2006-10-26 16:43 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
供暖系統(tǒng)由鍋爐、供熱管道、散熱器三部分組成。
建筑物的耗熱量和散熱器的確定以及供熱管道管徑和系統(tǒng)壓力損失的計算是一項周密細(xì)致和復(fù)雜的設(shè)計過程。一般由設(shè)計部門暖通設(shè)計人員承擔(dān)。但是對于我們咨詢行業(yè)要為某業(yè)主在初建、擴(kuò)建或可研階段,對供熱設(shè)備(散熱器、管道、鍋爐)的選型,造價作出估算及驗算供熱管道和鍋爐的負(fù)荷或在施工中需要作局部變更,或需編制供暖鍋爐的耗煤計劃,常因缺乏數(shù)據(jù)而不能進(jìn)行工作,況且這些零星瑣碎的工作也不便給設(shè)計部門增添麻煩。
為解決上述問題,本人根據(jù)從事暖通專業(yè)工作多年的經(jīng)驗,特撰寫此文,僅供從事咨詢工作的人員參考。
一、建筑物的供熱指標(biāo)(q0)
供熱指標(biāo)是在當(dāng)?shù)厥彝獠膳嬎銣囟认,每平方米建筑面積維持在設(shè)計規(guī)定的室內(nèi)溫度下供暖,每平方米所消耗的熱量(W/m2)。
在沒有設(shè)計文件不能詳細(xì)計算建筑物耗熱量,只知道總建筑面積的情況下,可用此指標(biāo)估算供暖設(shè)備,概略地確定系統(tǒng)的投資,q0值詳見表-1.
各類型建筑物熱指標(biāo)及采暖系統(tǒng)所需散熱器的片數(shù) 表-1
序號 |
建筑物類型 |
qo(W/m2) |
1片/m2(熱水采暖) |
1片/m2(低壓蒸氣采暖) |
1 |
多層住宅 |
60 |
0.652 |
不宜采用 |
2 |
單層住宅 |
95 |
1.032 |
0.779 |
3 |
辦公樓、學(xué)校 |
70 |
0.761 |
不宜采用 |
4 |
影劇院 |
105 |
1.141 |
0.861 |
5 |
醫(yī)院、幼兒園 |
70 |
0.761 |
不宜采用 |
6 |
旅館 |
65 |
0.707 |
0.533 |
7 |
圖書館 |
60 |
0.652 |
0.492 |
8 |
商店 |
75 |
0.815 |
0.615 |
9 |
浴室 |
140 |
1.522 |
1.148 |
10 |
高級賓館 |
145 |
1.576 |
1.189 |
11 |
大禮堂、體育館 |
140 |
1.522 |
1.148 |
12 |
食堂、餐廳 |
130 |
1.413 |
1.066 |
說明:1)。此表散熱器是恒定在64.5℃溫差情況下的數(shù)量。
2)。此表所列散熱器片數(shù)可根據(jù)q0的變更作相應(yīng)修正。
二、散熱器散熱量及數(shù)量的估算
1. 以四柱640型散熱器為準(zhǔn),采暖供回水溫度95-70℃
熱水采暖時,一片散熱器的Q值為:
Q水=K×F×Δt=7.13×0.20×64.5=92(W/片)
式中:K=3.663Δt0.16
K=3.663×(-18)0.16=7.13W/m2.℃
當(dāng)采用低壓蒸汽采暖時:
Q汽= K×F×Δt =7.41×0.20×(100-18)=122(W/片)
式中:K=3.663Δt0.16
K=3.663×(100-18)0.16=7.41W/m2.℃
根據(jù)熱平衡原理,將建筑物熱指標(biāo)和所需散熱器片數(shù)列表1(以四柱640型為準(zhǔn))。
2.各種散熱器之間的換算
若需將四柱640型散熱器改為其它類型的散熱器其片數(shù)轉(zhuǎn)換可按下式:K1×F1×Δt= K2×F2×Δt即K1×F1= K2×F2進(jìn)行換算。
3.房間內(nèi)散熱器數(shù)量的調(diào)整
1)。朝向修正:朝南房間減一片,朝北房間加一片;既面積、窗墻比相同的兩個房間,南、北向相差2片。
2)。窗墻比修正:有門窗的房間比只有窗無外門面積、朝向均相同的房間多2片。
3)。角隅房間(具有兩面外墻的房間):按估算數(shù)附加100%.
散熱器數(shù)量經(jīng)過修正后,可根據(jù)適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的要求,選用所需散熱器型號,并用互換公式換算所需訂購的散熱器數(shù)量。
4)。如要求相對精確,散熱器片數(shù)的確定,可參見暖通設(shè)計手冊或其它有關(guān)資料。
三 、供暖管道的估算
1.供暖管道的布置形式:
供暖管道布置形式多種多樣,按干管位置分上供下回、下供下回和中供式,按立管又分雙管和單管,單管又有垂直與水平串聯(lián)之別,蒸汽采暖又有干式與濕式回水之分等等。根據(jù)介質(zhì)流經(jīng)各環(huán)路的路程是否相等,還可分為:
1)異程式:介質(zhì)流經(jīng)各環(huán)路的路程不相等,近環(huán)路阻力小,流量大,其散熱器會產(chǎn)生過熱,遠(yuǎn)環(huán)路阻力大,流量小,散熱器將出現(xiàn)偏冷現(xiàn)象;中環(huán)路散熱器溫度適合,特別是在環(huán)路較多的大系統(tǒng)中,這種熱的不平衡現(xiàn)象更易發(fā)生,且難調(diào)節(jié)。但異程系統(tǒng)能節(jié)約管材,但采暖系統(tǒng)作用半徑小。
2)同程式:介質(zhì)流過各環(huán)路的路程大體一致,各環(huán)路阻力幾乎相等,易于達(dá)到水力平衡,因而流量分配也比較均勻,不致象異程系統(tǒng)那樣產(chǎn)生熱不均勻現(xiàn)象。但同程系統(tǒng)比異程系統(tǒng)多用管材。但調(diào)試簡單方便,供熱安全可靠,建議采用同程采暖系統(tǒng)為最佳選擇。
2.采暖管道的估算
1)采暖管道管徑的估算是根據(jù)允許單位摩擦阻力(熱水采暖R=80-120Pa/m;蒸氣采暖R=60Pa/m和不超過管內(nèi)熱媒流動的最大允許流速來確定的(見表-2、表-3、表-4)。管徑估算表中Q、W、R、N值為常用估算值,而Qmax、Wmax、Rmax、Nmax值為最大值,適用于距鍋爐房近,作用半徑小,環(huán)路小的采暖系統(tǒng)。
2)利用此表可按管道負(fù)擔(dān)的散熱器片數(shù)迅速決定管徑,也可用于系統(tǒng)局部變更或檢驗管道是否超負(fù)荷。
3)根據(jù)低壓蒸氣管與凝結(jié)水管同徑熱負(fù)荷的比較,DN70以下的蒸氣管所用的凝結(jié)水管比蒸氣管<1號;DN70以上的蒸氣管所用的凝結(jié)水管比蒸氣管<2號。
四 、供暖系統(tǒng)壓力損失的估算
1.公式:
ΣH水=1.1Σ(RL+Z) Pa
ΣH汽=1.1Σ(RL+Z)+2000 Pa
式中:R—單位管長度沿程壓力損失,按100Pa/m估算。
1.1—因施工增加阻力和計算誤差等因素考慮的系數(shù)。
熱水采暖系統(tǒng)管徑估算表 表-2
DN(mm) |
Q |
Qmax |
R |
Rmax |
V |
Vmax |
N |
Nmax |
W |
Pa/m |
m/s |
負(fù)擔(dān)四柱640型散熱器片數(shù) | |||||
15 |
5814 |
9302.4 |
120.48 |
297.13 |
0.29 |
0.46 |
63 |
101 |
20 |
1.37×104 |
2.33×104 |
131.30 |
367.88 |
0.37 |
0.64 |
146 |
253 |
25 |
2.44×104 |
4.80×104 |
116.17 |
431.98 |
0.41 |
0.81 |
265 |
518 |
32 |
5.23×104 |
10.47×104 |
118.39 |
458.80 |
0.51 |
1.01 |
568 |
1112 |
40 |
8.43×104 |
20.93×104 |
146.89 |
876.83 |
0.62 |
1.54 |
916 |
2275 |
50 |
17.44×104 |
34.88×104 |
159.85 |
625.46 |
0.77 |
1.54 |
1896 |
3792 |
65 |
33.43×104 |
55.23×104 |
156.36 |
420.44 |
0.89 |
1..48 |
3634 |
6067 |
80 |
58.14×104 |
81.40×104 |
192.70 |
401.26 |
1.11 |
1.61 |
6320 |
9101 |
100 |
98.83×104 |
151.16×104 |
130.73 |
302.46 |
1.09 |
1.66 |
10745 |
16433 |
125 |
168.61×104 |
203.49×104 |
124.48 |
180.44 |
1.22 |
1.47 |
18330 |
22754 |
150 |
261.63×104 |
261.63×104 |
119.44 |
119.44 |
1.33 |
1.33 |
30339 |
30339 |
說明:此表t=95℃、r=983.248kg/m3、K=0.2mm
DN(mm) |
Q |
Qmax |
R |
Rmax |
V |
Vmax |
N |
W |
Pa/m |
m/s |
負(fù)擔(dān)四柱640型散熱器片數(shù) | ||||
15 |
2500 |
3500 |
38 |
84 |
5.1 |
7.6 |
10 |
20 |
5500 |
8000 |
40 |
80 |
6.2 |
9 |
22 |
25 |
9500 |
1.6×104 |
35 |
90 |
6.9 |
11.2 |
39 |
32 |
2.4×104 |
3.0×104 |
47 |
73 |
9.6 |
12 |
98 |
40 |
3.2×104 |
4.4×104 |
40 |
76 |
9.7 |
13.4 |
137 |
50 |
6.5×104 |
8.5×104 |
43 |
73 |
11.8 |
15.5 |
270 |
65 |
13×104 |
15×104 |
46 |
61 |
14.4 |
16.6 |
539 |
80 |
19×104 |
22×104 |
39 |
53 |
14.8 |
17.2 |
784 |
100 |
32×104 |
36×104 |
37 |
46 |
16.4 |
18.5 |
1470 |
125 |
50×104 |
55×104 |
28 |
33 |
16.4 |
18.0 |
2059 |
150 |
70×104 |
75×104 |
21 |
24 |
15.9 |
17.1 |
2941 |
說明:此表P=200Kpa(絕對壓力)、K=0.2mm
低壓蒸氣采暖干式凝結(jié)水管徑估算表 表-4
15 |
20 |
25 |
32 |
40 |
50 |
70 |
80 |
100 | |
橫 管 |
4652 |
1.74×104 |
3.26×104 |
7.91×104 |
12.1×104 |
25×104 |
50×104 |
69.78×104 |
145.38×104 |
四柱640片數(shù) |
20 |
75 |
140 |
340 |
520 |
1075 |
2150 |
3000 |
6250 |
立 管 |
6978 |
2.56×104 |
4.88×104 |
11.63×104 |
18.03×104 |
37.22×104 |
74.43×104 |
104.67×104 |
215.16×104 |
四柱640片數(shù) |
30 |
110 |
210 |
500 |
775 |
1600 |
3400 |
4500 |
9250 |
說明:對不利環(huán)路起始端管徑,考慮空氣和銹渣的影響,一般不小于DN25.
2.熱水供暖循環(huán)泵的估算
1)流量:G=(1.2~1.3)
式中:Δt=tG-tH=95℃-70℃=25℃
c—水的比熱。取c=1
1. 2~1.3—儲備系數(shù)
2)揚程:根據(jù)下列公式估算
H=1.1(H1+H2+H3)KPa
式中:H1—鍋爐房內(nèi)部壓力損失(70KPa~220KPa)
H2—室外管網(wǎng)最不利環(huán)路的壓力損失(KPa)
H3—室內(nèi)最長、最高環(huán)路的壓力損失,一般為10-20Kpa;有暖風(fēng)機的為20-50Kpa;水平串聯(lián)系統(tǒng)為50-60Kpa;帶混水器的為80-120Kpa.R值按100Pa/m計算。
根據(jù)上列公式和數(shù)據(jù),計算出水泵的流量和揚程,即可選擇水泵。
沿程阻力及局部阻力概率分配率
系 統(tǒng) 種 類 |
系統(tǒng)壓力消耗所占百分比(%) | ||
沿程阻力 |
局部阻力 | ||
室 內(nèi) |
熱水系統(tǒng) |
50 |
50 |
低壓蒸氣系統(tǒng) |
60 |
40 | |
室 外 |
熱水系統(tǒng) |
80-90 |
20-10 |
低壓蒸氣系統(tǒng) |
50-70 |
50-30 |
3.低壓蒸氣采暖系統(tǒng)對鍋爐定壓的要求
在蒸氣量能滿足系統(tǒng)采暖負(fù)荷的情況下,可按照低壓蒸氣系統(tǒng)壓力損失估算法來確定鍋爐的壓力。
室外壓力損失:H1=1.1×+2000Pa
式中:R值取100Pa/m
L為室外管道長度m
室內(nèi)壓力損失H2可按20Kpa估算
鍋爐內(nèi)的壓力損失儲備系數(shù)取1.2
鍋爐定壓值P=1.2×(H1+H2) ×10-4 MPa
五。鍋爐供暖負(fù)荷面積的估算1.新型鍋爐的效率η=0.75以上。
0.7MW蒸發(fā)量鍋爐的供熱面積可按下式計算:
F=m2
F==8000 m2
式中:0.8—考慮鍋爐和室外采暖管道損失占20%,室內(nèi)占80%.
q0—按70W/m2估算
2.煤的發(fā)熱量
焦煤:7.6kW/kg;無煙煤:7.0kW/kg;煙煤:6.0kW/kg;褐煤:5.0kW/kg;泥煤:3.54kW/kg;
3.一天的燃燒量
B2=B1×每日供暖小時(T/日)
4.一年采暖期的燃煤量
B3=B2×采暖期天數(shù)(T/年)
5.鍋爐燃煤量的經(jīng)驗數(shù)字
0. 7MW蒸發(fā)量的鍋爐需要的燃煤量:
無煙煤:180kg/h;煙煤:270kg/h;褐煤:360kg/h.
來源:網(wǎng)易暖通
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