簡(jiǎn)介: 為解決供熱設(shè)備選型,造價(jià)作出估算及驗(yàn)算負(fù)荷或在施工中需要作局部變更,或需編制供暖的耗煤計(jì)劃,常因缺乏數(shù)據(jù)而不能進(jìn)行工作,這些瑣碎的工作給設(shè)計(jì)部門增添麻煩。本人根據(jù)從事暖通專業(yè)工作多年的經(jīng)驗(yàn),撰寫此文,供從事咨詢工作的人員參考。
關(guān)鍵字:設(shè)備選型 造價(jià)估算 耗煤

供暖系統(tǒng)由、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(jì)算是一項(xiàng)周密細(xì)致和復(fù)雜的設(shè)計(jì)過程。一般由設(shè)計(jì)部門暖通設(shè)計(jì)人員承擔(dān)。但是對(duì)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(duì)供熱設(shè)備(散熱器、管道、)的選型,造價(jià)作出估算及驗(yàn)算供熱管道和的負(fù)荷或在施工中需要作局部變更,或需編制供暖的耗煤計(jì)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(jì)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(yàn),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?jì)算溫度下,每平方米建筑面積維持在設(shè)計(jì)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(jì)文件不能詳細(xì)計(jì)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(hào)
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(jí)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(shí),一片散熱器的Q值為:

Q=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(shí):

Q= 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(gè)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(wú)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(hào),并用互換公式換算所需訂購(gòu)的散熱器數(shù)量。

4).如要求相對(duì)精確,散熱器片數(shù)的確定,可參見暖通設(shè)計(jì)手冊(cè)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(huì)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(jiǎn)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(dòng)的最大允許流速來(lái)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?zèng)Q定管徑,也可用于系統(tǒng)局部變更或檢驗(yàn)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(hào);DN70以上的蒸氣管所用的凝結(jié)水管比蒸氣管<2號(hào)。

四 、供暖系統(tǒng)壓力損失的估算

1.公式:

ΣH=1.1Σ(RL+Z) Pa

ΣH=1.1Σ(RL+Z)+2000 Pa

式中:R—單位管長(zhǎng)度沿程壓力損失,按100Pa/m估算。

1.1—因施工增加阻力和計(jì)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

低壓蒸氣采暖系統(tǒng)管徑估算表 表-3
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(duì)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(duì)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(chǔ)備系數(shù)

2)揚(yáng)程:根據(jù)下列公式估算

H=1.1(H1+H2+H3)KPa

式中:H1房?jī)?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(zhǎng)、最高環(huán)路的壓力損失,一般為10-20Kpa;有暖風(fēng)機(jī)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(jì)算。

根據(jù)上列公式和數(shù)據(jù),計(jì)算出水泵的流量和揚(yáng)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(duì)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(lái)確定的壓力。

室外壓力損失:H1=1.1×+2000Pa

式中:R值取100Pa/m

L為室外管道長(zhǎng)度m

室內(nèi)壓力損失H2可按20Kpa估算

內(nèi)的壓力損失儲(chǔ)備系數(shù)取1.2

定壓值P=1.2×(H1+H2) ×10-4 MPa

五.供暖負(fù)荷面積的估算

1.新型的效率η=0.75以上。

0.7MW蒸發(fā)量的供熱面積可按下式計(jì)算:

F=m2

F==8000 m2

式中:0.8—考慮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(wú)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(shí)(T/日)

4.一年采暖期的燃煤量

B3=B2×采暖期天數(shù)(T/年)

5.燃煤量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)字

0. 7MW蒸發(fā)量的需要的燃煤量:

無(wú)煙煤:180kg/h;煙煤:270kg/h;褐煤:360kg/h。