红外线是整个电磁波波段的一部分。波长在0.76-100微米之间的电磁波,尤其是波长在0.76-40微米之间的电磁波能量集中,热效应显著,所以称为热射线或红外线。燃气辐射管发出的红外线波长在3.5-5.5微米之间。当红外线穿过空气层时,不会被空气所吸收,它能穿透空气层而被物体直接吸收,并转变为热量,不仅如此,红外线还能够穿过物体或人体表面层一定的深度,从而从内部对物体或人体进行加热,这就是辐射供暖的基本原理。
辐射热量能被混凝土地板、人和各种物体所吸收,并通过这些物体进行二次辐射,从而加热四周的其它物体。红外线辐射供暖,房间底层温度高,工作环境温暖舒适,上层温度低,因此其热利用率更高。它可适用于3-50m高度的供暖。
为了克服高度方向的垂直失调,目前对于高大空间建筑物的采暖,主要采用散热器+集中空调的热风采暖方式。热风采暖的工作过程和散热器系统一样,也是一种对流换热方式。如要求室内温度达到18℃,2m以上的空间也成为采暖对象,这样大部分的能源被浪费;另外,一个好的热风系统,要有相应良好的气流组织来实现,这样势必又造成上部空间要有大量的通风管道及空气处理设备,占用大量的空间;还有值班采暖的问题,一是夜间关闭新风管道阀门,开启空气处理设备,依靠室内回风解决问题,其大特点就是不便于管理;二是设置单的值班采暖散热器系统,全天开启,这两种方式都会加大能耗。
与散热器+热风系统相比,燃气辐射采暖无论是采暖效果、设备投资、运行费用都具有明显的优势。燃气辐射供暖具有节能、舒适卫生、运行费用低等优点,尤其适合于具有高大空间的建筑物采暖。随着我国石油工业的发展,油气田的开发和利用,这种采暖方式的应用在不断增加。实践证明,在燃气供应许可时,采用红外线辐射采暖系统,从技术和经济上都具有一定的性。
我国目前采暖系统绝大部分采用蒸汽或热水作为介质,通过空气对流传热形式来取暖。采用这种方式采暖能耗相对较大,而热空气又总是在房间的上半部分,实际需要用热的人和物体都在温度相对较低的房间下部,人体舒适感较差。对于具有跨度大、落空高等特点的非居住高大空间建筑,由于门窗面积大,隔热性能差,高度每增加1 m,采暖负荷就要增加2%(对4m以上高度的建筑),所以单位面积的采暖热负荷很大。
燃气辐射采暖用真空泵(风机)驱动,使热流体在系统的辐射管路内流动,并将尾气排放到室外。系统在采暖空间内将辐射管路悬挂在天花板或屋顶网架的下方,与辐射管路上方的反射板一同向下方空间辐射热量。靠近燃烧器管路的辐射热交换强度较高,称之为辐射管,一般布置在建筑内热负荷大区域的上方;其余部分管路的辐射热交换强度较低,称之为尾管,一般布置在建筑热负荷相对较小区域的上方。辐射管的长度由燃烧器的热负荷决定,而尾管的长度是能够将流动的高温余气冷却至适合真空泵运行的温度的小长度。