對于干式地暖與濕式地暖的對比研究，不僅限于各自結構層內盤管管徑、排管間距、材料層厚度對傳熱量的影響，而在于房間的熱環境及系統的節能率等狀態參數的比較，本文通過數值計算方法，對干式地暖與濕式地暖的熱工特性參數進行對比分析，旨在為今后工程設計中參數的選擇及系統的優化改造提供一些借鑒。
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干式地暖與濕式地暖
低溫熱水地板輻射采暖是一種在房間地面下埋設供暖盤管，通過溫度不超過60℃（民用建筑供水溫度宜采用 35~50 ℃，供回水溫差不宜大于10 ℃）的低溫熱水為載熱介質來加熱地面，再以整個地面作為散熱面，通過輻射為主對流為輔的換熱形式向室內房間傳熱的供暖方式。
所謂濕式地暖顧名思義就是在地面鋪（保溫板+反射膜+鋼絲網）為基地+地暖盤管并用卡釘穩固+水泥混凝土回填+鋪設地板或地磚。
干式地暖是采用預制溝槽保溫地暖模塊嵌入發熱管鋪設無需水泥回填的一種薄型地暖。
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傳熱模型
2.1 物理模型
以大慶地區的采暖住宅為分析對象，房間尺寸為5000mm×3000mm。其外墻采用復合節能外保溫結構墻體，即20 mm 水泥砂漿加370 mm 普通磚10mm水泥砂漿加50mm聚苯乙烯泡沫塑料板加20mm水泥砂漿[4]。傳熱邊第三類邊界條件，傳熱系數 23.26 W·m-2·K-1，內表面發射率 0.9。
其材料物性見表1。
2.2求解控制參數的設定
選用流動方程，能量方程，輻射方程[6]。離散格式采用 PRESTO!、QUICK 及二階迎風格式，欠松弛系數 采用標準值，求解格式采用 AMG格式，循環類型壓力為 V 型，動量、流動、能量、DO 均為 Flex 型。
2.3控制方程
流體流動遵循物理守恒定律，即質量守恒定律、 動量守恒定律、能量守恒定律。這些基本定律對應的 控制方程如下：
連續性方程
動量方程
能量方程式
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3 結果說明
數值計算過程中，兩種供暖方式采用相同的初始條件及邊界條件， 即供暖進水溫度 50 ℃，回水溫度40 ℃，大慶冬季室外計算溫度-26 ℃[8]；除地熱管線外，無其他內熱源，忽略門窗滲透風及人員活動對流場的擾動，其計算結果如下。
3.1室內溫度及氣流矢量分布
通過數值計算，得出房間內的溫度分布及速度矢量分布，其結果如圖3~圖8所示。
圖3 濕式地板輻射采暖房間溫度分布云圖/℃
圖 4 濕式地板輻射采暖房間溫度分布等值線圖/℃
圖 5 干式地板輻射采暖房間溫度分布云圖/℃
圖 6 干式地板輻射采暖房間溫度分布等值線圖/℃
圖 7 濕式地板輻射采暖房間速度分布矢量圖/m/s
圖 8 干式地板輻射采暖房間速度分布矢量圖/m/s
3.2 豎向空氣溫度分布
房間凈高3 m，其豎向空氣溫度分布如圖9所示。
圖 9 濕式及干式地暖房間豎向溫度分布
3.3 室內平均溫度、地板平均輻射溫度及地板散熱量
房間內的空氣平均溫度，地板表面平均輻射溫度及地板總散熱量如表2所示。
表2 室內溫度、地板輻射溫度及散熱量匯總
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4 結果分析
通過對干式地暖及濕式地暖的數值計算，得出以下結論：
（1）從溫度云圖及等值線圖可以看出，無論濕式地暖還是干式地暖，室內溫度分布都較均勻，靠近輻射源（地面）處空氣溫度較高，外墻、地板、頂棚附近 處等溫線比較密集，空氣溫度梯度相對較大；房間中心位置溫度高，氣流在中間處上升，遇冷壁面下降， 房間的氣流速度不高于 0.02 m·s-1。
在相同的供回水溫度下，干式地暖房間比濕式地暖房間溫度更高。
（2） 傳統的采暖方式，房間的頂部溫度大約是30 ℃，而人體所處的位置尤其是腳部僅有15℃甚至更低，房間的溫度分布特點是上熱下冷。濕式地板輻射采暖的腳部溫度為25.3℃，頭部溫度為21.4℃，溫 差大約4℃；干式地板輻射采暖的腳部溫度為30.2℃，頭部溫度為26.3℃，溫差大約6℃。地板輻射采暖的房間溫度分布是下熱上冷，即腳熱頭冷，符合人體的舒適性要求。
（3）地板輻射采暖房間的豎向溫度分布較均勻； 臨近地面 0.2 m以內，溫度梯度較大，濕式地暖溫度波動范圍是 21~25 ℃，干式地暖溫度波動范圍是 26~ 30 ℃，原因是地板溫度相對較高，空氣的對流換熱系數較大，熱流密度較高；在穩態傳熱時，人員活動區 域溫度梯度較小，溫度變化范圍在0.05~0.1℃之間，溫度較高（兩種采暖方式溫度均在 20 ℃以上），符合人體的舒適度及供暖要求 （國標規定冬季室內設計 參數為 18~22 ℃）。
（4）在相同的供回水溫度下，干式地暖房間內的空氣平均溫度比濕式地暖房間高出4.9 ℃，地板平均輻射溫度干式地暖比濕式地暖高出 5.1 ℃，干式地暖地板散熱量比濕式地暖高出 19.93 W。可見，干式地暖比濕式地暖更具有節能優勢，且其節能率較傳統濕式地暖高出11.6%。
END
