使用热泵的地板采暖:如何设计您的系统以获得最大效率

贴在外墙砖墙上的热泵
(图片来源:Getty)

地暖与热泵合作很好,可以说是一个理想的组合,当涉及到加热新房子或建造了更高的隔热标准的房子。

我们已经习惯了我们的中央供暖系统产生高温,并将其输送到快速反应的散热器。然而,热泵产生的热量没有锅炉产生的热量高,因此需要更大表面积的发射器才能在您的家中达到类似的温度。

因此,现有的散热器可能需要更换为具有更大表面积的散热器。或者湿地板下供暖效果很好——管道安装在地板上,所以整个地板实际上变成了发射器。这意味着它可以在较低的温度下高效工作,同时仍能充分加热房间。

以下是你在设计带热泵的地暖系统时需要知道的一切,这样它才能以最高效率运行。

地暖和热泵:为什么它们一起工作得这么好?

地暖是离散的,可以解放墙壁,易于维护,但它可能反应缓慢,不会产生相同的辐射高温热量,你可能习惯了从散热器。热泵也在低流量温度下运行,使地板采暖与热泵成为理想的组合。

黑色塑料衬底上的潮湿地暖管道

在为热泵设计UFH系统时,确保管道更大,间隔更近 (图片来源:Getty)

有热泵的UFH的效率会受到什么影响?

如果你从带地暖的锅炉切换到热泵,你可能会发现你的地暖系统并不像它可能的那样节能。

当地暖与热泵一起使用时,它是否是一个地源热泵或者一个空气源热泵,它需要有一定的设计特点,以帮助热泵高效运行。

例如,对于锅炉来说,UFH系统的回流温度并不重要,因为总有新的热量产生。但对于热泵,这些热量是循环利用的,因此在流动和回流中尽量减少热量损失并相应地设计系统是至关重要的。

因此,更大的管道和更近的间距以及加热甚至回流的设计都是保持整个温度均匀的重要因素。

如何为热泵的UFH系统提供未来的保障?

如果你目前没有热泵,但想确保你的地暖安装将适用于未来的热泵,有几个设计细节将是明智的。

1.使用较大的UFH管道

理想情况下,管道应该是直径在16毫米左右的较大管道。

2.空间UFH管道紧密相连

管道的间距应该不超过150毫米中心,但如果你能切实可行地让他们更接近,那么就更好了。

3.匹配您的流量和回流温度

同样重要的是,让设计师设计地板采暖,使流动温度只比回流温度高5度。然而,锅炉系统会有更高的流动温度和8到10度的温差。

4.设计时要始终考虑到热泵

即使你不打算安装热泵,考虑到UFH系统可以持续几十年,仍然值得为热泵设计UFH。这是因为锅炉可以在热泵设计中工作,但热泵在锅炉设计中效率可能较低。

工人处理地板加热管道准备安装

如果使用热泵安装地暖,请确保使用至少16毫米的管道 (图片来源:Getty)

如何为热泵设计地暖?

在为热泵设计和安装地暖系统时,有几件事要牢记,以最大限度地提高效率:

1.您的热泵UFH设计

当你为低温设计地暖时,例如由热泵提供的温度,最好使用更宽的管道(15mm - 16mm),并安装它,使管道中心尽可能靠近在一起。管道中心不要超过150mm左右,如果可能的话,要更近一些。

同样谨慎的做法是,尽量将所有的管道回路设计成非常相似的长度。更多的循环比只有几个很长的循环要好。这在管道中产生的阻力较小,水在返回热源之前只在地板上停留很短的时间。

“螺旋”形状的设计虽然难以规划,但通常比整个房间的直上直下布局更平衡。

2.硬地面层为热泵安装UFH

在地板上安装地暖管道有许多不同的方法,这取决于它是坚硬的地面层还是悬挂地板。

第一种方法是将管道夹在地板绝缘上,然后将管道埋在地板平整层中。这是一种新的地面层房间的常见安装方法,类似于锅炉和热泵的UFH系统。

3.在悬空地板上安装热泵的UFH

在悬空地板上,可以选择在地板下安装管道,通过开槽托梁或使用叠加板。覆盖板大约20毫米厚,放在地板的顶部。覆盖板通常采用聚苯乙烯、复合材料的木纤维板,并在板上制作凹槽以固定管道。然后将地板漆安装在木板上。

您通常不能将地毯直接安装到覆盖板上,因此如果您想安装,则需要进一步的甲板地暖带地毯.在楼梯设计或选择地板表面处理之前,必须指定这种类型的解决方案,以便所有地板都是水平的,楼梯是均匀的。

叠加板可以更快的反应比一个平整的解决方案,因为有更少的致密材料加热。它也会更快地冷却下来。

什么样的隔热材料能很好地与UFH结合热泵?

当使用热泵设计地板采暖时,重要的是要在管道下保温。如果没有绝缘,你的热泵将需要更努力地工作来产生更多的热量,而不是回收它。这当然会降低热泵的效率。

也就是说,类型地暖隔热热泵和锅炉没有什么不同。你可以使用XPS隔热板,带沟槽的预制板,木纤维板,甚至羊毛(取决于地板结构),只要它足够厚(这种隔热是一个挑战)。

有地暖系统,管道安装在地板上,没有绝缘,特别是改装地暖,但会有传导热损失。热量损失的多少取决于室内的温度。潮湿的地面会比干燥的地面更快地传递热量,所以一定要考虑到这一点。

David是一名可再生能源和通风安装人员,拥有超过35年的经验,是《住宅建筑和装修》杂志的长期撰稿人。他是气体安全注册的成员,拥有可持续建筑硕士学位,是可持续建筑和能源效率方面的权威,在建筑织物、热回收通风、可再生能源和传统供暖系统方面拥有广泛的知识。他也是住宅建筑和装修展的演讲者。

他对健康、高效的家庭充满热情,是热与能源有限公司的董事。他与建筑师、建筑商、自助建筑商和装修商合作,设计和项目管理通风和供暖系统的安装,为每个家庭实现最节能和最具成本效益的结果。