发布时间：2022-10-05 10:06 热度：
摘要：结合目前国内外高大厂房的多种采暖方式，进行归纳分析，总结出适用于航空领域高大厂房的采暖方式，为今后的采暖设计提供有用的参考依据。
关键词：高大厂房, 温度梯度, 热风采暖, 辐射采暖
中图分类号：TU832 文献标识码：A 文章编号：
Abstract: Combining with the tall building at home and abroad and a variety of heating means, it concludes the analysis, and this paper summarizes the applicable to aviation field of heating means tall building, for future heating design provides useful reference.
Key Words: tall building, temperature gradient, hot air heating, radiation heating
一、引言
随着国内飞机制造行业需求的不断增长，航空企业也不断的扩容，越来越多的工业厂房拔地而起。由于自身生产需要的原因，这些生产飞机的厂房高度几乎都超过10m，均可以认定为高大厂房。而对于这些厂房，特别是北方地区的厂房，冬季的采暖问题是备受关注的。采用何种采暖方式，使高大厂房内的温度既能满足生产要求，同时又做到节能降耗，这个问题一直是值得广大暖通技术人员思考和探索的课题。
二、高大厂房的采暖方式汇总
高大厂房(此处暂且定义为主体高度≥10m的厂房)的采暖存在着一定的难度。究其原因，还是一个众所周知的原因：温度梯度大，导致热量损耗大。据《实用供热空调设计手册》上面所述，温度梯度△t一般为0.3～1.5℃/m。高大厂房的高度是由工艺及建筑专业来定的，房高越高，厂房下部跟上部的温差越大;如此一来，温度梯度大可以认定为一个先天性的原因。因此，在采暖设计中，如何尽量去减小这种由于温度梯度大造成的能量损耗是最关键的问题。
查看相关文献，国内外其他高大厂房的采暖方式，若根据实现途径来划分，无外乎以下几种：
1、对流采暖
1)散热器加暖风机采暖
厂房的采暖负荷由散热器及暖风机共同来承担，由于这种采暖方式简单，运行维护方便，是现在目前比较常见的，笔者之前就如此设计过。但是，实际上这种方式也是能源浪费最严重的，以被业界公认所诟病。
散热器采暖主要靠对流进行热量的传递，作用半径小，往往需要成片布置，很多厂房内的墙壁上均布满了散热器，直接造成感官上的较大冲击，也对其他专业的设备布置造成了相当大的影响。暖风机一般设置在厂房柱子上，热风以一定的角度射出，与周围的冷空气进行热交换，射流作用半径同样有限，气流组织比较杂乱无序。采用这种采暖方式工作区舒适度较差，同时热量损耗巨大。
2)热风采暖
热风采暖作用范围大，气流组织清晰可控，节能效果较散热器加暖风机采暖明显。目前高大厂房的热风采暖推荐有两种典型的方式：分层热风采暖，下送射流式热风采暖。
分层热风采暖是基于分层空调模式的一种延伸，又称为横向热风幕采暖，主要是将厂房按高度划分为下部工作区和上部工作区，利用平行布置在厂房中下部的送风喷口向厂房内送入热空气。其采暖效果取决于计算参数，包括射程、工作区的平均风速及射流末端的轴心速度、射流下倾角及分层高度、送风温差等。这种采暖方式形成的温度梯度较小，能使设计负荷减少10%～20%。
下送射流式热风采暖是采用下送射流式暖风机由厂房上部直接向下部进行射流送热风的一种方式，原理简单，操作容易，由于送出的热射流方向与厂房内热空气浮升方向相反，故能较好的减小温度梯度。暖风机安装高度视厂房高度而定，根据安装高度的不同，可以调节散流器的送风角度来控制射流组织，以满足工作区的温度要求和气流速度的要求。
2、辐射采暖
辐射采暖是利用辐射传热原理进行的一种供暖方式，直接加热对象不是采暖室内的空气，而是室内的人体及物体。人体及物体可按其自身的特点吸收辐射热量，然后通过其接触的空气向室内传热。由于空气被间接加热，从而在一定程度上减弱了高大空间内空气严重分层现象，减小了温度梯度，提高了卫生标准，且随着烟囱效应的减弱，减小了冷风渗透耗热量。目前国内外高大厂房采用的采暖方式主要有以下三种：
1)地板辐射采暖
地板辐射采暖是采用低温水(35～60℃)在敷设于地面混凝土内的管道循环，加热地面温度，进而由地面进行辐射传热。热强度分布均匀，采暖品质高，设计负荷小，特别适用于大空间的采暖。如果能够解决好地面混凝土板的荷载承受能力，地板采暖是很好的一种采暖方式。实际证明，以往很多大型的机库的采暖就是采用地板辐射采暖，至今运行效果良好。
2)吊顶辐射板采暖
吊顶辐射板采暖是利用中温水(60～90℃)在辐射板内循环，通过加热辐射板管壁温度进行辐射传热。近几年来，从国外的设计图纸中，不难发现，高大厂房的采暖普遍采用的就是吊顶辐射板采暖。这种采暖方式安装方便，效果良好，容易被大家接受。
3)燃气红外线辐射采暖
燃气红外线采暖系统是采用天然气、液化石油气或人工煤气作为燃料，是一种负压运行、低强度的红外线辐射供暖系统。其发热装置采用渐增发生器，具有低强度高效柔强辐射特性及良好的环保性能。
燃气红外线辐射采暖系统可根据需要随时启闭，可调节温度使采暖室内温度保持在12～28℃。而且系统实际运行时间短，供暖期内平均每天连续运行时间不超过8小时，不必像供热锅炉作为热源的传统供热系统那样全天运行。此外，燃气红外线辐射采暖系统从根本上解决了传统供热系统的跑冒滴漏和管道及其附件腐蚀问题。
三、几种采暖方式的对比
经过前面简单的介绍，我们对目前高大厂房的采暖方式有了一定的了解，笔者结合相关文献，从设计原理难易程度、一次投资高低、运行维护费用高低、人体舒适度、控制方便与否、节能与否及安全度高低等方面，对以上几种方式进行了对比，并以列表的方式供大家参考。详见下表1：
高大厂房的采暖方式
表1：
高大厂房的采暖方式对流采暖散热器加暖风机采暖原理简单，一次投资低，运行维护费用低，人体舒适度差，不方便控制，不节能，安全度高
横向热风幕采暖设计要求高，一次投资高，运行维护费用高，人体舒适度一般，方便控制，节能效果好，安全度高
下送射流式热风采暖原理简单，一次投资高，运行维护费用高，人体舒适度一般，方便控制，节能效果好，安全度中
辐射采暖地板辐射采暖原理简单，一次投资高，运行维护费用低，人体舒适度好，方便控制，节能效果好，安全度高
吊顶辐射板采暖原理简单，一次投资高，运行维护费用低，人体舒适度好，方便控制，节能效果好，安全度高
燃气红外线辐射采暖设计要求高，一次投资高，运行维护费用低，人体舒适度好，方便控制，节能效果好，安全度中
四、小结
通过以上的对比结论，笔者认为，在当今节能思想日益高涨的时期，今后我们航空领域高大厂房的采暖方式应首推辐射采暖，相对于对流采暖而言，辐射采暖在消除高大空间的顽疾(温度梯度大)方面有不可比拟的进步。
当然与此同时，设计者还需根据厂房工艺、建筑及采暖热源的实际情况，从现有的三种辐射采暖方式中选择更适合当地的一种方式，以便满足甲方的生产运行。
参考文献：
【1】实用供热空调设计手册，陆耀庆主编，1993年版
【2】高大厂房分层采暖设计研究与实践，许志浩、邓志辉、蔡德源，重庆建筑大学学报，1997年10月
【3】高大厂房下送射流式暖风机的采暖及节能效果，李永刚、马世立，建筑热能通风空调，1999年第3期
【4】大空间建筑燃气红外线辐射供暖系统的探讨，薄迎，煤气与热力，2005年第9期
