【摘 要】受自然環(huán)境的影響,采暖是北方城市必不可少的工程,近年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,建筑業(yè)也得到了飛速的發(fā)展。但是,建筑采暖設(shè)計問題目益顯著,究其原因,都是建筑時采暖設(shè)計不當(dāng)造成的。本文僅就采暖設(shè)計時的一問題淺談看法。
【關(guān)鍵詞】采暖設(shè)計;常見問題;對策
近些年.我國建筑業(yè)取得了高速發(fā)展,相關(guān)的配套設(shè)施也日益完善,然而在采暖系統(tǒng)的運行中存在著一些問題,究其原因,與設(shè)計參數(shù)的選擇、散熱器和管材的選用有很大關(guān)系,下面分別對這些原因進(jìn)行分析。北方住宅采暖設(shè)計中常見問題主要存在于熱媒設(shè)計溫度的計算、散熱器的選擇和分室溫度控制等方面,下面詳細(xì)探討。
散熱器熱水采暖系統(tǒng)是目前民用建筑采暖工程的主要形式之一,其熱媒設(shè)計溫度,一般根據(jù)建筑物熱舒適度要求、系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟(jì)性等原則確定。在采暖系統(tǒng)的設(shè)計中,選用溫度高的熱媒,可減少散熱器數(shù)量,但存在汽化問題:而降低熱媒溫度,雖有利于提高熱舒適度,但要相應(yīng)增加散熱器數(shù)量。一般選擇供水溫度不超過95℃,這個溫度可確保熱媒在常壓條件下不發(fā)生汽化。作為散熱器“標(biāo)準(zhǔn)丁況”的64.5℃就是水溫為95℃、70℃的供、回水平均溫度值與室溫18℃的傳熱溫差。許多采暖系統(tǒng)都是按照該條件設(shè)計計算的熱媒設(shè)計溫度同時也要符合熱源條件的可能性和考慮其它因素。例如:以較低溫度的一次熱媒進(jìn)行換熱所得的二次熱媒,或采用戶式燃?xì)獗趻鞝t的水溫有限制,或考慮塑料類管材耐用性時,也有采用85℃供水60%回水作為設(shè)計參數(shù)的。但是,再進(jìn)一步降低散熱器熱媒設(shè)計參數(shù)就不合理了。以95℃供水70℃回水作為比較基礎(chǔ),熱媒平均溫度每降低10%,散熱器數(shù)量約增加20%。當(dāng)前,存在不適當(dāng)?shù)剡^多降低散熱器采暖熱媒設(shè)計參數(shù)的傾向 原因是些開發(fā)建設(shè)單位在提供設(shè)計條件時,按照熱源的實際運行工況提出熱媒計參數(shù),例如提出供水溫度只有70℃。如不加深入分析,就直接采用這樣低參數(shù)進(jìn)行設(shè)計計算,會使散熱器數(shù)量增加很多,會出現(xiàn)同一熱源的不同筑,散熱器數(shù)量相差近一倍的現(xiàn)象,更加劇了系統(tǒng)的失調(diào)度。
目前,散熱器品種多,市場競爭劇烈,從容選擇的余地,但也要看到各種散熱器在應(yīng)用實中都出現(xiàn)過不同性質(zhì)的問題。關(guān)鍵是要針對系統(tǒng)的特性,較為適當(dāng)?shù)貞?yīng),要用其所長,避其所短。系統(tǒng)的運行、保養(yǎng)和水質(zhì)控制等環(huán)節(jié)水平的提,要有一個漸進(jìn)的過程,一種有生命的產(chǎn)品,應(yīng)該提高其適應(yīng)客觀條件性能,而不是對客觀條件的苛求。散熱器主要有以下幾種:
鑄鐵散熱器。鑄鐵散熱器是一種適應(yīng)性較強(qiáng)的品種,它的主要弊病是:型不緊湊,如鑄鐵四柱或鑄鐵長翼型等陳舊型號,顯然與節(jié)能的、裝飾要較高的建筑環(huán)境很不協(xié)調(diào);由于價格競爭,偷工減料,常達(dá)不到額定散熱;內(nèi)腔粘砂成為系統(tǒng)堵塞的重要原因;落后的鑄造工藝和加工粗劣,組對容易漏水。一些發(fā)達(dá)國家自己不生產(chǎn)但仍樂于采用,并看作為高檔產(chǎn)品,當(dāng)然不是這樣粗陋的品種。如不開發(fā)新的品種,必然會陷入困境?上驳氖,外型可類似于高檔鋼制散熱器、內(nèi)腔無粘砂的鑄鐵散熱器,已開發(fā)成功已形成生產(chǎn)能力,由于它對各種系統(tǒng)及運行管理水平的適應(yīng)性強(qiáng),可望有大的發(fā)展空間。
鋼質(zhì)散熱器。鋼板材質(zhì)的鋼質(zhì)散熱器體型較薄且較美觀,國外較多采,引進(jìn)并廣泛應(yīng)用以后,由于材質(zhì)、生產(chǎn)工藝、運行水質(zhì)等因素失控,八十代后期曾發(fā)生大量腐蝕而造成過很大損失,至今,仍有過頭的商業(yè)宣傳誤用戶,不斷造成此類腐蝕現(xiàn)象重復(fù)發(fā)生。引進(jìn)國外材料或生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的一些高檔散熱器,在發(fā)生腐蝕現(xiàn)象以后,提出了一系列對于較大的集中供暖系統(tǒng)幾乎無法達(dá)到的苛刻要求,例如:嚴(yán)格控制熱媒含氧量、限定采用隔膜式膨脹罐定壓方式、非采暖季滿水保護(hù)、檢修時只能局部放水、塑料管設(shè)阻氧層、內(nèi)掛鎂棒即采用“犧牲陽極保護(hù)”等。說明其形成腐蝕的主客觀因素并未能根本解決,因此仍應(yīng)慎用。但是,它還是可以應(yīng)用于以燃?xì)鉄崴膳癄t或電熱水采暖爐等分散熱源的戶式系統(tǒng)中。按壽命不低于鋼管的耐腐蝕界定標(biāo)準(zhǔn),早期開發(fā)的鋼管材質(zhì)的鋼制串片管式散熱器和后期開發(fā)的繞片式(包括高頻焊或強(qiáng)繞)鋼制散熱器,仍是鋼制散熱器中可放心選用的主體品種但此類散熱器水阻較大,但又常不能提供準(zhǔn)確的水阻特性數(shù)據(jù),在單管系統(tǒng)中應(yīng)用,尤其是采用兩通恒溫閥加跨越管的做法時,會發(fā)生散熱器進(jìn)流量過小的問題。此外,此類散熱器的熱工性能和特定形式的外罩有關(guān),外罩的成本占其價格的相當(dāng)比例,但外觀難以滿足用戶的裝飾要求,“罩外加罩”十分常見。
鋁制散熱器是一種高效的散熱器,同樣也發(fā)生過腐蝕穿孔問題,除材質(zhì)外,堿性水質(zhì)和超量的氯化物都會對鋁產(chǎn)生腐蝕,雖對此種散熱器提出了內(nèi)防護(hù)要求,但工藝上以實施,也不便于檢驗。因為熱水鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求鍋水的PH值應(yīng)1O~12,說明此種散熱器不能用于以鍋爐為直接熱源的集中供暖系統(tǒng),但可在熱網(wǎng)集中供熱、用戶側(cè)為經(jīng)熱交換的二次熱媒系統(tǒng),也可以應(yīng)用于以燃?xì)鉄崴膳癄t或電熱水采暖爐等分散熱源的戶式系統(tǒng)。有些產(chǎn)品改進(jìn)為采用銅鋁復(fù)合,可能是鋁制散熱器的主要出路。
無論是實施分戶熱計量的住宅戶內(nèi)采暖系統(tǒng),還是其它建筑傳統(tǒng)的垂直單管或雙管系統(tǒng),從節(jié)能和提高熱舒適度出發(fā),分室溫度控制都是十分必要的分室溫度控制可以是自動的,也可以是手動的。在這方面的商業(yè)誤導(dǎo)現(xiàn)為將分室溫度控制等同于采用散熱器恒溫閥并認(rèn)為采用恒溫閥就無需進(jìn)行水力平衡計算。這種誤導(dǎo)造成了一些系統(tǒng)的失調(diào)和對恒溫閥的負(fù)面影響。采用質(zhì)量較好的手動兩通或三通調(diào)節(jié)閥實施分室溫度控制,可能更適合于投資條件受限和供暖不足的普遍實際情況。即使有條件采用恒溫閥時,也應(yīng)該在弄清楚其水力特性基礎(chǔ)上,正確地加以應(yīng)用。散熱器兩通恒溫閥的高阻水力特性,適合于雙管系統(tǒng)。為適應(yīng)我國市場的需要,國外又推出了針對單管系統(tǒng)的三通恒溫閥和低阻兩通恒溫閥。因此,我們要面對三類恒溫閥,而不是不加區(qū)別。用于雙管系統(tǒng)的高阻兩通恒溫閥,又按不同的預(yù)置設(shè)定功能分成若干型號,其口徑一般情況下應(yīng)采用DN15,少量需采用DN20,無區(qū)別地采用較大口徑不利于水力平衡。而用于單管系統(tǒng)的三通恒溫閥和低阻兩通恒溫閥,則必須有DN15、DN20、DN25甚至更大的口徑,以根據(jù)串接散熱器的負(fù)荷適當(dāng)選配。
總之,在采暖能耗得以嚴(yán)格控制的節(jié)能住宅中,采用燃?xì)饣螂姛崴膳癄t等,作為戶式采暖系統(tǒng)的熱源,采暖費用甚至有可能低于燃?xì)饣螂姛岬募泄┡到y(tǒng)。戶式采暖系統(tǒng)存在問題之一,是循環(huán)水泵與系統(tǒng)的配合。由于住宅單戶的套型面積和采暖負(fù)荷會相差較大,在同一容量循環(huán)水泵的作用下,會出現(xiàn)與設(shè)計條件不同的運行工況而造成失調(diào)。尤其是當(dāng)采用地板輻射供暖或作為空調(diào)器的熱源時,更容易發(fā)生流量不足而影響采暖效果。因此應(yīng)深人地協(xié)調(diào)系統(tǒng)、戶式采暖爐和配帶水泵的匹配問題。