什么是辐射供暖?

September 18, 2015

在北美近年来辐射采暖技术越来越流行和普及,很多新建房子都采用。辐射传热与对流传热的原理有基本上分别。

radiant-heat1

在北美近年来辐射采暖(radiant heating)技术越来越流行和普及,大有取代传统的热风供暖(forced air heating)系统成为家庭中央取暖的标准配置的趋势。虽然輻射供暖系统最初成本比一般的热风供暖系统高,但它除了较低的运营成本外,还有很多其他的优点,本文为你一一介绍,但我们首先科普一下传热原理。

在冬天,热量通过三个主要的机制从室内流失至室外(热量由高温度传播至低温度):

热传导(conduction)– 热传导是热量通过物体内的粒子碰撞,从固体的高温部分转移到低温部分的一种过程。由于固体中的原子或分子不像气体或液体的分子般能够自由移动,以至热能量被存储在原子的振动。通过原子或分子之间的互相碰撞和接触,高能量的原子把能量传递到相邻的原子和分子。最简单的例子就是炒菜锅,热量从锅底传至锅顶,但锅的原子是不动的(否则锅便变形)。

对流传热(convection)– 对流传热发生在流体(液体或气体)的传导过程。对流传热是一种发生在流体(液体或气体)的传导过程。温暖的液体密度比较冷的液体低,在它上升和较冷的液体下降的过程中,热能由液体本身的流动而转移。正如一支在燃烧的蜡烛,火焰使热空气往上升,周边较冷的空气流入,循环过程中把热能传导至他处 ,要点是热气流由低处升往高处。

当今的热风取暖系统便是利用对流传热的原理为室内供暖,但由于暖空气自然地升至屋顶,形成室内上部温度高,下部温度低的不理想状态。补救办法是使用吹风机强制空气对流,造成室内空气流速加大,室内空气干燥,吹起更多尘粒,对人体健康不利。

輻射传热(thermal radiation)– 辐射传热是通过电磁波在空间传递热能。它不像固体的热传导有物体的一部分转移到另外一部分,也不像对流传热一样通过气体或液体的流动而传递热能。辐射热能的传导不须要传输介质,即使在真空中亦能传递热能。在宇宙中的所有物质,如果它的温度是高于绝对零度,就会放射辐射热能。辐射热能有很多种,其中包括可见光(visible light)和红外光(infrared light)。太阳就是最好的例子,在其核聚变的过程中产生大量的可见光和红外光。动物包括人类的身体也会放射辐射热能,用红外摄像机便可以探测到。辐射传热的概念我们每天都经历到,就是阳光晒到我们的身体,辐射热能被皮肤吸收时感觉到的热能。该注意的概念是,辐射热能是往所有方向发散,不像对流热能随着气流从低往高转移。

辐射采暖系统是利用辐射传热原理,把热能从辐射热源传送到目标对象。很多人以为辐射传热是一门新技术,其实这道理远在古罗马时代已经懂得。辐射供暖是利用温暖的物体如地板或墙,把热量放射至室内人的身上,而不是用热能把空气加热。辐射采暖与热风供暖(对流传热方法)有根本性的区别,热能的散播是从地板或墙壁四方八面发散出来,室内的空气不会随着被加热而上升,以至需要吹风机把热空气从屋的顶部循环到底部。

radiant heat vs convection heat

对流传热 vs 辐射传热 (图:Remodelista.com)

辐射采暖的优点:

  • 第一个大优点是辐射供暖给你的是很舒服自然的热能感觉,就如在一个寒冷的冬日坐在日光下,虽然外面的空气很冷,但阳光晒到脸上给你这种温暖的感觉。
  • 室内地面温度均匀,室温自下而上逐渐递减,给人以脚暖头凉的良好感觉,符合“温足凉顶”的中医健身理论。你还会发现,当你的脚是温暖,即使室内温度比平常低,你也会觉得很舒服。
  • 不用吹风机,室内空气流速降低了,避免了把尘粒、过敏素或其他发散性的化学气体到处飞扬,有利于卫生条件。
  • 辐射供暖的室内温度可比对流采暖室内设计温度低2~3℃,仍能达到同样的舒适又节能的效果。
  • 辐射供暖不需要在室内布置散热器,扩大室内的可用空间,也给家具布置带来更多灵活性。
  • 各房间温度可以独立调节,便于节能。
  • 运营成本比热风供暖系统较低,寿命比它长,生命周期成本更低。

辐射采暖的缺点:

  • 辐射采暖系统初始成本比热风采暖系统高,原因是铺塑料管需要更多的人工成本。
  • 更换现有供暖系统不容易,成本高。

入乡随读 行业名词

millivolt ignition system : 毫伏点火系统
fireplace ignitor : 壁炉打火器
fireplace : 壁炉
freeze proof sillcock : 防结冰水龙头
outdoor faucet cover : 室外水龙头保温套

第一时间获得信息

* indicates required