点; 屋顶、地面各贴2个温度测点和1个热流密度测点。送、回风风口各有温度测点3个; 室内仅布1根测线共3个测点以测量垂直方向空气温度。另采用风量罩测定实验风量。实验中各参数测量用仪器性能见表1。

实验中南墙电热膜输入功率为周期性变化,以获得周期性扰量作用下的房间辐射负荷。实验时室内空气温度设定为25℃。实验在变壁面平均热流和变换气次数( 改变房间通风量) 两种变参数条件下进行,共5个实验工况,且实验中每个工况均进行多个连续周期的实验,以消除壁温等实验参数初始条件的影响。实验结果表明,对研究对象进行2个及以上的周期后,前后两个周期对应时刻的加热面和非加热面壁温最大误差分别为2. 1% 和7. 0% ,此时可认为最后周期的壁温基本无初始条件的影响。下述研究分析均以最后一个周期的实验结果为依据,实验各工况详见表2。

注: CLQr1———实验分离负荷峰值; CLQr2———传递函数计算的辐射负荷峰值; CLQr———热平衡法计算的辐射负荷峰值。

3 实验结果及分析

3. 1 热平衡及其辐射传递系数实验结果及分析

根据式( 1) ~ 式( 8) ,在热平衡实验中,获得变壁面热流和变换气次数两种实验条件下实验分离辐射负荷δ1平均误差为7. 4% ,最大11. 5% ,说明该文提出的辐射分离方法计算辐射负荷合理、可行,详见表3。

采用最小二乘法并利用分离所得辐射负荷,可获得各工况下平均辐射传递函数系数,由此计算房间辐射负荷CLQr2,详见表3,结果表明,传递函数法计算的辐射负荷相对误差δ2各工况均小于15% ,平均误差10. 5% ,基本满足ASHRER数据传递函数的小于20% 的分类标准[12],即可归为一类传递函数。

图5展示工况2扰量、分离辐射负荷以及传递函数计算辐射负荷曲线,两曲线与图中热平衡实验获得辐射负荷均极为吻合,所以可认为用实验分析方法求解辐射传递函数进而计算辐射负荷可行。

房间辐射传递函数系数主要和围护结构材料有关[11]。本实验中,两种变参数即加热面加热量和室内换气次数变化条件下,其辐射传递系数变化均较小,采用辐射传递函数均值各工况中引起的最大误差分别为: 6. 5% 、7. 3% 、8. 2% 、8. 0% 、5. 7% ,均在10% 以内。因此可以认为变壁面加热量和换气次数对辐射传递函数影响可以忽略。

3. 2 辐射负荷特性分析

按式( 6) 可得工况2和工况5房间各壁面辐射负荷,见图6 ~ 图7。由图可知,房间各壁面辐射负荷变化规律相似。其中,房间各面中北墙的辐射负荷最大,屋顶的辐射负荷最小,且各面辐射负荷达到峰值的时间几乎相同。这是因为房间南墙为加热面,北墙与南墙角系数最大,即从南墙获得的辐射能量最多,即在其它实验条件不变的情况下,角系数越大的表面,辐射负荷越大; 对于房间的屋顶和地面,与南墙具有相同的角系数,但屋顶布有送、回风口,有效面积较小,此外因室内略有分层现象,屋顶壁面温度甚至要高于地板温度2℃左右,屋顶辐射换热也比地板要低,从而导致屋顶辐射负荷较小。

研究变壁面热流和变换气次数条件下北墙的辐射负荷特性,由图8可得,随着房间壁面热源增大,北墙辐射负荷峰值增大,辐射负荷达到峰值的时间略短,这是由于实验房间蓄热能力有限,扰量增加时,随着壁面热流的增加,房间辐射得热转化负荷量较大; 由图9可得,在变换气次数条件下,北墙辐射负荷变化曲线略有不同。随着换气次数增大,北墙辐射负荷均减小,且辐射负荷达到峰值的时间逐渐减小,这是因为对流换热系数受换气次数影响所致,随着换气次数增大,对流换热系数会有所增加[13],对流换热增强,则相应辐射换热减小,辐射负荷峰值也会有所降低。图10为北墙辐射负荷均值随变壁面热流均值和房间换气次数增加的变化曲线。壁面热流均值增加,辐射负荷均值随之增加,但并非线性增加,而房间换气次数增加,辐射负荷均值接近线性变化。

4 结论

( 1) 实验热平衡条件下,对比分析变壁面热流和变换气次数两种实验条件的分离辐射负荷,其相对平均误差为7. 4% ,说明实验系统热平衡条件较好;

( 2) 通过实验可获得变壁面热流和变换气次数条件下的辐射传递函数系数,采用传递函数均值计算的辐射负荷相对热平衡条件下的辐射负荷的平均误差10. 5% ,共同反映实验系统和均值辐射传递函数系数两者因素的综合影响;

( 3) 对比分析实验各工况采用传递函数均值计算的辐射负荷与实验分离辐射负荷,其最大相对误差均在10% 以内,说明通过实验方法获得房间辐射传递函数的方法可行;

( 4) 讨论房间墙面辐射负荷特性结果表明,房间各壁面辐射负荷变化规律相似,与加热面对立的壁面辐射负荷最大,且该面辐射负荷均值随着壁面热源的增大非线性增加,随换气次数的增加近似可认为线性降低。

摘要：为了更加准确地计算大空间分层空调辐射转移负荷,本文通过壁面对流辐射分离的实验方法获得房间在周期热作用下,变房间换气次数和变壁面发热量时的辐射得热和辐射负荷,并采用最小二乘法求得房间辐射传递函数系数。采用传递函数法也可求得辐射负荷,对比分析两种方法获得的辐射负荷与热平衡实验辐射负荷结果,前者采用对流辐射分离实验方法获得的辐射负荷与热平衡实验结果比较,完整周期内平均相对误差7.4%,而后者传递函数法计算获得的辐射负荷在完整周期内各工况平均相对误差为10.5%。上述结果表明,两种变参数条件下,辐射传递函数受壁面热流与换气次数变化的影响均可忽略,且房间各壁面辐射负荷变化规律相似,其中加热面对立面的辐射负荷最大,且其在完整周期内的辐射负荷均值随壁面热流增加呈非线性增加,随换气次数增加近似线性降低,进一步验证了通过实验获得房间辐射传递函数方法的可行性,为大空间辐射转移负荷的研究奠定了实验基础。

辐射热设计 篇4

传统的计算,围护结构的传热过程被看作是一个稳态的过程,虽然这种计算模型已满足工程计算精度要求[1]。但是,未能从供暖空调负荷计算的角度进行冬季夜间供暖空调分析,因此现行工程设计中也忽视了冬季夜间建筑物围护结构与外界环境的具体换热的研究。文中从讨论建筑物冬季夜间实际不稳定得热过程出发,按照逐时负荷计算方法,分析冬季夜间建筑物外表面与室外环境对流换热、辐射换热过程,为建筑物供暖空调系统的冬季夜间逐时负荷预测和运行节能调控分析提供依据。

1 建筑物冬季夜间不稳定得热过程

在工程设计中,围护结构的基本耗热量是按一维稳定传热过程进行计算的,即假设在计算时间内,室内、外空气温度和其他传热过程参数都不随时间变化[1]。实际上,室内散热设备散热不稳定,室外空气温度随季节和昼夜变化不断波动,这是一个不稳定传热过程。建筑物围护结构外表面在白天除与室外空气发生热交换外,还受到太阳辐射的作用,其中包括太阳直射辐射、天空散射辐射、地面反射辐射以及大气长波辐射和来自地面的长波辐射[2]。在计算白天太阳辐射强度时,一般只计算太阳直射辐射、天空散射辐射,对于地面反射辐射以及大气长波辐射,应根据具体条件另作计算,以免给实际计算带来较大的偏差。在夜间,建筑物围护结构外表面与外界的热交换主要由围护结构向周围空气进行的对流换热qca和围护结构向周围环境进行的辐射换热qra组成。传统简化计算方法中,夜间的围护结构外表面的换热量qa的计算公式是:

qa=qca+qra=αa(t0-ta) (1)

qra=Cbε0a[(T0/100)4-(Ta/100)4]。

式中:αa——建筑物外围护结构表面总换热系数,αa=αca+αra,W/(m2·℃);

αca——建筑物外围护结构表面对流换热系数,W/(m2·℃);

αra——建筑物外围护结构表面辐射换热系数,W/(m2·℃);

t0——建筑物外围护结构表面温度,℃;

ta——室外空气温度,℃;

Cb——黑体辐射常数,等于5.67 W/(m2·℃);

ε0a——系统黑度。

但是,围护结构外表面与外界的实际辐射换热量qra′应为外表面对天空的辐射量与对地面辐射量之和。

qra′=Cbε0sφ0s[(T0/100)4-(Ts/100)4]+

Cbε0gφ0g[(T0/100)4-(Tg/100)4] (2)

式中:Ts——天空当量温度,K;

Tg——地面温度,K;

φ0s,φ0g——分别为围护结构外表面对天空和对地面的辐射角系数,围护结构外表面、天空辐射面和地面三者构成一个封闭系统,φ0s+φ0g=1;

ε0s——围护结构外表面与天空辐射面间的辐射系统黑度,可取ε0s=ε0,ε0为围护结构外表面的黑度;

ε0g——围护结构外表面与地面间的辐射系统黑度,可取ε0g=ε0εg,εg为地面的黑度。

所以式(2)可以整理为:

qra′=Cbε0[(T0/100)4-(Ta/100)4]+[Cbε0(T0/100)4-Cbε0sφ0s(Ts/100)4-Cbε0gφ0g(Tg/100)4]=qra+qe (3)

式中:qe——夜间辐射,W/m2。

所以,建筑物外围护结构冬季夜间与外界换热量为:qa=qca+qra+qe,与传统的计算方法之间存在误差qe。

2 夜间辐射qe对室外空气综合温度tz的影响

2.1 夜间辐射对室外空气综合温度tz的影响计算

室外空气综合温度tz综合表达了室外空气温度、太阳辐射、地面反射辐射和长波辐射、大气长波辐射对围护结构外表面的综合热作用,即公式tz=t+J+ρ/αw。运用室外空气综合温度tz来表示夜间辐射的得热效果。

引用参考文献[3]中的室外逐时温度,其18:00～6:00的温度分别为:-2.44 ℃,-2.94 ℃,-3.48 ℃,-4.02 ℃,-4.53 ℃,-4.98 ℃,-5.35 ℃,-7.19 ℃,-8.29 ℃,-9.34 ℃,-10.27 ℃,-11.05 ℃,-11.65 ℃(平均温度为-6.57 ℃),同时取${\rm T}{}_g={\rm T}{}_a,\epsilon {}_0=\epsilon {}_g=0.9,({\rm T}{}_s/100){}^4=({\rm T}{}_a/100){}^4(0.51+0.208\sqrt{e{}_a})‚e{}_a$为水蒸气分压力,墙体的基本结构见表1,那么,可以得到夜间辐射qe对室外空气综合温度tz的影响(见图1)。

2.2 结果分析

从图1可以看出,未考虑夜间辐射的平均室外综合温度为-6.57 ℃,考虑夜间辐射的平均室外综合温度为-8.63 ℃,平均温度相差了2.06 ℃。对于冬季热负荷计算,在传统的计算方法中,是不考虑夜间辐射对于围护结构外表面热作用的,对于一般建筑计算出来的热负荷是偏小的,是不安全的,尤其是对于高层建筑的热负荷计算,其计算值是更让人担忧的。

对于1号墙体,未考虑夜间辐射的平均热负荷为52.09 W/m2,考虑夜间辐射的平均热负荷为56.46 W/m2,垂直壁面的平均热负荷相差了4.37 W/m2。对于2号墙体,其未考虑夜间辐射的平均热负荷为38.82 W/m2,考虑夜间辐射的平均热负荷为42.08 W/m2,垂直壁面的平均热负荷相差了3.26 W/m2。对于3号墙体,其未考虑夜间辐射的平均热负荷为13.27 W/m2,考虑夜间辐射的平均热负荷为14.38 W/m2,垂直壁面的平均热负荷相差了1.11 W/m2。可以看出,一方面,对于节能保温较好的墙体,夜间辐射所产生的热负荷要比保温效果差的墙体小;另一方面,对于1号～3号墙体,夜间辐射所产生的热负荷均约占未考虑夜间辐射围护结构热负荷的8.4%,即传统计算方法计算出来的围护结构热负荷要比考虑夜间辐射的热负荷约小8.4%。

3 结语

1)夜间辐射将造成室外综合空气温度整体下降,相当于在原数据基础上下降了2 ℃～3 ℃。

2)不考虑夜间辐射,对于冬季热负荷计算有一定影响,尤其是对于高层建筑。

3)建议考虑在冬季负荷计算的时候夜间辐射对建筑物造成的影响,即在传统建筑物外围护结构负荷计算结果的基础上,附加一个5%～10%的修正系数。

4)为更好贯彻国家有关节能要求,建筑物能耗和供暖系统的运行有必要考虑夜间辐射的影响,从而采取符合客观实际的调控措施,更有针对性有效节能。

摘要：对冬季夜间建筑物外围护结构得热进行了理论分析,并进行逐时热负荷计算,结果表明在冬季夜间供暖空调标准工况下,没有考虑夜间辐射的建筑物热负荷要比实际所需负荷约小8.4%,对于节能保温较好的墙体,夜间辐射所产生的热负荷要比保温效果差的墙体小,指出供暖空调系统在冬季夜间运行时有必要考虑这部分负荷。

关键词：夜间辐射,逐时热负荷,室外综合空气温度,建筑节能

参考文献

[1]贺平.供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社,1993.

[2]彦启森,赵庆珠.建筑热过程[M].北京:中国建筑工业出版社,1986.

[3]杨昭,郁文红,张甫仁.建筑物冬季太阳辐射得热分析[J].太阳能学报,2005(2):39-40.

[4]赵荣义.空气调节[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.

辐射热设计 篇5

笔者首先对消防员隔热防护服主要应用火灾现场所产生电磁波的红外波段主要波长范围进行分析计算,然后在此波长范围内,利用Lambda 950紫外可见近红外分光光度计对铝箔复合材料与镀铝复合材料进行反射率对比测试,对两种材料的抗辐射热渗透性能进行评价。

1 材料及方法

1.1 火场红外线波长的计算

火灾现场的热效应主要是由热辐射引起的,由热引起的电磁波辐射统称为热辐射,它是物体内部微观粒子在运动状态改变时所激发出来的, , 激激发发出出来来的的能能量量分分为为红外线、可见光和紫外线等,其中红外线对人体的热效应最为显著。火灾现场环境中燃烧的火焰所产生的热辐射是造成损害的重要形式,研究其热辐射所产生红外波长对研制新型消防员隔热防护服外层面料具有重要意义, 对减少火灾损失意义重大。

所有处于绝对零度(-273.15 ℃)以上的任何物体, 都能向外辐射红外线,温度越高的物体辐射出的红外线愈多。同时,温度愈高的物体对应红外线辐射能量最强的峰值波长也越短。对于火场辐射热所产生红外线波长的计算通常采用维恩位移定律,维恩位移定律是热辐射的基本定律之一。维恩位移定律为更广义的普朗克黑体辐射定律的一个直接推论。根据普朗克定律,以波长为自变量的黑体辐射能流密度谱如式(1)所示。

为求出使得u取得最大值的λ,令u(λ)对λ的导数为0,则有式(2)、式(3)。

若定义无量纲变量,则有式(4)、式(5)。

方程的解无法表示成初等函数(为朗伯函数),但能否得到精确解并不影响本推导过程。根据式(4)用数值方法得到x,如式(6)所示。

将式(6)的解代入式(4),可得式(7)。

式中:h为普朗克常数;c为光速;k为玻尔兹曼常数;λ为波长,nm;T为温度,K。

由此总结,在一定温度下,绝对黑体的温度与辐射本领最大值相对应的波长 λ的乘积为一常数,火灾中判识的基本原理是根据维恩位移定律,如式(8)所示。

式中:λmax为辐射的峰值波长,nm;T为黑体的绝对温度, K;b为比例常数,称为维恩位移常数,数值为2.897 772 1 ×106nm·K。即黑体温度T和辐射峰值波长λmax成反比,温度愈高,辐射峰值波长愈小。

目前,普通火灾中消防员穿着灭火防护服,而消防员隔热防护服主要用于石油、化工、船舶和飞机事故等火灾救援,可在热源温度约1 000 ℃的热辐射下,提供隔热防护,兼具防水和水蒸气的功能,为消防人员进行接近灭火作业时提供个人防护。典型应用的火灾包括大规模可燃液体火灾、大规模可燃金属火灾和飞行器火灾。如油罐火灾的火焰温度高达1 000~1 400 ℃,根据维恩位移定律的计算可 知,对应的热 辐射峰值 波长约为1 730~ 2 300nm。

1.2 实验材料

如图1所示,实验所用1#材料为进口镀铝复合材料 (图1(a),由5层材料复合而成);2#材料为国产铝箔复合材料(图1(b),由4层材料复合而成)。用锋利的手术剪将试样切割为10cm×10cm的块状样品,试样测试前用酒精擦拭表面,然后烘干,以避免样品表面有可能对反射率测试结果产生影响的杂质。

鉴于消防员隔热防护服主要用于石油等在温度约为1 000 ℃以上热源下的火灾现场,同时希望测试样品对极高温度下热源辐射红外线峰值波长的反射率。笔者对样品在760~2 500nm(峰值波长对应温度约为886~3 540 ℃)波段进行反射 率测试。实验采用Lambda 950型紫外/可见/近红外分光光度计。

2 结果与讨论

实验测出两种样品的光谱反射率曲线,如图2所示。 从图2可以看出,在760~835nm波段,随着波长 的增加,1#和2#样品的反射率都呈下降趋势,这符合铝材料的特性,作为火场辐射热防护材料,对于极高温度(760~ 835nm波段红外峰值波 长对应温 度约为3 197~3 540 ℃)下的热辐射仍具有较好的反射效率;835~2 000nm波段,随着波长的增加,1#和2#样品的反射率都逐渐增加,说明1#和2#样品随着波长的增加其反射辐射热的性能随之加强;1#和2#样品在2 000~2 500nm波段 (峰值波长对应温度约为886~1 176 ℃)有100%以上的数据,在此波段材料的反射率大于设备白板的反射率值, 产生误差数据,这证明两种样品作为高反射率材料,在此波段对火场辐射热有极高的反射率;对比1#和2#样品的反射率曲线发现,在760~2 000nm(峰值波长对应温度约为1 176~3 540 ℃)波段同样波长时,铝箔复合材料的反射率略高于镀铝复合材料的反射率,说明此波段铝箔复合材料有更好的反射火场辐射效果。

3 结 论

(1)在760~2 500nm波段1#和2#样品都具有较高的反射率。

(2)在760~835nm波段,随着波长增加,1#和2# 样品的反射率都呈下降趋势,但仍具有较好的反射火场辐射热效果,说明1#和2#样品都具有应用极高温火场灭火作业防护服的可行性。

(3)在835~2 000nm波段,随着波长的增加,1#和2#样品的反射率都呈增大趋势,具有良好的反射辐射热渗透性能。

(4)在2 000~2 500nm波段,1#和2#样品的反射率接近100%,说明两种样品作为高反射率材料,在886 ~1 176 ℃的热源火场内反射辐射热渗透性能较好。

(5)在760~2 000nm波段,铝箔复合材料反射率略高于镀铝复合材料,说明在高辐射热的火场中,铝箔复合材料具有更好的反射辐射热渗透性能。

辐射热设计 篇6

最近几年, 辐射供冷得到了人们的广泛关注, 因为它具有高效、舒适等优点, 而地板辐射供冷加置换通风空调方式是现在非常有应用前景的空调方式。地板辐射供冷主要原理是由供冷部件与维护结构内表面和人体进行的辐射换热。研究调查表明, 1.8m处的人体温度场分布基本接近理想状态。空调房间就是通过地板辐射供冷与置换通风两个条件提供制冷制热功能, 但是辐射供冷在空调使用过程中暴漏出单位热强度低、易结露等等问题。置换通风的工作原理是利用空气的密度差形成的热气流上升而冷气流下降, 它的送风分布器一般都是安装在地板附近, 送风的面积较大, 出风口风速一般低于是0.5m/s。置换通风用于采暖时, 对于送风就没有湿度的要求。据相关研究表明, 置换通风能够将地面与室内的对流换热效果强化, 使用地板辐射供冷加置换通风空调方式复合系统时, 地面与室内空气的对流换热系数高出单独使用地板供冷时约45%, 导致总换热系数高出约30%, 也就是说, 温差相同时, 复合系统的供冷能力要高约30%[1]。本文为了解决这些问题, 现对“地板辐射供冷加置换通风空调方式”下的室内热环境进行数值模拟, 研究室内的温度、湿度、速度分布规律, 为这种空调方式的设计提供理论依据。

1 空调房间热环境数值模拟模型的建立

空调房间热环境数值模拟模型依据中部地区夏季气象参数, 研究对象是一间普通的两人办公室, 室内设计温度为26℃, 设计相对湿度为60%, 其对应的露点温度为18.03℃;房间内人体的散热、散湿量都是以成年男子为基本标准值;其中, 末端送回风设备是由单层格栅回风口、半圆柱型置换通风器等构成。

1.1 模拟房间模型

模拟房间尺寸长×宽×高为4.2m×3.3m×2.8m, 如图1所示。

1.2 室内模拟参数的确定

1.2.1 房间送风温度确定

现阶段, 国外已有很多学者将目光投入到置换通风系统的研究上, 国内诸多的理论研究和工程实践表明, 置换通风系统中的温差是可以得到保证的。置换通风系统的送风温度可以低至18℃, 一般而言, 地板供冷系统的地面温度不会低于ASHRAE提出对坐着的轻体力劳动者的温度, 所以地面适用的温度为18~26℃, 因而地板供冷中的对流成份约为20%, 并不会使房间的负温度梯度增大, 地板表面温度分布一般也比较均匀, 不会对室内温度梯度造成显著的影响[2]。当采用置换通风时, 根据冷湿负荷计算来确定送风温、湿度的参数, 基本上置换通风系统采用的送风温度保持在23~l9℃, 相对于室内温度26℃来说, 送风温差控制在3~7K范围内。室内除人员外无其他发湿源时送风湿差可采用4~5g/kg。

1.2.2 地板表面温度的确定

本文中的模型的地板表面温度是根据北京建筑工程学院邱林等人实验测量的干式结构地板情况进行数据取样, 地表面温度见表1。

2 空调房间热环境数值模拟结果分析

本次模型中的状态1和状态2, 通过改变地板表面温度, 送入比室内设计温度相对较低的温度来模拟辐射供冷的情况;状态3和状态4通过改变地板表面温度, 送入比室内设计温度相对较高的温度来模拟辐射供冷情况。

2.1 室内温度场的模拟结果及分析 (见图2)

由图2所示, 通过以上温度场模拟的结果中进行比较, 结果可以看出, 送风温度与地板表面温度温差较大时, 室内工作区域的温度场分布较为均匀;送风温度与地板表面温度温差较小时;室内的温度分层较为明显。

2.2 室内相对湿度场模拟结果及分析 (见图3)

由图3所示, 通过以上湿度场模拟的结果中进行比较, 结果可以看出, 室内的湿度场均按层分布, 随高度增加相对湿度减小, 温差较大时, 室内工作区的相对湿度较小;地面与送风温差较小时, 室内工作区的相对湿度较大。

2.3 不同的送风温度和地板表面温度下模拟结果分析

本次模型中的数据通过的分析结果得出, 状态1和状态3通过改变地板辐射表面温度和送风温度, 当地板表面温度较高时, 可降低送风温度, 保证室内人员的热舒适, 同时送风温度不要太低, 可以避免室内产生结露现象;在地板表面温度达到较低状态时, 提高送风的温度, 实现节能[3]。接下来, 笔者就研究人体的热舒适分布。在此情况下, 由温度场图2a) , 2c) 和相对湿度场图3a) , 3c) 可以得出以下结论:大温差送风时, 室内的温度场和湿度场模拟的结果显示湿度较小, 温度分布均匀是我们想要的理想状态。

2.4 不同的送风温度和相同的地板表面下模拟结果分析

状态2和状态4是通过改变送风温度来比较相同的地板辐射供冷的情况下, 送风温度对室内人体的热舒适的影响程度。由温度场图2b) , 2c) 及相对湿度场图3b) , 3c) 可知:在相同的地板温度条件下, 送风温度相对较高时, 室内温、湿度场分布较理想, 此时, 室内既不会有结露现象, 又达到节能的目的。

综合分析前面得出的温度场和相对湿度场模拟结果, 取人员工作区域的地板表面、离地0.1m, 1.1m及1.8m处的温、湿度数据进行比较, 得出具体的室内温湿度分布及热舒适情况, 温湿度图表如图4a) 和4b) 所示。

由图4可知, 根据国际标准IS07730的推荐值, 人体在0.1~1.1m之间的的热湿环境中, 温差不能超过3℃, 才能保证人体的舒适性。

2.5 PMV与PPD模拟结果及分析

本文模拟办公室工作人员状态为坐立办公 ( (sedentary activity) , 新陈代谢率为1.2met;其衣着情况, 如表2所示。

分别模拟在casel-4情况下PMV与PPD值。为了较为直观的反映人体的热舒适性, 如下的面截图是人体中间y=2.6m处及脚部位点c (1.5, 2.0) 至点d ( (1.5, 2, 2.8) 的截图、模型中央点e (2.1, 1.65, 0) 至点f (2.1, 1.65, 2.8) 。

根据Fanger提出的人体的热感觉PMV和预测不满意百分比PPD, 见表3所示PMV热感觉标尺。

当PMV=0时, PPD为5%。它表示, 在最佳热舒适状态的室内热环境中, 仍有5%的人感到不满意。因此IS07730对PMV-PPD指标推荐值在-0.5~+0.5之间, 相当于人群中允许有10%的人感觉不满意。由以上的PMV值可看出:在点a~b的0.6~1.2m处, 由于电脑和人体的散热源比较集中, 其PMV值较大, 在0.1~1.1m的PMV值在-0.2~1.2;在室内中央点c~d处0.1~1.1m的PMV值在-0.6~0.6[4]。

在现实生活中, 地板材料不同, 会影响传热系数, 传热系数大的材料, 自脚底传热更凉一些同样, 穿鞋和没穿鞋的人, 对热的感觉也是不一的。

结果表明:典型工况和casel状态下人员最舒适, case2相对较case3舒适, case3模拟了地板辐射温度较低时, 送入6℃温差新风, 置换通风送风温度过高, 达不到设计要求;case4由于送风温度和地板表面温度过高, 人员热舒适得不到保证。

3 结束语

本文利用Fluent软件建立辐射模型, 运用Tecplot后处理软件进行处理。通过模拟结果, 分析了不同情况下的气流组织、温度场、湿度场, 并运用PMV-PPD热舒适性模拟进行分析。保证人员觉得热舒适的前提下, 为防止地板表面结露, 得出了置换通风与地板辐射供冷复合式空调系统的运行参数, 数据表明, 置换通风的送风温度只能低于或者等于室内设计温度, 一般要低于2~4℃, 同时地板表面温度控制在19~23℃, 送风相对湿度控制在50~55%范围内较适宜。

摘要：本文建立了地板辐射供冷与置换通风空调房间热环境模拟模型, 利用fluent软件对室内的热湿分布情况进行了模拟;并且在室内冷负荷达到最大值时, 通过模拟等温和非等温送风情况下不同的地板表面温度所形成的温度场和相对湿度场;运用PMV-PPD热舒适指标进行分析, 得出了人体在基本满足热舒适情况下的空调系统参数的变化。

关键词：地板供冷,置换通风,热舒适,能耗模拟,数值分析

参考文献

[1]高治国.置换通风条件下地板辐射供冷的热环境数值模拟[D].山东建筑大学, 2013.

[2]魏艳立.羽毛球馆地板辐射供冷数值模拟与分析[D].西华大学, 2014.

[3]杨苏.地板供冷-置换通风空调房间热环境模拟研究[D].山东建筑大学, 2014.

辐射热设计 篇7

在供暖实践中, 出现了很多以地暖为主要供暖方式的地暖系统, 这些系统大体上可分为水地暖系统和电地暖系统两大类。人们通常将水地暖系统简称为“水地暖”, 将电地暖系统简称为“电地暖”。

水地暖的热媒体是加热后的热水, 其散热末端主要是盘管。在水地暖系统中, 热水的循环是由循环泵完成的, 电能通常作为驱动能源。水地暖主要由加热热源、集分水器及水循环泵、温度控制系统和地面水盘管散热末端等几个主要部分构成。

水地暖的供热末端大致相同。不同的热源形式构成了不同的水地暖系统。近年来随着提供地暖用热水的各种热源形式的出现, 单讲水地暖已经很难让人迅速了解系统的构成, 因此水地暖应该做次一级分类。水地暖可以从很多角度进行分类, 而一般倾向于以热源为主的“热源+地暖形式”的分类法。如:以锅炉为热源的水地暖系统可简单叫做锅炉水地暖, 又可细分为电锅炉水地暖、燃气锅炉水地暖、燃煤锅炉水地暖;以热泵为热源的水地暖系统可简称热泵水地暖, 又可细分为空气源热泵水地暖、水源热泵水地暖、地暖热泵水地暖。此外还有地热水地暖、电厂余热水地暖、燃气壁挂炉水地暖、太阳能水地暖等等 (见地暖分类表) 。

在系统名称上是否应该含有诸如“辐射、低温”之类的其它成分, 从而出现“燃气壁挂炉低温热水地面辐射供暖”这样的说法, 还值得商榷。因为地面温度不超过30摄氏度的标准要求已经决定了地盘管内水温不能太高;而由于辐射传热本身就是地暖的主要传热方式, 因此没有必要在名称上加入“辐射”的字眼进行强调。

与水地暖相对应, 电地暖是指以电作为能源, 将电加热体铺在地板下、直接实现电热转换的供暖系统。电地暖主要由控制 (温度控制和电器安全保护) 系统和地面供热系统这两个子系统构成。

按照“热源+地暖形式”分类法, 目前市场上的电地暖可分为发热电缆电地暖和电热膜电地暖两大类。以发热电缆为发热体的电地暖根据电缆的构造又可分为单导 (单芯) 和双导 (双芯) 发热电缆, 按功能性又可分为自限温 (P T C) 和非自限温发热电缆。 (见地暖分类表) 。

关于“电热膜”, 在国内外的教科书和词典里均难以查找到它的准确定义, 似乎可以这样定义:“能够实现电热转换、具有薄膜状结构且表面均匀发热的电加热体”, 根据这一定义, 我们将国内外市场上的类似产品划分为四种类型, 即:印刷油墨型、碳纤维型、金属丝 (片) 型和高分子型电热膜。这四种类型的电热膜都有用于地暖工程的案例, 因此相应的电热膜电地暖也由这四种类型组成 (见地暖分类表) 。

以热源为主体进行分类, 其优点在于名称本身直接给人传递地暖形式、热源类型两大信息。按照划分等级不同可以给出更详细的地暖系统构成的相关信息。另外, 随着地暖技术的进步, 新出现的水地暖和电地暖系统, 可以根据上述分类法简单进行归类。目前在市场上出现的其他地暖称谓, 如薄型地暖、毛细管网地暖等也都应该归类在上述类别之中。