近年来,地板采暖作为一种新技术,正越来越普及。由于热空气向上散发,因此一般的传统式采暖装置,从暖气片中散发出的热量都散发在空气中,往往是天花板温度高于地面附近的温度。采用地热地板低温辐射采暖装置,地面温度高,给人脚暖头凉的舒适感。同时地板采暖也较其他传统采暖方式环保清洁、热效高、热力均匀、节省空间,受到了越来越多的关注。由于地板采暖的特殊性,对地板的要求非常严格,一方面要求地板的密度大,另外,还要求地板要能适应瞬间的温度变化和高温的考验,即不开裂、不脱胶、抗潮湿、不变形、不反翘。笔者在低温热水循环条件下,研究普通多层实木复合地板的热传导性能与尺寸稳定性,考察其用作地热地板的可能性及可行性。
地板采暖系:水在电热水器中加热后,经流量计、热水泵和分水器进入实验室,热水在绕铺设地下管道内流动一圈,并传导一部分热量到地板上后流回集水器,从实验室流出的回水进入电热水器后再次循环。利用计算机自动采集系统(自制),1 s自动采集一次地板表面温度、室内外气温,并自动生成数据库文件。温度采集点布置如图3所示,地板上间隔均匀布置10个温度采集点;Z轴方向同一垂直位置布m。置3个温度采集点,间距为O.5 m,最低点离地面为o.5循环热水系统连续运行10 h后,停止工作2 h,使地板表面温度自然冷却,室内温度降低;然后再打开10h,使地板表面温度升高,室内温度增加;再停止工作2h。如此循环150次,验进行时热水器温度保持在58~62℃。
随着热水系统的运行,地板表面温度逐渐升高,室内外温差也随之增大,地板表面与室外温差最大可达19℃。系统停止运行后,地板表面温度逐渐冷却,室内外温差减小,2h后室内外温差仅减小3℃左右。由此可见,该多层实木复合地板的储热与热辐射效果俱佳。
由于地面采暖工况的特殊性,地板需要直接接受热量烘烤。特别在冬季较长的北方,每年的采暖期长达4~6个月,如果选择木地板作为地面装饰材料,必须考虑它在漫长的使用过程中要经过反复的受热、冷却,夏天吸潮地板膨胀,冬天烘烤地板干缩。所以要求地暖地板的尺寸稳定性和抗变形能力、理化性能等都较高。实验利用循环热水系统连续运行10h后,停止工作2 h,再循环,模拟出长时间反复受热、冷却的环境。在此过程中,多层实木复合地板的长度与宽度经烘烤后有一定收缩,但收缩率都很小,仅o.05%~0.06%(表2)。多层实木复合地板表面也没有发现有开裂、脱胶、变形和反翘的现象。这是由于多层实木地板切成2~3 mm的单板,然后用胶粘合纵横交错叠压在一起制成,这种结构减小了木材应力变化,因而其尺寸稳定性能优良。
得出结论:
(1)外部温度和热水温度对室内温度的影响很大,外部温度发生变化时,调节热水温度是保持室温不变的较为有效的方法。
(2)多层复合实木地板具较好的热传导性能,储热与热辐射效果俱佳。采暖地板系统的地板表面温度分布比较均匀,垂直方向温度梯度也很小,呈负梯度分布,散热均匀。采暖地板系统中,辐射热占总传热量的50%左右,较其他热传导的贡献要大。
(3)多层复合实木地板具较好尺寸稳定性能,在长期的热水循环过程中,地板的长度与宽度的收缩率仅o.05%~O.06%。多层复合实木地板是优良的地热采暖材料。
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