太阳能低温地面辐射（shè）采暖系统是以太阳能集热器为热源，以低温热水为（wéi）介质，通（tōng）过（guò）循（xún）环系统将加热到适当温（wēn）度的热水导入到（dào）预先埋在地板下的埋管中，使热水和埋管（guǎn）在地板下进行热交（jiāo）换，然后（hòu）埋管（guǎn）再把吸收的热量通过地板（bǎn）辐射到（dào）室（shì）内。

　　此（cǐ）系统是一种既节能又（yòu）舒适的新型采（cǎi）暖方式，其原理是通过埋设在（zài）地（dì）板内的加热管放射（shè）出（chū）来的（de）8-13微米的远红外线加热地表，一（yī）部分直接投射到人（rén）体表面（miàn），另一部分投射到周围物体表面，这些表面再与人体进（jìn）行辐射（shè）换热完成辐射板对（duì）人体的二次辐射。辐射板在通过上述辐（fú）射过（guò）程与人体进行热（rè）交（jiāo）换的（de）同时，还与周围的空（kōng）气进行（háng）对（duì）流（liú）换热（rè）。在（zài）地板辐射采暖系统中（zhōng），人体与周围环境换热量（liàng）的50%以上是以辐射方式（shì）进行的（de）。

一、太阳能低温地（dì）面辐射采暖系统的一般（bān）运行（háng）规律

　　太阳能低温地面辐射采暖系（xì）统主要（yào）由太阳能集热器、热媒输（shū）送管网和（hé）地面装置三个（gè）部分组成。下面对各个部（bù）分加以详细介绍：

　　1、太阳能集热器

　　太阳能（néng）集（jí）热器是吸收太阳辐（fú）射能并（bìng）向介质（zhì）(水或空气)传（chuán）递热量（liàng）的（de）装置，它是太阳（yáng）能低温地面采暖系统最重（chóng）要的组成部（bù）分（fèn），为整个采暖系统提供热量。

2、热水管（guǎn）道装置（zhì）

　　低温热水地面（miàn）辐射（shè）采暖（nuǎn）系统一般采（cǎi）用双管系（xì）统，以保证每组盘管供水温度（dù）基本相同。采用分、集水器与（yǔ）管（guǎn）路（lù）连接，在分水器（qì）前设置热量控制计量装置（zhì），可以实现分户控（kòng）制和热计量收费。地面（miàn）温度可以通（tōng）过调（diào）整供回（huí）水平均温度、盘管间距和埋管层的厚度来确定。低温热（rè）水地面辐射采暖的（de）供水（shuǐ）温度一般采用45℃～60℃。供回水温差一般采用5℃～10℃。由于供回水温差较小，所以地面辐射采暖（nuǎn）系统流量比普通散热器要大，因此（cǐ）管径尺寸要相对定位在（zài）?20～?25。（热水管道（dào）装置示（shì）意图如图（tú）所示）

3、低温地面辐射采暖管道铺（pù）设方式

　　低（dī）温地板采暖系（xì）统（tǒng）中埋管的常见（jiàn）辅（fǔ）设方式有单蛇型、双蛇型（xíng）、交错双蛇型、单回型、双回型、双开双回型等。

　　4、采暖地（dì）板结构

　　地板结构由（yóu）下到（dào）上一般为底层（céng）、绝热层、埋管层、找平层、地板等。工程（chéng）中一般在钢筋混凝土（tǔ）地（dì）板上先以水泥砂（shā）浆找（zhǎo）平为基础层，再铺设（shè）保温绝热层，材料（liào）多（duō）为聚苯（běn）乙烯保温板。板上（shàng）铺设加热盘管，并以卡钉（dìng）将盘管与保温层固定在（zài）一起，然（rán）后浇注（zhù）30mm～50mm的（de）豆石混凝土为填充层，再（zài）以20mm水混砂（shā）浆找平，接着上部铺设地板、地面砖（zhuān）等（děng）装饰（shì）材料。

　　5、盘管管材（cái）

　　低（dī）温地板辐射（shè）采暖所用的加热盘管的选材应（yīng）根据耐用年（nián）限要求、使用条件、热（rè）媒（méi）温度（dù）和工作（zuò）压力、系统水（shuǐ）质要求、材料供应（yīng）条件、投（tóu）资费用等因素来选择。近年来随着（zhe）塑料工（gōng）业的飞速发展，出现了抗老化（huà）、耐热（rè）、耐压的交联（lián）管材和轻质隔热的高效保温材料，为地面辐射供暖技术（shù）提供了可靠的材（cái）料，并且其价格也非常低廉。目（mù）前（qián）耐热聚乙烯（PE-RT）、交联聚乙烯管（PE-X）是该系统中（zhōng）广泛（fàn）使用的两种管材。

二、太阳能（néng）低温地面辐射（shè）采暖物理模型介绍

　　1、太阳能低温（wēn）地板（bǎn）辐（fú）射采暖物理模型（xíng）简化

　　一般情况（kuàng）下对物理模（mó）型的简化如下：

　　（1）沿加热（rè）管轴线方向温度梯度很（hěn）小，忽略加热管轴线方向（xiàng）的导（dǎo）热，地板平层内的传（chuán）热问题简（jiǎn）化为平（píng）面（miàn）二（èr）维问题。

　　（2）供暖系（xì）统运行时，加（jiā）热管内壁温度等于热媒（méi）平均温度；供暖系统停止（zhǐ）运行时，加热管内壁近似为（wéi）绝热边（biān）界条（tiáo）件。

　　（3）加热管在（zài）垂直于（yú）轴线（xiàn）的（de）平面内均匀排列。

　　（4）由于地（dì）板底部敷设保温层，底部边（biān）界（jiè）近似为绝热边界条件。

　　2、系统模型的工作流程

　　地（dì）面辐射（shè）采暖（nuǎn）系统（以下（xià）简（jiǎn）称模型1）是以太阳能集热器为热源（yuán），循环水泵为动力，采用间（jiān）歇（xiē）性运（yùn）行方式的低温地面采暖系统。系统流程如图3。

　　系（xì）统工作时，一级热媒在太（tài）阳能集热器中（zhōng）吸收（shōu）辐射能（néng）后，流入（rù）蓄热水箱，将热（rè）量传递给箱内换（huàn）热管中的二级热媒；二级热媒进入热泵机组中的蒸发器与制（zhì）冷剂交换（huàn）热量，并通过热泵循环进行供（gòng）热，保证室内空（kōng）气（qì）温度和地（dì）面平均温度等热舒适性指标在合理范围内波（bō）动，同时尽量在地板层中蓄存热（rè）量，降（jiàng）温后的一级热媒又流回集热（rè）器，由此完成一次循环（huán）。当室内（nèi）空气温（wēn）度（dù）和地（dì）面平均温度超（chāo）过热（rè）舒适性（xìng）要求（qiú）时，热泵（bèng）机（jī）组停止运行，低于热舒（shū）适性要求时，机组重新启动。夜（yè）间，集热器（qì）和（hé）热泵机（jī）组停（tíng）止运行，由（yóu）地（dì）板内蓄热量来维持（chí）室内空气温度和（hé）地面平均温度（dù），直到（dào）此（cǐ）温（wēn）度低（dī）于某一阈值，热泵机（jī）组再（zài）次投入运行。

　　地面（miàn）采暖系统（以下简称模型2）同样以太阳（yáng）能集热（rè）器为热源，循环水泵为（wéi）动力，但是与模型1相比（bǐ）减（jiǎn）少了（le）电加热器，而且是（shì）采用连续运行（háng）方（fāng）式。实验中，太阳能地板采（cǎi）暖系统（tǒng）仅在（zài）白天运行，晚上依靠地板散（sàn）热维护室内热舒（shū）适（shì）性。采暖循环泵在系（xì）统工作时间内为（wéi）连续运行。

　　3、两种系（xì）统（tǒng）模型的（de）结论与经（jīng）济性分析

　　系（xì）统模型1采用（yòng）间歇运行（háng）方式（shì）。白天（tiān），当室内的热舒适性超过一（yī）定值（zhí）时，系统会停止运行；而（ér）在晚（wǎn）上温度降低（dī）后则（zé）需要启动（dòng）热泵机组或辅（fǔ）助电加（jiā）热才能满足一定的热舒适（shì）性。

　　系统模（mó）型2采用（yòng）连续运行方式。白天，系统（tǒng）连续运行，一整天都（dōu）可以吸收太阳能，因而对太阳能的（de）利（lì）用率比模（mó）型1要高，但是（shì）白天连续运（yùn）行有可能造成室内温度过高，超过热舒适（shì）性（xìng）要求；而到晚上（shàng）只靠地板和房间的蓄热来满足凌晨（chén）时段温度降低（dī）达不（bú）到（dào）热舒适性的要求，这个时段就要启动电辅助或热泵（bèng）机（jī）组。

　　由以上分析可知，模型1的可靠性较高但（dàn）能源利用率要低于模型（xíng）2，而模型2节能性能较好但也要考（kǎo）虑辅助能源的合理运用。

　　最后

　　低温地面辐射采暖（nuǎn）作（zuò）为一（yī）种新型的采（cǎi）暖方式，由于其舒适（shì）性和节能性等优点非常明（míng）显，得到了广（guǎng）泛的应用。并且这种采暖方式对（duì）水温的要求不太（tài）高（一般在40～60℃之间），因此使太阳能得到（dào）充分（fèn）利用，从（cóng）而节约了高品位能源（yuán）。

　　另外，如（rú）果（guǒ）能成功解决地（dì）板结露问题，地板辐射系统还（hái）可以在夏天（tiān）通入（rù）10℃～20℃的水来利用（yòng）地板辐射进行吸热、降（jiàng）温，这样在夏天同样（yàng）可（kě）以（yǐ）节约大量能源。