发热电缆地面辐射供暖系统.docx

目录
一、系统概述--------------------------------------------------------------------------------------------P4
发热电缆地面辐射供暖系统
二、系统介绍--------------------------------------------------------------------------------------------P4
1． 发热电缆地面辐射供暖系统的工作原理及组成
2． 发热电缆地面辐射供暖系统的主要优点
3． 发热电缆的结构及安全性能
4． 发热电缆地面辐射供暖系统运行费用分析
三、系统设计指南--------------------------------------------------------------------------------------P7
1． 设计标准和依据
2． 设计参数
3． 发热电缆的选型
四、电气设计--------------------------------------------------------------------------------------------P8
1． 设计依据
2． 设计说明
3． 电气设计步骤
4． 低压配电设备的选型
5． 配电线路的设计
6． 电路控制形式图例
五、温控设计-------------------------------------------------------------------------------------------P12
1． 温控方案的选择
2． 温控器的选型
六、辅材的设计及选取-------------------------------------------------------------------------------P13
1． 保温绝热层
2． 反射膜
3． 钢丝网
4． 电缆固定材料
5． 填充层
6． 穿管材料
七、施工安装与调试----------------------------------------------------------------------------------P14
1． 安装地暖前的施工和地暖相关的注意事项
2． 地暖系统施工条件
3． 地暖系统铺设程序
4． 地暖系统施工程序
5． 地暖系统运行调试
一、系统概述
发热电缆地面辐射供暖系统

发热电缆地面辐射供暖系统是以电力为能源、发热电缆为发热体，将100%的电能转换为热能，通过采暖房间的地面（或墙面、顶面）以低温热辐射的形式，把热量送入房间。传导、对流和辐射三种热量传递方式中人们对辐射热的感觉最为良好，因此，发热电缆低温辐射供暖系统是世界暖通工程界公认的最理想、最先进的采暖方式之一。该系统以其寿命长、无污染、节能、易施工、可实现分室控制、投资费用低、管理方便、卫生舒适等优势成为建筑采暖市场的又一新方式。
二、系统介绍
1.发热电缆地面辐射供暖系统的工作原理及组成

1.1工作原理
发热电缆地面辐射供暖系统的工作原理是发热电缆通电后，工作温度为40℃~60℃，通过地面（或墙面、顶面）作为散热面，以少部分对流换热加热周围空气的同时，大部分热量向四周的围护结构、物体、人体以辐射方式传递，围护结构、物体和人体吸收了辐射热后，其表面的温度升高，从而达到提高并保持室温的目的。
发热电缆地面辐射供暖系统由发热电缆、温控器及辅材等组成，发热电缆铺设于地面中，温控器安装于墙面上。当室内环境温度低于温控器设定的温度时，温控器接通电源，发热电缆通电后开始发热升温，发出的热量被覆盖着的水泥层吸收，然后均匀辐射加热室内空气，当室内温度达到设定值后，温控器断开电源，发热电缆停止加热，这样往复运行。这种方式的采暖系统把整个地面作为散热器，室内温度上层低而下层高，有温足而顶凉的感受，使您感到舒适而自然。
1.2系统组成
安装于房间内的发热电缆地面辐射供暖系统由以下设备及材料组成：
* 发热电缆 * 温控器
* 保温隔热材料
* 真空聚脂镀铝反射膜
* 钢丝网(镀锌铁丝网) * 线卡(尼龙扎带)
* 膨胀缝 * 填充层 * 其它辅料
2.发热电缆地面辐射供暖系统的主要优点
发热电缆地面辐射供暖系统是利用埋入地板下的发热电缆向室内辐射热量而使室温自下而上逐渐升高，达到采暖的目的。具有以下优点：
2.1高效节能
辐射供暖方式热量集中在人体受益的高度，较对流方式热效率高（如参数按16°C设计使用，可达到20°C的供暖效果）；热媒低温辐射输送，整个输送过程热损失小，比传统空调节能20%左右，比传统散热器节能30%以上；采用智能编程温控系统，可实现分室分时控制，充分享受峰谷电价，节约能源和运行费用。
2.2舒适保健
低温地面辐射方式采暖，室内地表温度均匀，室温由下而上逐渐递减，符合中医理论“脚暖身舒”的原理，从而达到人体要求的热微环境。
2.3安全美观
发热电缆地面辐射供暖系统与建筑同寿命，终身无须维护。整个系统完装完毕只在墙面露出精美的智能温控器，即美丽大方又节省空间。
2.4环保卫生
发热电缆地面辐射供暖系统采用电能，没有污染，没有噪音。由于采用低温地面辐射方式供暖所以不会导致室内气流的急剧流动和灰尘飞扬，更有利健康。
3.发热电缆的结构及安全性能
3.1发热导体采用高性能铜镍合金材料，寿命长达50年以上，且功率不衰减。
3.2 绝缘材料采用XLPE交联聚乙烯，绝缘性、防水性、耐高温、耐高压、耐腐蚀等性能优越，经过高压连续多次检测有效保证电气安全，不会造成漏电、人体触电等危害。
3.3全金属屏蔽层和8根镀锡铜丝，有效地消除了电磁辐射，无任何健康影响，同时大大增加发热电缆的机械强度，有效的增强了发热电缆的使用寿命和安全性能。
3.4 PVC外护套，阻燃耐高温，抗强化学腐蚀，100%防水渗透，抗拉抗压强度适合各种环境的安装使用。
3.5采用了欧洲隐式接头技术，保证绝缘层的防水和连续，提高了产品的可靠性及安全性及发热电缆的产品质量，使产品的故障率几乎为零。

4.发热电缆地面辐射供暖系统的运行费用分析举例：
以北京地区为例：
北京地区的三步节能住宅（按民用建筑节能设计标准实施）的耗热量指标为14.65W/m2，采暖天数125天，则全年单位建筑面积耗热量为43.95kWh/m2。
北京市居民分户电采暖用户采暖季用电价格，暂按居民峰谷试点电价管理，具体为每年采暖季（11月1日-3月31日）低谷时段（22:00-6:00）电价为0.3元/千瓦时，高峰时段（6:00-22:00）电价为0.4883元/千瓦时。
则每平米整个采暖季的运行费用为： 43.95*0.3*8/24+43.95*0.4883*16/24=18.7元/m2
①控制节能作用（恒温控制和调节控制）
如住宅采用调节控制、经济运行采暖方式，即在上班时间内保持室温10℃，其它时间保持室温18℃。则相对全天采暖模式，理论上全年可节能16%，则实际节约18.7元/m2年×16%=2.99元/m2。
②地面辐射供暖相关规定采用地面辐射供暖系统进行设计计算时，室内温度降低2℃，则可以节约7%的费用，实际节约的运行费用为：18.7×0.07=1.31元/m2/采暖季
由上面分析可知，理论上北京地区满足三步节能要求的建筑理想运行费用是：18.7-2.99-1.31=14.4元/m2/采暖季；
但是如果建筑达到上述标准，在冬季室内温度24小时维持18℃不变的情况下，运行费用将是18.7-1.31=17.39元/m2/采暖季。
由此可见北京地区满足节能65%的节能住宅在采用发热电缆地面辐射供暖系统的条件下，运行费用在14.4-17.39元/平米/采暖季；目前北京市区采暖收费一般都在30元/平米/采暖季，采用发热电缆地面辐射供暖系统后可节约12.61-15.6元/平米/采暖季，节约运行费用42.3%-52%。
三、发热电缆地面辐射供暖系统设计指南
1.设计标准和依据
1.1规范及标准:
《采暖通风及空气调节设计规范采暖部分》（GJ19—87）
《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑标准）》（JGJ26-95）
《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）
《地面辐射供暖技术规程》（JG142—2004 ）（J365-2114）
2.设计参数
2.1房屋建筑与结构
建筑设计的平、立、剖面图，外围护结构（包括门窗）的材料构造及尺寸等
2.2室内温度要求
2.3室外气象资料
室外供暖计算温度，冬季主导风向及平均风速
2.4输配电情况
供电电压、负荷等级、能否增容等
2.5对于工业建筑，还须提供工艺设计资料，生产工艺对室内空气温度的要求，设备散热状
况等。
根据暖通设计规范，以层高3米为例，按建筑面积计算，设计功率取值平均在120W/㎡左右（103大卡/㎡，每立方空气供暖热值为34大卡），按使用面积一般在125W/㎡，如果层高超过3米应相应增加每平米得安装功率，根据房间使用功能、朝向、楼层等条件，也应适当调整进行上、下浮动，以满足使用要求。
根据各地区的特点及近几年来电地暖住宅采暖工程的应用经验，北方地区节能建筑的设计功率为80W/m2 左右，南方没有保温结构的建筑为120W/m2 左右，卫生间为200W/m2 左右。
不同使用功能的房屋对室内温度的要求不同，设计时要适当增加或减少单位面积的安装功率。例如：3.发热电缆选型
确定出房间总安装功率后， 要适当增加单位面积的安装功率。
   确定发热电缆安装间距（C-C电缆间距）
以下公式可用于计算C-C 电缆间距：
　C-C 电缆间距（M）电缆的线性功率（W/ M）/单位面积铺设功率（W/ M）
四、电气设计
1.设计依据
发热电缆地面辐射供暖系统的电气设计符合下列规范：
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16—92
《供配电系统设计规范》GB50052—95
《低压配电设计规范》GB50054—95
《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95
《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50254—96…GB50259—96
《地板辐射供暖设计规程》JGJ142-2004/J365-2004
2.设计说明
2.1电气设计应根据建筑物的使用功能及建设部节能目标要求以及建设单位的特殊要求，把供暖的电气回路单独设计，也可将照明、供暖回路合在一起设计。
2.2以上两种设计方式均应考虑配电设备前端设计负荷增容的问题。原前端设备能否满足负荷增容的要求，若不能满足需向供电部门申请前端增加配电容量引入建筑物。
2.3对于区域采暖负荷大而分散的建筑物，采暖配电宜单独设计配电系统；对于住宅写字楼、车库、仓库、会议室等独立电量计量的房间，宜将采暖和照明回路合在一起考虑。
3.电气设计步骤
3.1电负荷计算
根据采暖热负荷，确定电负荷。Wh≤We（需要系数Kx为1时取等式）
其中，Wh为采暖设计安装总功率；
We为采暖用电计算负荷总功率。单位均为kw
3.2确定温控器、接线盒安装位置：
（a）根据发热电缆布置图，结合现场实际情况，选定温控器接线盒的暗装位置，将暗盒委托土建专业进行安装预留。
（b）根据发热电缆的单双导线形式并结合地温型温控器的形式和位置确定埋管数量，将暗管委托土建专业进行安装预留。
3.3发热电缆地面辐射供暖系统的配电设地示意图（图一）

（图一）
4.低压配电设备的选型
4.1发热电缆地面辐射供暖系统配电电源一般采用AC220V/380V配电系统。进户回路负载超过12KW时，可采用AC380V三相四线制供电方式。　多根发热电缆接入380V三相系统时应使三相平衡，发热电缆地面辐射采暖系统的户内电气回路应单独设置。　
4.2导线截面及开关配合，应满足过负荷保护和短路保护要求，零线截面不得小于等于相线截面。发热电缆的接地线必须与电源的PE线连接
4.3断路器的选用
(a)断路器选用带有过流保护和漏电保护脱扣器的复式断路器
(b)断路器的额定电压、额定电流应大于或等于线路的额定电压、计算电流
(c)根据IEC规范（515—1989）建议，每一发热电缆线路应相配采用30mA对地漏电开关（ELCB—EARTH LEAK CIRCUIT BREAKER）作电工保护
4.4接触器（继电器）的选用
(a)按线路计算电流选择接触器的等级，其吸引线圈的额定电流、电压及辅助触头数目应满足控制回路接线的要求
(b)接触器控制原理图（用于控制发热电缆负荷电流大于16A或控制多条回路，如图四）
4.5继电器、指示灯、按钮、电流、电压表等低压电器元件的额定容量应满足设计容量的要求
5.配电线路的设计
5.1线路的导线宜选择铜芯线为佳。
5.2进户总线选择：目前建筑面积100m2以下的商住楼普通住宅，单户配置情况
为：电表（10）40A,进户电源线采用BV10mm2铜芯线， 200m2以下的采用16 mm2
铜芯线， 200m2以上的采用三相四线制，视每相电功率再确定导线截面积。
5.3房间电源线应选用BVR铜芯软线，3000W以下采用截面积为2.5 mm2的铜芯
软线，5000W以下采用截面积为4 mm2的铜芯软线，穿PVC电工管暗埋，预留标
准86温控盒位置，接地线采用1.0 mm2铜芯软线。下表为不同截面积的铜线在单相和三相供电时，所能承受的最大负荷（发热电缆）。

铜芯线截面积
2．5 mm2
4 mm2
6 mm2
10 mm2
16 mm2
220V单相供电
3000W
5000W
6000W
12000W
15000W
380V三相供电
5000W
1000W
15000W
20000W
30000W
5.4针对住宅户内负荷电源线路多采用截面积为2.5 mm2的铜芯软线（BVR）、发热电缆冷引线截面积为1.0 mm2、地温式传感器的连接截面为1.0 mm2的具体情况，温控器、电源导线和发热电缆冷引线以及地温传感器之间的电气连接依照下图进行（图二）

(图二)

5.5所有6根（2根2.5 mm2的电源线，1根1.0 mm2的地温传感器连接线，2根1.0 mm2的发热电缆冷引线）导线之间的电气连接均在86盒内完成。电源系统的接地保护线应与发热电缆的屏蔽线相连接。
6.电路控制形式图例（图三、图四）
(图三)单项漏电保护温控电路原理图
(图四)三项五线漏电保护温控电路原理图
（适用于控制发热电缆符合电流大于16A或多条控制回路）

五、温控的设计

1．温控方案选择：
对于在多数住宅的各个功能房间，通常面积不大，一般一个房间安装一套发热电缆系统，相应采用一个温控器进行控制，用户可以通过调节温控器旋钮对每个房间进行温度控制。；2．温控器的选型：
2.1一般房间，如客厅、卧室等，选择额定电流16A（适用3000W以下的发热电缆）的智能可编程温控器，它可以对环境温度进行分时段设定控制。LCD大液晶显示，设备的运行状态及环境温度一目了然，提高了环境温度控制精度，使环境控制更加方便、高效、舒适、节能。
2.2对于较大的房间或都老年人使用，可以选择额定电流30A（适用6000W以下的发热电缆）的手调型温控器，它可以通作室温传感器来控制系统的工作状态，进而维持恒定室温。具有操作简单，直观明了，大功率输出等功能。
六、辅材的设计及选取
1.保温绝热层
    铺设于发热电缆之下和沿外墙周边的构造层，用以减少无效热损失，保证单向传热。所选材料应质轻，有一定负荷力，吸湿率低，阻燃的高效保温材料。
    地面敷设用材料一般可以采用自熄式聚苯乙烯板、挤塑泡沫保温隔热板、珍珠岩混凝土、加气混凝土等，一般采用阻燃聚苯乙烯泡沫塑料板，厚度10mm-20mm，其物理性能符合下列要求：
    (1）密度≥20kg/m3
    (2）导热系数≤0.05W/M·k
    (3）压缩强度≥100kPa
    (4）吸水率≤4%
    (5）氧指数≥32%
    注：当采用其它阻燃隔热材料时，除密度外的其它物理性能应与上述要求相同。
2．反射膜
在聚苯乙烯保温板上铺设，起反射热量作用。宜采用聚脂真空镀铝膜或纸基铝箔，厚度为0.03-0.05mm。
3．钢丝网
用于地面固定发热电缆，加强填充覆盖材料强度之用。根据情况不同，可以选用网距和丝网直径不同的钢丝网。固定发热电缆的钢丝网一般要求线径≥1.0mm。
4．电缆固定材料
宜选用尼龙扎带、发热电缆专用线卡固定等材料 。
5．填充层
宜采用水泥、沙比例为1：2以上的混凝土，强度等级≥C20，填充层厚度宜30mm-50mm之间，如有特殊要求可降至15mm-20mm。
6．穿管材料
感温探头穿管宜选用钢管或PVC管。
七、施工安装与调试
发热电缆地面辐射供暖系统是一套为建筑物提供采暖的系统产品，因此，在该系统的施工、安装调试过程中，严格参照中华人民共和国行业标准《地面辐射供暖技术规程》JGJ142-2004，J365-2004规定。
1.安装地暖前的施工和地暖相关的注意事项：
1.1温控器的位置。温控器应选在空气温度均匀的地方，不宜选在墙角、门口、窗边等空气温度变化较大的地方。温控器距地面高度为1.2-1.5米之间，下方不应放置柜子、盆景等阻碍温控探头测温的物品。已定好位置，不能随意变动。
1.2电线的布置。每一路通到温控器的电线都由火线、零线、地线组成，并从配电箱空开处单独过来，直达温控器。中间不应有其他电器并联在该线路上。电线应选择2.5平方以上的铜芯软线（BVR）。
1.3墙面开槽。在电工布置电线时，温控器的位置需预埋86暗盒（深度为6cm）。暗盒到地面这段要开好槽，槽的宽度为5cm，不要埋管，空着留给地暖工作人员。如电工需要在此埋管布线，则在开槽时增加相应的宽度，不能挤占地暖所需宽度。
1.4地面平整。水电施工时，水管、线管如走在地面，应开槽或者全部沿墙，不能凸起在中间。水电结束后，铺设地暖前，应将铺设地暖的场内清理干净。如果地面凹凸不平，应先找平。否则地面不平会留下空鼓的隐患，时间长了可能会使地砖、地板等造成凹陷或拱起。
1.5防水层。地暖铺设前，卫生间、厨房需要防水的地方应先做好防水层。
1.6电力增容。目前一般家用电容量为：房子在120㎡以下的为8千瓦;120-150㎡的为12千瓦，150㎡以上的为16千瓦。可以根据你以后的家用电器总功率多少来确定是否需要增容。
    注：地暖铺好后，在铺设地板时，下面不能用防潮垫，因为防潮垫是隔热的，会影响热量传导，并且增加能耗。地暖铺设时的保温板本身就是防潮的，并且提供了地板的“脚感”。请安装地暖的用户在和装修公司洽谈水电项目时务必注意二、三项，说明要做地暖，需要在安装地暖的房间布线和开槽，避免水电进场时推诿尴尬。 
2.地暖系统施工条件
2.1设计图纸及技术方案齐备。
2.2施工场地及施工用水、电等临时设施能满足施工需要：
场地要求平整清洁，有杂物的应在施工前清理干净。
地面上保持干燥，无凹凸不平的地方，有水管或线管的应事先在地面上切槽埋入，或将水管或线管沿墙壁排放。
2.3有防水层或防潮层要求的地面基层已施工完毕。
2.4发热电缆电源引线布线地暖系统中的穿管温控器安装盒已按设计预埋要求完成，确定预埋接线盒已按设计位置埋入，盒内排放有2.5mm2电源线一路，下有一根或几根排线空管通至地面，以供发热电缆冷电源引线及地暖温控器探头线穿入到接线盒内。现场应有临时电供安装时使用及安装完毕后通电验收用。
2.5铺设区域内其它专业的隐蔽工程已全部完成，现场符合封闭独立施工条件，本单项工程不宜与其它单项工程交叉施工。
3.地暖系统铺设程序
3.1检查铺设区域确认其符合施工条件。 2）清理铺设区域。 3）铺设绝热保温层。 4）铺设反射层。 5）铺设钢丝网。
3.2按设计图纸铺设固定发热电缆。 7）检测发热电缆的标称电阻和绝缘电阻。
3.3按要求浇筑混凝土填充层（由建筑装潢施工队完成）。 9）检测发热电缆的标称电阻和绝缘电阻。
3.4安装地暖温控器。 11）铺设地面装饰材料，完成地面施工（由建筑装潢施工队完成）。
4.地暖系统施工程序
4.1铺设绝热保温层——聚苯乙烯保温板
铺设前先将场地打扫干净，然后将聚苯乙烯保温板铺设在平整干净的结构面上。地暖系统铺设时应切割整齐，保温板间不得有间隙，并用胶带粘接平顺。
4.2铺设聚脂真空镀铝膜
铺设镀铝膜时，必须平整覆盖整个保温板，并用胶带固定。
4.3铺设地暖系统中的钢丝网
将钢丝网铺设在聚脂真空镀铝膜上，接头处应用绑扎带（或塑料卡钉）捆扎牢固，钢丝网之间应搭接并绑扎固定。
4.4铺设地暖系统中的发热电缆
发热电缆必须按设计图纸要求间距铺设在钢丝网上，最小弯曲半径为5倍电缆直径，发热电缆铺设应美观，平直。不允许摔打发热电缆。 固定方式： 用尼龙扎带（或塑料卡钉）将发热电缆固定在钢丝网上；
注意事项：
(a） 铺设地暖系统中的发热电缆前先用万用表和摇表测量发热电缆的电阻及绝缘电阻是否正常。电阻视发热电缆型号而定，从20至1000欧姆不等；绝缘电阻应在2兆欧以上。
(b） 切勿在环境温度低于-5℃时安装。
(c） 安装时发热电缆线发硬（由于环境温度低），首先将盘绕的发热电缆解散，分开，然后通电几分钟升温到可以使用为止。千万不可在发热电缆还处于盘绕成圈状态时就通电加温。
(d） 如果必须安装在（座便器、安装门吸等）有可能遭受损坏的地方，则必须采取切实措施对发热电缆加以保护。
(e） 发热电缆之间绝不能在任何地方有相互接触，交叉或者重叠的情况。这将造成发热电缆产生过热造成损坏。
(f） 发热地暖电缆必须与任何易燃物分开13mm（包括易燃隔离物），以确保避免发生火灾。
(g） 如果发热电缆总的连接负载功率大于温控器的最大负载功率，则加热电缆要么通过多个温控器进行控制，或者通过中间继电器连接控制。
(h） 发热电缆最小间距不小于50mm，最大间距不大于200mm，电缆与室内各墙面的最小间距为200mm。
(i) 发热电缆热线绝对不允许进PVC套管上墙，冷热线接头要埋在混凝土里，接头标记后50 mm才能套管上墙。
(j) 冷热接头标识左右10mm内不能弯曲。
(k) 安装发热电缆时应注意间距，在热损失比较大的地方，如靠近门窗处，电缆安装间距应较小。
(l）温控探头应固定在线缆之间，感温探头导管断头应用胶带封死，以防水泥砂浆进入管内。
4.5发热电缆测试
铺设完毕后，按图纸检查是否符合设计要求并用万用表和摇表检测每一套发热电缆的电阻值和绝缘电阻值是否正常，确保发热电缆无短路、断路现象。然后通电检测发热电缆的发热效率。
4.6浇注混凝土填充层（由装潢施工队完成）
填充层厚度宜在25mm-50mm之间且均匀，浇筑后应用木制工具轻轻夯实，不许大力粗夯，
施工中，施工人员不许穿硬底鞋和使用尖锐利器避免伤及电缆，人踏固定网上要小心，不能踏上电缆，不得使用轮式手推车在室内运砂浆。地暖系统中的填充层完工后48小时内不许上人踩踏，填充层施工完毕后的地面严禁剔凿、重载。
4.7电缆再次测试
填充层施工完毕后，再用万用表和摇表检测每根电缆，以检查发热地暖电缆在施工过程中有无损坏
4.8铺设地面装饰材料
铺设地面装饰材料时严禁在铺有发热电缆的区域进行装饰材料的切割；严禁在有发热电缆的区域打钉。
4.9再次测试电缆
地面装饰材料铺设完毕后，再用万用表和摇表检测每一根发热电缆，以检查发热电缆在地面装饰材料施工过程中有无损坏。
4.0）地暖系统中的温控器安装
应在工程交付使用前安装，以免破坏；安装时以地暖温控器安装使用说明书为准；安装后通电检测。
地温传感器的安装必须符合《发热电缆技术标准》相关规定。
5.地暖系统运行调试
5.1必须在混凝土填充层养护期满后（一般为28天）才能开始通电调试。
5.2首次启动、调试发热电缆供暖系统(地暖系统)时，室温升温应平缓，每24小时升温不应超过3℃， 应将系统设定在5℃-10℃低温范围运行一段时间，然后逐步调升温度，直至达到采暖舒适温度。
5.3温控器的调试应按不同种类温控器安装调试说明书进行。
5.4系统进行调试应按《发热电缆低温辐射供暖系统运行调试规定》执行。