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。
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(shí):
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(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水=1.1Σ(RL+Z) Pa
ΣH汽=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)。
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(duì)壓力)、K=0.2mm
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。
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。