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地面辐射采暖技术指导手册

Ⅰ 定义与术语
Ⅱ 历史及应用
Ⅲ 设计需考虑的事项
Ⅳ 系统组件——管道
Ⅴ 系统组件——分水器
Ⅵ 系统组件——循环泵&锅炉
Ⅶ 系统组件——控制器
Ⅷ 系统设计
Ⅸ 整个系统的概括
Ⅹ 设备详述
Ⅺ 安装方法

[ 本帖最后由 xiaoxiaosan 于 2010-2-16 10:02 编辑 ]

地面辐射采暖技术指导手册

　　此指导手册的目的是为水循环辐射采暖（Hydronic Radint Heating以下简写为HRH）系统的设计和安装提供指导。本手册可作为工程技术人员参考资料，也可作为新手的培训教材。
　　此I=B=R指导手册第400号是给那些在住宅和商业应用上的水循环地面辐射采暖系统的设计和安装提供一种基础理解。地面辐射的另外一些形式如天花板、墙和金属板不在此指导手册的参考范围之内。此指导手册包含了住宅和商业建筑的许多类型，但没有包括大型的建筑物或加热工程。手册确认了可以使用在水循环辐射地面采暖的各种加热源，限制了低温水循环加热系统的锅炉应用设计范围。
　　此指导手册深入浅出的讲解了地面辐射技术的基本原理、应用和设备材料，详细讲解了施工中应注意的细节，设计中的各种计算。
　　此指导手册介绍了管道、分水器、地板敷设层、循环泵、锅炉和控制器的选择、安装及对系统的影响。
　　管道，分水器，控制器，锅炉及传统的热水加热实行等的组合是永无止境的。组合的最基本的理论及方法的知识都包括在HRH设计及应用中，并且还提供判断及评价制造商设备及系统设计优劣的基本准则。

定义与术语

A. 辐射采暖

　　要了解辐射采暖，首先要了解热传导的原理。辐射采暖不象对流加热那样使热空气依次填充房间，而是通过辐射来加热物体。热量从一个温暖的物体传递到另一个较冷的物体上去，如果两个物体之间的温差较大，热传导的速度会更加快。太阳比地球温暖，因此，它以短波能的形式将它的热量辐射到地球。太阳与地球之间的介质是不被加热的。 火炉也是产生辐射热量的典型例子。如果一个人站在热火炉前面，面对火炉的那部分会变得温暖，当离开时又会变冷。这是因为从炉子散发出的长波辐射仅仅冲击了面对火炉的那部分，并未加热空气，因此人的后背感觉到了冷空气的寒冷。被炉加热的空气仅仅是那些与炉子表面直接接触的或通过已经被炉子辐射能加热过的表面空气。
　　对于辐射热传导来说表面面积是一个重要的因素。表面积大的物体在温和环境中获得的热辐射与表面积小的物体在高温环境中获得的热辐射差不多。决定辐射能量的三个因素：（a）辐射面积的大小；（b）接收面积的大小，（c）辐射表面与接受表面的表面温差。
　　辐射热四面八方的传播。尽管对流不会发生，但当冷空气进入并与温暖地板接触时，冷空气被加热，产生对流，典型的地板采暖系统产生的热大部分是辐射产生的。

B. 附加定义

　　英制热量单位（British Thermal Unit）： BTU是测定热数量的单位。它近似的等于一磅水温度上升1度（华氏温度）所需的热量。
　　每小时的BTU：测量热能转移比率的单位。
　　对流：液体流动产生的热传导。自然对流是由于温差不均匀而产生；热空气上升，冷空气下降引起循环对流。强制对流是通过机械手段产生。
　　户外每日平均温度：基于温差和时间基础上的，估计加热系统能量消费量的单位。
　　设计温度：系统中温度仪器的设计需要满足许多极端的条件，包括在设计温度之内或设计温度之外。
　　渗透：空气通过窗户和窗框,或门和门框,或框和墙等处的裂缝进入室内。
　　氧渗入：由于材料的分子结构和每边氧压力的差异，氧有能力通过材料。
　　辐射：以波或粒子形式发射的能量。
　　辐射阻挡层：镀在抛光铝表面上，能反射长波辐射能量的一层薄膜。它是典型的层压塑料薄膜铝的合成物，是适用在卷形物上或作为玻璃纤维棉絮绝缘体的外层。
　　反应控制：机械的或电动-机械的装置控制流量反应，它是由输入温度控制所需的输出水温。
　　热传导（C）：热的数量单位，不同材料在 1 小时内穿过 1平方英尺的材料的两个表面的每个温度差。
　　热质：用在存储或热转移方面的密集材料。通常以混凝土的形式在被嵌入的热水管上面作为完工地板或底层地板的浇筑材料。
　　热阻（R）：材料或复合材料阻挡或抵抗热流。
　　热阻系数（r）：材料阻碍或抵抗热流的能力它是导热性的倒数。（1/k）
　　传送（传输）：在热负荷计算中，热传递总的术语。（传导，对流，或辐射）
　　U（传热的总系数 )热流的数量，以每小时每平方英尺每度温差来表示建筑物部分（墙，地板，梁，或顶板）里面空气和外面空气的差异。这术语通过称为U值。
　　水汽阻挡层：阻挡水蒸汽传送的材料。

历史及应用

　　历史
　　地面辐射采暖已经使用许多世纪了。罗马人使用精心制作的火沟渠和地板下的管道系统对浴室的石质地板进行加热。韩国人也在数百年前在他们的房子下面使用相似的充满石头的火坑系统。1909年一个英国人为他采用嵌入在混凝土或石膏内管道的辐射采暖系统申请了专利。
　　当欧洲和东方采用地面辐射采暖作为供暖系统时，直到二次世界大战结束，美国才表现了对地面辐射的更多兴趣。在40至50年代期间，地板采暖工业开始发展起来。著名的建筑师，Frank Loyd Wright，他广泛的使用地面辐射采暖。由于原料生产和安装铜或黑铁管的劳动力成本太高，以及联接的一些性能问题，导致在60年代地面辐射采暖的衰退。
　　在70年代由于建筑材料、绝缘材料以及运用在管道上的新材料的出现，如塑料和橡胶化合物。德国，瑞士和其他欧洲国家出现了令人惊骇的地面辐射的增长率。在美国，地面采暖通过太阳能工业被重新发现，为太阳能收集系统作了一个完美的匹配。水循环辐射采暖需要水温远少于那些传统管道对流式暖房器或风机盘管。结合杰出的舒适地板采暖的提供，使地面辐射采暖成为水循环工业重要的一部分。
　　应用
　　水循环辐射采暖已经有了许多应用。尽管基本原理可以提供给各种不同的情况，但此指导手册主要涉及的是住宅和小型商业建筑。熔化雪、长满青草的房子、运动场、谷仓等等是不包括在这指导手册的范围内的。
　　在此指导手册范围内的典型应用单个和多重家庭住宅、商店、仓库、车房、小商业建筑物和制造业工厂。用混凝土地板建造的建筑物通常是最理想的适于HRH。新建筑技术也已作为制作楼板和木材地板候选了。

设计需考虑的事项

　　绝缘
　　绝缘好的建筑物是设计一个成功的HRH最好的保证。绝缘越是差，热损失就越高。高热损失需要较高的地板表面温度。绝缘差的建筑物能产生超过人类舒适等级的地板温度，并且由于地板的过热引起大幅的温度摆动。
　　混凝土HRH构造由于它的温度比正常温度高，所以将会增加地面的热损失。放置在板层周边或下面的绝缘会减少热损失。周边的热损失比向下的热损失更加的重要，因此所推荐的绝缘要应用在冰冻线或低于冰冻线。建造在温和气候干燥土壤上的建筑物通常地板下面是不需要使用绝缘。地球自身充当了绝缘阻挡层。建造在寒冷气候里，高水位潮湿土壤的地区要有一个低于板层的绝缘，阻挡过多的向下的热损失。通过板层下面安装绝缘可以在许多应用中增加响应时间。
　　不加热空间上方的楼板中使用绝缘是高度推荐的，比如通风空间，悬臂地板，不热的车库/地下室等。与干墙连结的辐射阻挡层，基础墙绝缘可以使用在被控制的通风空间上方。
　　地板覆盖物
　　地板表面温度是很重要的。硬表面的地板，比如混凝土，瓷砖或油毯都是与HRH相匹配的。当在地板上加上更厚的地板覆盖物时，在地板覆盖物下面的热质必须增加温度以保持适当的地板表面温度。尽管木地板和地毯使用得相当成功，但必须计算能达到适合的表面温度不超过热质可接受的温度。
　　在巨大的落地式窗口或经常出入的大门前面硬表面的地板是非常需要的。硬表面有更多热输出容量并且能较快的反应中和寒冷的气流及注入的冷空气。
　　室温
　　由于HRH系统的热是通过辐射而不是通过加热空气得来的，所以室内的空气温度并不是地板采暖直接的结果。空间中地板的表面通过板辐射变得温暖。空气进入房间与室内空气接触也变得暖和起来。在适当地有计划的HRH系统中，地板表面温度仅仅比空气温度暖和一点点。
　　大多数常规加热系统使用对流的方法把热传递到空间中。强制的空气系统使用强制对流和自然对流结合的形式达到热分布。用送风机方法强制空气进入空间。这种热空气上升到天花板，冷却然后下降并回到炉子中重新加热。
　　恰当的建筑物和系统设计能使差异达到最小化。高天花板结构从 HRH系统得到很多的利益。当空气较近地板在占有的层次保持要求温度时，在天花板旁的空气温度将保持冷却。实际温度层将改变但是典型地20英尺天花板结构比5英尺等级的天花板温度要冷2个等级的温度。
　　舒适
　　室内气候的舒适是很难描述的。一个人觉得舒适而另一个人未必觉得舒适。同一个人能够体验不同程度的舒适或在相同环境中不同时间的不舒适取决于活动等级或生理状态。一个人在吃饭或锻炼后休息会比其他时间休息感到温暖。对于所有人来说不可能总是保持长久的舒适因此必须作出折衷的办法。
　　影响人体的舒适外表上通过三种事态，与周围空气的接触，皮肤水份的蒸发和辐射。依靠周围空气温度，身体既能从空气中吸收热，也能通过传导把热传到空气中。空气运动透过皮肤引起皮肤水份蒸发的增加而减少皮肤温度。如果人感觉过热的话，这种情况是令人满意的，但如果人想保持温暖的话，这种情况是没有利处的。
　　人体，作为一个表面，既能把它的热辐射到寒冷环境中，也能从温暖的表面吸收热。如果一个人在冬天站在寒冷的大的落地窗旁边他能感觉到热正在慢慢离开他的身体。他的感知为窗是冷的或冷空气从窗口进来。事实上，身体的温暖辐射了人的热到窗口的寒冷表面。身体与周围表面的巨大的温差，热损失及热获得都是很快的。热获得是快速感知热表面，比如通过热火炉感知。然而，身体热损失是快速感知为寒冷的表面，比如大型落地窗的例子。
　　平均辐射温度
　　平均辐射温度是一个术语，过去经常描述居住者在室内环境下所有围绕物表面的集体影响。它受地表区域，地表温度和邻近物的支配。简单的表达，周围环境平均辐射温度越冷，人体的热损失就更快。HRH系统通过升高温度帮助中和由外部墙，天花板，和窗产生的低平均温度并且因此减少身体热损失。
　　HRH系统通过减少气流提供高等级的舒适，甚至创造空气的温度分布从而提高平均温度。HRH在中和大落地窗和高天花板的下降气流问题时是非常有用的。
　　地板间隔
　　在设计系统时，不必为护壁板或地板留有余量，所有地板间隔是可以被使用的。家具和器具可以设置到墙上。在窗下和玻璃滑门前是不需要地板。安装在地板上的家具或对象将从地板上吸收热，依次，他们表面温度将被提升。
　　热累积的过多会引起食物快速的变质，因此在壁橱下使用HRH是不被推荐的。在浴缸或淋浴下面运用HRH系统，甚至设置在周围瓷砖里都有是非常令人满意的。
　　反应时间
　　 一旦HRH控制器在空间中要求热，系统就需要时间响应。典型的，HRH系统反应很快是取决于他们在低温上合并巨大质量的事实。在加温和降温时必须要考虑惯量。当设计在连续操作情况下保持持续温度时，HRH系统会运行地更好。
　　现代的建筑技术和绝缘的改善已经很大程度上减少了由于慢反应时间引起的不利影响。
　　尽管HRH的空间温度运行到规定温度比强制空气系统要花更长的时间，但是一旦所需要的温度达到后，它将长时间保持。象上述所讨论过的，舒适并不必要涉及空气温度。在达到所渴望的温度之前，HRH系统将提供很好的辐射舒适。结果是人会在空气温度达到所渴望设置时会感到舒适。由于热质调速轮影响和加慢了反应时间，HRH系统在晚上会不太好的执行回温控器。阻碍房间不能很快的冷却。重新恢复房间的温度必须回到要求时间的设点上重新加热。较小的节约结果和高于燃烧的温度可能会引起舒适的问题。逐渐变化的稳定状态是HRH系统很好得到的模式。
　　调速轮作用的主要优势是拥有很丰富的经验。当冷空气突然地涌入时它是非常有经验的。比如打开一个巨大的门，两件非常重要的事情将会发生。首先，冷空气单独地传播至地板并且通过接触温暖地板快速地加热。其次，一旦门被关闭地板立即辐射热到占有空间，不象强制空气系统必须重热空间中的所有空气以达到舒适。在这种情况下，由于热质的关系，反应时间很明显地改善了。
　　绝缘地板覆盖物，象地毯和垫子将会逆向地影响反应时间。更好的绝缘的地板覆盖物，对于热质就需要更高的温度。地板覆盖物的R值是地板覆盖物到热流电阻。R值越高，热电阻也越高。高R值的地板覆盖物它从热质到地板表面的热转移是慢的因此就需要减少重复的时间以及限制地板的输出量。
　　分区制
　　HRH系统独特的优势是分区制的灵活性。每个管道线路可以设计成各个加热区或设计成由单一的温控器操作的整体系统。尽管每间房间的温控器可能最终地控制在一起，但一般是不必要这样做的。
　　HRH系统在自然地自控热输出的能力上是非常独特的。热输出量的比率是由地板表面温度与周围环境平均辐射温度的差异决定的。即使地板表面温度是相同的，结果就是在滑动玻璃窗旁边的地板的输出量比内部房间地板的输出量要多得多。对设计的挑战就是要为每一个位置确定适合的水温和流量。
　　作为一个总规则，在相同地板覆盖物和热损失的建筑物的相同的两边聚合空间。区域大小仅仅由制造商标准分水器和泵的容量限制。在区中需要考虑的事情如下：（a）客户希望（b）间隔的物理分离（c）地板等级（d）使用频率（e）使用类型（f）热损失特性（g）日光的获得（h）内部获得（I）地板覆盖物的类型（J）地板构造的类型。必须考虑到过多的区域会增加系统成本，复杂性，并且可能仅有一点点的利益。

系统组件

　　管道

　　管道可以分成三类：（a）金属的，（b）人造的（c）复合的，各有其优缺点。当使用合适的组件时，所有的都适合地面辐射采暖。总规则是，所有使用在地板采暖上的管道，必须要有足够的柔韧性能够在不带接头的情况下，在板上布置连续的线路。
　　尽管大多数系统为15到20PSI，静水测试100PSI的标准测试需要花30分种。其他则需要管道能经得起180度水温100PSI的压力。紧记安装重量和弹性。核对嵌入材料的兼容性。
　　氧渗入（扩散）。所有水循环加热系统易受氧通过许多源进入系统的影响。这些源如螺纹装置，空气通风孔，气体能够渗透的材料。系统中有过多数量的氧会由于腐蚀而导致类铁金属组件过早的失灵。实际上，铜管不会让氧通过它的壁进入，所有合成管道会显示渗透的程度。依赖于各种各样的因素这种特征可能会引起地面辐射加热系统中类铁金属的一些问题。温度作为决定性的因素必须要重点考虑。内部系统压力和流量速度也是非常重要的。水质也担当了一个重要的角色。
　　尽管氧渗透在实验室中是可测量的，但已经有了许多关于在实际安装中长期影响的争论。在美国数以百万辐射加热系统没有强有力地证据指出合成管道的氧渗透广泛地有助于系统的失灵。另一方面，许多制造商提供的合成管道是带有氧传播阻挡层的能够很大程度地减少指定的可测量的氧渗透数量，这不再是一个问题。水循环协会推荐使用通过管壁的管道氧传播的标准。当系统中有类铁金属呈现时，每立方米每天不能超过0.1克。
　　氧渗透的解决方法有许多种，主要为如下四种。一种选择是象上述所提及的使用有氧阻挡层的管道。因为类铁金属是有风险的，使用热交换器可以作为第二种选择，分隔传播组件中的热转移的流量。第三，系统在设计和安装时可以使用那些不腐蚀铁的元件，象铸铁的锅炉。最后，可以把腐蚀抑制剂加在加热的水中控制腐蚀。
　　金属管道-目前大多数使用的金属管是软铜管。铜具有高传导性，符合所有管道标准。尽管它已经成功被使用了，但还是存在一些缺点：工作时它非常的重和笨掘，容易弯曲，内部非常容易腐蚀并且能受到热质中酸性物质的侵袭。
　　合成管道-在过去二十年中安装的大多数地面辐射采暖系统使用的是合成管道。它的重量较轻，具有柔韧性，没有腐蚀的活动力，对缩放有抵抗作用并且不容易变形，起皱褶或弯曲。合成管道内部平滑地结构能引起很少的假设，因此流量的阻力比金属管道小得多。合成管道可放在相对长的盘绕中能适合于没有接头情况下的管道布置。
　　合成管道可以分成截然不同的两类：（a）塑胶合成和（b）橡胶合成。塑胶通过有较薄的管壁并且它的热传递特性比橡胶管要好。但从另一方面来说，橡胶管非常柔韧和持久耐用。
　　橡皮混合管-大多数橡皮管的基本原料是EPDM（乙烯丙烯二烯体）这材料使用在工业上已经有很长的历史了，比如汽车的水管，O型环，窗槽和需要耐风化的其他产品。它能作为单一的管道挤出，也能用纤维网加固并用其他材料套上。地面辐射需要的温度最好是在EPDM材料所允许的范围之内。没有加固物的管道的压力极限为40PSI。有加固物管道能依靠加固物的程度经受得起非常高的压力。EPDM材料对于化学制品有很广的抵抗但对于油或碳氢化合物液体是没有作用的。
　　聚乙烯管-为地板采暖所挤出的聚乙烯管是来自高密度聚乙烯或交联聚乙烯。HEPE材料比交联聚乙烯管的材料要更加柔韧，但是对于温度和压力来说是没有耐久力的。交联聚乙烯管的交联过程是连接分子的链进入三维空间网络，增加管道在温度和压力宽广的范围内的持久性。在欧洲，地板采暖上已经广泛使用交联聚乙烯管。尽管交联聚乙烯管在人造管道占很大的配置但它也要经过非常严格压力和温度的测试。当提供适当的热时，交联管也能回复到它原来的形状。这对于在安装时管道意外地扭结或变形是特别有效的。交联聚乙管对于化学药品是有很高的抵抗力的，包括油类物质。
　　聚丁烯管（PB）-聚丁烯是塑料管，它发展在美国并且从60年代后期专门使用在冷热水管上。它使用在地面辐射采暖上已经超过20年了。聚丁烯管对于管壁厚度比率有很高的强度。聚丁烯管温度和压力的性能应该在机构要求的范围内并且要超过100PSI，180度水温的测试。它的柔韧性须保持在宽广的温度范围内，能使它在极端严寒的条件下也能容易的工作。如果管道扭结或损坏，聚丁烯管可以用特殊的装置或加热工具把它熔接。聚丁烯管拥有极好的化学抵抗力，但是对油类或其他碳氢化合物液体是没有抵抗作用的。
　　复合管-针对于氧渗透，记忆回复和弯曲的回复问题，一种新产生的管道进入了市场。这种管道是集金属管和合成管两种管道的优点做成的。这种管道中间有一层薄薄的金属层，通常是铝的，夹在塑料层与塑料层之间。这样一来给管道带来了许多好的性能。它比软铜更加容易弯曲，更加容易保持形状。它能符合甚至可以超过地面辐射所需的温度和压力。由于扭结或变形损坏的管道需要替换或机械化地连结。
　　分水器
　　在地板中实际管道线路的长度是由流量和压降限制的，因此大多数线路被覆盖在地板面积下面。把水分布到分开的每个管道的装置叫做分水器。分水器象一连串Ts那样地简单，或它能与复杂的控制器合并。
　　分水器结构-建造分水器最普通的材料是黄铜，铜和塑料。分水器可以是一套，一个是进一个是出的或进和出混合在一起的类型。一些分水器是适合于固定长度的，是为给定数量的线路服务的。例如，你可以命令分水器在4，6或8端口服务。
　　分水器配件-通常铜管是作为供应和回程管应用的，尽管塑料管能使用在不超过管道标准的水温上。把供应和回程管道连结到分水器有两种最普通的方法，一种是螺纹装配，另一种是焊接连结。总之，推荐安装联合和隔离阀。许多分水器已经配备了隔离阀。
　　附属在地板管道上的分水器附件通常是有收缩变化的。有时手柄的组装合并成一个方法手柄指针固定环和O型环密封。每一个制造商已经发展并且测试过了附件确定哪一个最符合他们特别分水器和安装。所有附件用法说明必须仔细遵循确保适当装配。
　　流量控制-分水器可能是多端口的简单管道或包含平衡阀的带有温度计和流量计的地板线路。平衡阀能使安装者很好的调整系统每个应用，并且在系统安装好以后，也能进行调整。一条过多温降的线路可以通过关闭邻近线路的平衡阀使流量缓慢下来并且强迫更多的水经过受影响的线路来调节。在大多数情况下，平衡系统是在设计阶段决定合适的线路长度时做的，因此制造平衡阀是多余的。通过在分水器的回程端口放置一个平衡阀也能完成分水器到分水器的平衡。
　　一些分水器对于安装在任何一个或所有分开线路上的自动流量控制阀是有规定的。这阀与分开加热区域控制器联合使用并且它通常是一个流量阀。它能控制特殊线路的流量并且当其他线路打开时提供流量到那些需要加热的线路时能使一条或更多条线路关闭。
　　
　　热传递媒介
　　不象辐射体或裂管对流器把热直接传递到空间去，地面辐射管道必须要有一个额外的媒介来做那项工作。这个媒介要安装在区域中。管道中的热必须要传递到地板广大的地表区域并有效地加热空间。这就意味着热必须在位于管道和上升到地板表面之间平行地传播。最终分布管道与管道之间的热，穿过地板的地板表面温度会更加的一致。系统设计计算建立在假设的基础上的，也就是假设地板表面温度是一致的。一个较差的热传递媒介在侧面不完全传导热的因此它直接会在管道上方产生加热点以及在管道与管道之间产生寒冷点。
　　建筑物的结构类型与使用哪一种媒介有关。地板采暖最普通的结构类型是slab-on-grade，slab-below-grade，木头楼板和混凝土楼板。系统设计师必须选择最适合建筑物结构和特别应用的热传递媒介。紧记管道中的水和地板表面之间的大的热电阻，所需的高水温和更长的反应时间。
　　空气和木材- 木材楼板应用中管道安装方法是把管道直接放在底层地板的下面。然后，把一块明亮的铝障碍安装在管道下几英寸的地方，有时放在玻璃纤维绝缘的后面。为了使它能够发挥更好的效果，障碍物必须是纯的经过抛光的铝。铝的目的是通过反射它到底层地板背部的表面以改变向下的热损失。只要铝障碍保持清洁，它就能如此做以达到使用它的目的。如果铝障碍表面变得脏了，那么它的效果会很明显地减少。
　　管道也可以放置在底层地板顶部和最终完工地板的中间并钉牢。为了保证它的反射质量，铝阻碍要放置在管道下方。
　　在这些装置中主要的热传递媒介是空气。通过接触管道和地板下面的加热空气，这些空间也就慢慢的热了。通常地板是木材做的而且木材对于热传导具有很高的阻力。在地板上加上一块地毯作为地板覆盖物，则地板需要的水温会变得相当的高。
　　这种方法已经成功地应用了并且是独特地可适用在低的加热需求和其他方法所不实用的式样翻新等情况上。
　　金属板- 金属板的使用可以进行侧部热传递并且它们主要是使用在木楼板上的。这些金属板大多数是铝的并且是可以接受热水管的。尽管金属板可以帮助侧部散热，这种系统侧部热传递的最重要的部分必须依靠空气。热也必须传播经过隔绝木材到达表面。使用地毯和垫子会增加热电阻并且能导致高水温的需求。象所有地板采暖设计一样，所渴望的结果是平均分布地板表面温度。需仔细计算水温和地板输出量。
　　石膏水泥-管道可以系在地板，木头或混凝土，和簿石膏混凝土上。石膏水泥比混凝土要轻并且对收缩开裂有很好的抵抗力。它的浇筑层比混凝土要薄得多并且通过一条软管抽吸，使它能够容易地到达区域中。石膏水泥提供了很薄的热质最终在管道之间分布热。在地板覆盖物使用之前，地板完全干燥需要两个星期，石膏水泥在烧筑后的一小时之内就能行走了。石膏水泥相当的硬，但需要一些地板覆盖物进行覆盖。地板覆盖物可以是乙烯基，瓷砖地毯和胶合木地板。但它是不适合那些沉重运输的区域。石膏水泥产品使用在地面辐射采暖上可以经过独特的计算使他们有更多热电阻。
　　轻质混凝土-轻质混凝土是一种由发泡剂加上能够创造微小气泡的水泥，并且它能使产品变得更轻。它通常可以通过一个软管抽吸并且它的完工也能象常规的水泥一样。轻质水泥不象常规水泥那样坚固，它会收缩开裂。有时加入一些纤维装填物会减少开裂。使用在木楼板上的这种产品由于气泡的原因象使用在底层地板上浇筑的热转移工具与常规混凝土是不一样。
　　簿泥浆-要安装瓷砖的小型区域，管道可以直接嵌入在簿泥浆下。簿泥浆有很好的热转移性质。在簿泥浆与瓷砖之间推荐使用开裂隔离膜，使用的原因是由于管道的活动相似于在混凝土中的控制接头，因而会引起混凝土的开裂。在簿泥浆中把金属网安装在管道上方也能帮助减少开裂的可能性。
　　混凝土-可能最普通的热转移媒介是常规的混凝土。这是因为大多数的地板采暖工作是slab on grade 或者slab below grade。管道可以嵌入在单层浇筑，两层浇筑的夹层中或安装在混凝土下面的沙子中。当混凝土是一个良好热传导者时它就呈现了最好的热质。在一些设计中比如非高峰时期效用应用程序这是非常值得要的。这对于车库和仓库（大商店）以及那些经常开和关的大型门的区域是非常有益的。其他的应用程序的低反应时间和余热的积累能引起低射和高射的问题。
　　单层浇筑-管道通过依靠金属网布置在沙土最顶部或砂砾基础下卧层。当在整浇层下面使用绝缘时，绝缘层也能被掩埋在砂砾层下面或把金属网直接放在砂砾基础层顶部。管道可以用金属连结或塑料连结。通常推荐的程序是把管道保持在整浇层表面下面大约2”处，大多数承包商宁愿把管道放入整浇层底部。在实际的应用中，它或许会产生一点点的差异。利用巨大的热贮藏热质，管道可以埋藏在混凝土板下方的沙石中。这种方法可以产生非常长的反应时间，但从另一方面来说，当用日光补充时会引起正在使用的调速轮的极限。
　　双层浇筑-虽然在结构板上浇筑一块上好的混凝土板是较昂贵的但它会造成较简单的管道安装以及更快的响应时间。构造板的板绝缘必须是安全可靠的。然后，管道与金属网系在一起并平放在绝缘物上面。一些制造商有专业的固定装置把管道放在绝缘上并把它固定的位置上。这也就去除了金属网的需要。
　　循环泵
　　通过HRH系统的水的运转是由一个或更多的循环泵完成的。尽管有许多类型的循环泵，但在HRH系统中离心泵是最普通的。这种泵使用有弯曲叶片的叶轮转向高rpm 创造能够牵引水通过泵的低压力。如果大量空气连同水一起进入泵，泵会产生空化，并不循环水。离心泵需要一定数量的水压并且要收集最小量的空气进入水中，目的是为了适当的运行。HRH 泵最普遍的问题是收集空气。系统可以在空气到达泵前设计成排出系统中一些空气的方法。
　　压头压力-泵必须能够产生充足的压力来克服水通过系统中的管道，分水器，锅炉和其他组件时的阻力，或磨擦力。
　　强制进入系统的水越多，压降就越高。由泵产生的压力可以表现为两种方法，每平方英尺磅数（PSI）或英尺压头（FT）。最普遍的是英尺压头。
　　用英尺表示的压头指的是它的高度，也就是在给定的水流情况下竖管尽可能提升的水柱高度。由管道组件，装置和长度创造的系统磨擦力会涉及到竖管的高度。对于锅炉上面的加热系统的物理高度与泵的压头压力是没有关系的，这种了解是非常重要的。由于加热系统是一个关闭的管道配置，由于系统的高度，压力会施加在泵的两边并且使彼此平衡。
　　泵的制造商提供了泵曲线输出量图表，是以垂直轴展示压头英尺高度，平行轴表示gpm值。为了选择最恬当的泵，必须查明由HRH系统产生的必需的gpm以及压头压力中的磨擦力。这两个所相交的点是低于泵的曲线的。如果相交点高于泵曲线，就需要一个更大功率的泵。决定gpm以及以压头压力计算的这种方法，在此手册中的后半部分讲叙。
　　锅炉
　　尽管有许多种热源HRH系统都可以使用，到目前为止大多数的系统还是用常规锅炉进行加热。水循环加热的锅炉是特定设计的，因此非常容易适合HRH系统。所有的锅炉都是根据能量部门的测试程序进行测试的。核对测试是由水循环协会进行的以确认制造商的测试。测试要测量Btu输出量和永恒的功效。另外，每一个锅炉的模型进行测试决定锅炉每年所需的燃料量。
　　HRH系统最基本的组件是正确尺寸的锅炉。如果锅炉不够大，显而易见的它就不能提供充足的热。一个大尺寸的锅炉能够提供足够的热但它的安装也就昂贵了。如果锅炉的安装和燃烧都按照制造商建议进行，那么I=B=R额定的锅炉可以传递被确认的输出功效。
　　锅炉有许多形态和尺寸。一些是由铸铁制作的，还有一些为铜或钢制作的。他们的样式有能悬挂在墙上的或放置在机械房的地板上。在强制通风处需要一个常规的屋需烟道以及通过内侧墙能排泄的烟道。
　　大型锅炉-由铸铁制成的放在湿墙上的锅炉通常要考虑使用大型锅炉。因为铸铁水套的壁又厚又重又要使保持热，所以他们被称为大型。大型锅炉水套能装大量的水。这是一项能经受时间测试的证明技术。
　　当锅炉吸收和发散热时锅炉中的热质的行动就象一个调整轮一样。这也就使锅炉对流量和水温的变化进行补偿。一个HRH系统包括好几个区域，他们能够依靠区域要求加热的数量改变流率。当流速减慢时，锅炉的热质从火炉吸收额外的热并且阻止锅炉从短循环或防水板蒸发。因为HRH系统与控制输入起反应是相对缓慢的，因此高热质的锅炉是一个好的配置。
　　HRH系统使用的水温通常是在大型锅炉操作范围低温段。锅炉操作在过低的水温上会引起功效的减低，对锅炉热量的冲击和烟道气体的冷凝会产生腐蚀。大型锅炉操作在低于120度的水传递温度制造商是不推荐的。混合阀或其他器件能非常容易的添加到HRH系统中，一旦地面辐射需要产生的低水温时，它能使大型锅炉操作在它自身最有效的范围内。
　　小型锅炉-容纳相对少数量的水的锅炉应考虑小型锅炉。它能快速热起来和冷却下来。他们也经常强迫通风，并且为烟道气体浓缩作预备。不象大型锅炉，它不能吸收水流中的变化，因此需要特别注意流率。
　　小型冷凝锅炉能够安全地操作在HRH所需的低水温上。
　　控制器
　　在此指导手册中覆盖全部的控制主题是不太可能的。关于安装，配线，维修所有的信息将从控制器制造商那里获得。假定关于锅炉控制器的最基本的理解已经知道。这章节的目的也就在于指明了HRH系统必需的控制器的功能以及安排控制器适当运行推荐方法。
　　HRH系统中的控制器是由机械和电的组件构成。机械组件根据系统的设计既能人工设置也能通过电力装置驱动。有关电的部分是由转换器，热感光元件，继电器和驱动马达组成。使用在25-30伏特电路上控制器被称为低电压控制器。使用在110-115伏特的控制器为高电压控制器。高电压控制器也适合于110伏特以上，但不能用在住宅的需要上。低电压伏特控制器不能使用在高电压线路上。
　　液体温度控制-地板热质的温度对于HRH系统的性能是至关重要的。控制通过地板水的循环温度对于达到适当的地板温度是一个主要的因素。实际水温高于HRH系统的设计水温通过地板内侧可使热通过热质侧面消散。这种方法产生的地板平均温度与所需的设计温度相同的，但可能会在管道上方引起加热斑点以及在管道与管道之间生产冷却点。实际水温比所设计温度低时，它就不会提供足够的热保持地板热质的适当温度。在一些情况下，当能量源源不断送入地面下时实际上能引起热消耗。
　　理想的控制实际上就是符合地板热质所需的水温，也就是在任何特殊的时间能维持地板表面温度需要辐射热的适当的数量。当然，以当今的技术以及快速改变地板的输出量的需求来说这是不太可能。调节同一控制范围水温是从单一的固定的温度控制到相关的重新设置控制都是以持续的内部和外部温度监控为基础的。一些特殊的控制器的选择是由锅炉的需求和设计师所渴望得到的工艺混合的水平来决定。
　　当使用任何类型的混合装置时，在任何时刻，保持流过锅炉的适当的流量是非常重要的。对流过锅炉的流量过多限制会引起过分的循环及快速蒸发。在锅炉进口和出口处的“分流”阀和泵当需要时也能帮助控制锅炉流量。
　　固定的锅炉温度-大多数基本控制系统是使用在锅炉中的温度限制装置来设置所需要的锅炉供水温度。当系统需要热时，锅炉开始燃烧并且在内部锅炉控制最小与最大范围之中保持一个固定的水温。
　　锅炉重新设置控制-锅炉重设控制器将设置与外部温度成比例的锅炉最大的水温。其他的传感器固定在锅炉的供应边。内部锅炉控制器用重设控制盒连线控制锅炉开和关转换。当重设控制需要较热的水时，它能使火炉燃烧的更长久。当需要冷水时，则相反。
　　重设控制把室外温度比喻成供水温度并且因此而调节水供应温度。安装者在控制器上设置所需的标准。当室外温度下降时重设控制器增加锅炉供水温度。室外温度每下降2度，重设控制器增加供水温度1度，重设比率会为1：2。决定重设比率正确方法以下面的公式计算：
　　（设计水温-室内设计温度）/（室内设计温度-室外设计温度） = 重设比率
　　由重设控制提供的最小锅炉供应温度必须是充足的。锅炉制造商的指导说明书将会指定锅炉能安全操作的最低水温。
　　锅炉旁通阀-当锅炉开始使用时必须操作在比地板所需水温更高的温度上。最简单的解决方法就是用旁通阀。当需要固定温度以及流率没有变化时，这个方法是主要使用的。平衡阀安置在锅炉两边的供应和回程之间。另一个阀则需要放在锅炉的回程上帮助对流过锅炉流量的限制。当系统需要加热时，泵会推动一部分水以及从地板回程的一部分水通过锅炉。回程水将与锅炉供应水混合以达到调和水的目的。
　　3路混合阀-从本质上讲3路混合阀与锅炉旁通阀的工作是相同的。通过用手调节阀，锅炉中的水与回程水的混合物能够平衡所需地板传递温度。
　　3路混合阀的另一个形式是缓冲阀（缓和、回火）。这种装置作为 3路人工阀相同方法装入，但是它的作用是设计为产生恒定的温度。大型元件是用手调节设置温度的并且切合随时设置温度保持水的混合。
　　自动3路混合阀是使用在室外重设控制器上的，与锅炉的重设控制器非常相似。低电压发动机快速调节3路阀提供合适的混合水达到地板传递的水温。
　　4路混合阀-在锅炉中保持恒定的流量是非常需要的。4路混合阀就制造了这种可能性。它安置于主要循环线路（锅炉和泵）与辅助循环线路（地板和泵）之间。锅炉水与从地板回程的水成比例混合成所需的地板传递温度并且循环回到地板中去。回程地板水的一些与重循环锅炉水混合并回到锅炉中。在主要循环线路和辅助循环线路中的流量要保持恒定。回到锅炉中的水是高温水的话就会减少对锅炉冷的刺激及冷凝。
　　4-路混合阀能用手调到一个固定的位置或由电动发动机操作。这种发动机可以是金属丝的发动机或大型发动机，这两个都能调节混合阀通过控制器获得所需水温。
　　缓冲箱-维持均衡流量问题的另一个解决方法是使用缓冲箱，在主要锅炉线路中高温混合水量要适应于在辅助地板线路的低水温和可变流率。主线路中的水从锅炉供应处循环压力容器中（缓冲箱），通常能容纳20至50加仑的水，然后回到锅炉中去。液体控制器能感觉到缓冲箱最高温度并且按照保持设置温度转换锅炉和主要循环器。当室温控制器要求加热时，辅助线路循环器会将水从缓冲箱的顶部引进，并且回程水流入缓冲箱的底部。
　　缓冲箱能减少使它仅与缓冲箱的热质起反应的锅炉循环。地板控制器能随时要求加热并且流率也不会受到锅炉正常操作时的妨碍。
　　热交换器-使用热交换器能使主要加热锅炉线路与辅助地板线路完全地分离。当必须隔离从锅炉来的地板热传递液体时这是显著有用的。对于逐步减低锅炉温度达到HRH系统有益温度这也是一个有效方法。
　　热交换器的合适尺寸是经过评定的。流量，交换比率以及输出量都是非常重要的，因此在选择之前必须先计算出一个标准。在选择热交换器之前，核对制造商所定尺寸的程序。
　　热交换器一般是非常简洁的，而且可以固定在接近锅炉的地方。需特别注意当安装交换器时要确保进口和出口必须是完全地垂直的。
　　室温控制器-在任何加热策略中，室温是一个非常重要的控制标准。尽管在设计和控制HRH系统会考虑到许多其他的因素，但所有的策略都是以控制室温为转移的。一些控制策略工作直接与室温有关的，而要完成所需室温的其他因素是通过监控最终能影响室温的相关因素进行的。几乎所有的控制系统都使用室温传感器作为最终控制。
　　室温控制与两种事物有关，系统中水流量和系统中水的温度。一种策略是不断地循环流通地板的水，调节水温适合房间加热需要。第二种策略是保持一个固定的水温，当需要保持地板热在适当温度时把这固定温度冲入地板中。第三个策略是把流量调节和温度调节放入一个控制系统中。
　　流量调节系统-最简单并且最直接的控制是无论什么时候，当系统需要加热时使用室温感官器来调节循环水的固定温度。这个系统是由温度调节器和继电器所组成。当温度调节器感测到室内的温度下降时，系统会开启锅炉和循环器。精心制作的系统结合打开的区域阀，当温度调节器需要加热使水流过地板。
　　区域阀可能有或没有末端转换开关。末端的开关是位于区域阀的小型开关可以作为辅助控制装置使用。例如，温度调节器可以与区域阀连接并且当它需要加热时，区域阀就会打开。由于被打开了，末端开关与之接触，并且打开锅炉以及循环器泵。
　　使用不带末端开关的区域阀的系统，在锅炉控制器把水保持在所设置的等级上时通常有不断的循环水。锅炉和循环器可以由室外传感器来控制，当外部温度上升到65度以上时，传感器会把锅炉和循环关闭。在持续的操作中，一些制造商会提供特殊的继电器，当所有区域都已经满足时关闭锅炉/泵。
　　温度调节系统-温度调节系统运行的前提是当室外温度降低时，通过上升地板合适的水温来保持室温。这个系统一般由一些室外重设控制器调节那些不断循环的水的水温。室外重设控制器能感测到室外温度以及到地板或离开锅炉的水温。然后，它们通过操作锅炉控制器诸如3路或4路混合阀等混合装置来控制供水温度。每个重设控制器的制造商都会提供计算最合适的重设比率程序。
　　流量和温度混合调节系统-大多数系统是用流量和温度联合来完成室温的舒适的。使用一个室外重设控制器来调节地板水温并创造更好的地板温度以及能改善锅炉的工作效果。房间温度调节器区域阀能使逐间房间的温度更加精确因此而改善舒适及效果。

系统设计

　　操作任何HRH系统的关键是在于好的计划。尽管最初的设计步骤看上去很麻烦与很费时间，但在长期运行中时间和金钱的节省就是非常值得的成就。为所有事情仔细考虑整个系统的程序是没有必要的。估计可以帮助消费者，但一旦工作变成几乎是确定时必须要遵循设计程序。
　　地板计划
　　设计一个成功的HRH系统的第一步是研究制作建筑物的地板设计图。对于那些与众不同的玻璃和很高的天花板区域必须特别注意。另外也要注意那些相对较小的地板和两座或更多的外墙区域。需要考虑特殊的使用区域，如锻炼空间或购物空间，那些区域必须进行不同的处理。要鉴定房间以及他们各自的地板覆盖物。
　　系统的工作表是由工作，建筑物的类型和位置确定。登记HRH系统需要保持的内部温度。制定工作表以备未来参考。在适当空间的第1行处标上每间房间的名称并且在第2行处指明地板覆盖物的类型。
　　热损失的计算-逐间房间类型的热损失的计算将会由承包商及地板设计图提供的信息来指导。实行这种计算的指导方法不再此指导手册的范围内。逐间房间的计算是非常有必要的因为管道必须依尺寸进行安排。在工作表第3行上为每间房间标明热损失的数字。
　　分区-一旦每间房间的热损失已知，要确定地板覆盖物以及有计划的地板设计图，然后进行分区。加热区是一个单独的温度调节器进行空间控制的。谨慎的使用分区是非常有益的，过多的分区会增加系统成本，复杂性。首先考虑的是客户的希望。大多数HRH系统对于较少分区会很好充分地执行。顾客会满足于花费简单及低成本而获得舒适和功效。从另一方面来讲，户主又希望从房间中来控制温度。

根据目录，这份资料好像还却一部分，Ⅸ 整个系统的概括、Ⅹ 设备详述、Ⅺ 安装方法，这三个部分好像没有

谢谢楼主的无私奉献，也不需要土木币，我正穷呢，下不起了，这样好，直接复制了。谢谢楼主的无私奉献，也不需要土木币，我正穷呢，下不起了，这样好，直接复制了。