地采暖的水力计算
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3.1.1 低温热水地面辐射供暖系统的供、回水温度应由计算确定,供水温度不应大于60℃。
民用建筑供水温度宜采用35~50℃,供回水温差不宜大于10℃。
3.1.2 地表面平均温度计算值应符合表3.1.2的规定。
表3.1.2 地表面平均温度(℃)3.1.3 低温热水地面辐射供暖系统的工作压力,不应大于0.8MPa;当建筑物高度超过50m时,宜竖向分区设置。
3.1.4 无论采用何种热源,低温热水地面辐射供暖热媒的温度、流量和资用压差等参数,都应同热源系统相匹配;热源系统应设置相应的控制装置。
3.1.5 地面辐射供暖工程施工图设计文件的内容和深度, 应符合下列要求:1 施工图设计文件应以施工图纸为主,包括图纸目录、设计说明、加热管或发热电缆平面布置图、温控装置布置图及分水器、集水器、地面构造示意图等内容。
2 设计说明中应详细说明供暖室内外计算温度、热源及热媒参数、配电方案及电力负荷、加热管或发热电缆技术数据及规格;标明使用的具体条件如工作温度、工作压力或工作电压以及绝热材料的导热系数、密度、规格及厚度等;3 平面图中应绘出加热管或发热电缆的具体布置形式,标明敷设间距、加热管的管径、计算长度和伸缩缝要求等。
采用发热电缆地面辐射供暖方式时,发热电缆的线功率不宜大于20W/m。
地面辐射供暖技术规程》设计部分摘录二:地面构造3.2 地面构造3.2.1 与土壤相邻的地面,必须设绝热层,且绝热层下部必须设置防潮层。
直接与室外空气相邻的楼板,必须设绝热层。
3.2.2 地面构造由楼板或与土壤相邻的地面、绝热层、加热管、填充层、找平层和面层组成,并应符合下列规定:1 当工程允许地面按双向散热进行设计时,各楼层间的楼板上部可不设绝热层。
2 对卫生间、洗衣间、浴室和游泳馆等潮湿房间,在填充层上部应设置隔离层。
3.2.3 面层宜采用热阻小于0.05㎡·K/W的材料。
3.2.4 当面层采用带龙骨的架空木地板时,加热管或发热电缆应敷设在木地板与龙骨之间的绝热层上,可不设置豆石混凝土填充层;发热电缆的线功率不宜大于10W/m;绝热层与地板间净空不宜小于30mm。
采暖水力计算书
采暖水力计算书是用于计算采暖系统中水力特性和设计参数的工具。
它通常用于确定管道尺寸、泵的选择和调节阀的设置,以确保供热系统的水力平衡和运行正常。
以下是一般情况下采暖水力计算书包括的内容:
1. 管道布置图:包括整个采暖系统的管道布置示意图,标明主要设备和管道连接关系。
2. 供热负荷计算:根据建筑物的面积、结构、保温等参数,计算出建筑物需要的供热热负荷。
3. 管道水力损失计算:根据管道长度、管径、流量等参数,通过水力计算公式计算出管道的水力损失和压力降。
4. 泵的选择:根据供热系统的总水力损失和设计流量,选择适合的泵的类型和规格。
5. 调节阀的设置:根据供热系统的各个支路的流量需求,确定调节阀的类型、开度和位置,以实现各支路的水力平衡。
6. 系统控制参数:包括供热水温度、回水水温、供回水差等参数的设置和调节范围。
在实际使用采暖水力计算书时,建议找到专业的暖通工程师或供热设计师进行计算和评估,并确保符合相关的设计规范和标准。
这样可以确保供热系统的水力平衡、运行效果和能耗效率。
供热管道的水力计算及热力站主要设备选择本文从设计角度讲述了供热管网水力计算的方法及热力站内主要设备选型和注意事项。
标签:供热系统;水力计算;设备选型集中供热系统热水管道的水力计算是管道设计中及其重要的部分,通过水力计算结果不仅可以确定热水网路各管段的管径,还可以确定网路循环水泵的流量和扬程。
在保证系统管网水力平衡的基础上,再进行合理的选用热力站内的设备,是提高供热质量,降低供热成本的前提。
以下将介绍水力计算和设备选型的方法及注意事项。
一、管网水力计算方法在热水网路中经常采用当量长度法,亦即将管段的局部损失折合成相当的沿程损失计算管网总损失。
在水力计算前首先要确定热力网的设计流量,应按下式计算:G=3.6Q/c(t1-t2)G—供热管网设计流量,t/hQ—设计热负荷,kwc—水的比熱容,kJ/(kg.℃)t1—供热管网供水温度,℃t2—供热管网回水温度,℃采用当量长度法进行水力计算时,热水网路中管段的总压降等于ΔP=R(l+ld)=RlzhPaR—每米管长的沿程损失(比摩阻),Pa/ml—管道的实际长度,mld—局部阻力的当量长度,mlzh—管段的折算长度,m其中局部阻力的当量长度ld可按管道实际长度l的百分数来计算,即ld=αjlm αj—局部阻力当量百分数,%,对于小于450mm无方形补偿器的管道αj=0.3。
供热管道的平均比摩阻R值,对于确定整个管网的管径起着决定性作用,如选用比摩阻R值越大,需要的管径越小,因而降低了管网的基建投资和热损失,但网路循环水泵的基建投资和运行电耗随之增大,这就需要确定一个经济比摩阻,使系统在规定年限内总费用最小。
对于采用间接连接的热水网路系统,根据运行经验,主线的平均比摩阻尽量小于100Pa/m,而支线的平均比摩阻可以在小于300Pa/m的范围内选择。
根据区域大小不同有所区别,例如对于建筑群内的供热二次管网,整体外网损失控制在5m左右,这样热力站内循环水泵扬程不会过高,供热管道的管径也较为适中,整个系统容易水力平衡,投入运行后易于调节,基建投资也较为合理。
地采暖的水力计算地采暖是一种利用水热能进行供暖的系统,通过循环流动的热水来传递热量,实现室内温度的调节。
水力计算是地采暖系统设计中的重要一环,主要包括供暖水泵的选型和管道布局。
首先,水力计算需要确定供暖水泵的功率和流量。
供暖水泵需能够提供足够的水流量来满足供暖系统的需求,同时需要克服管道阻力和高差而提供足够的水压。
根据地采暖系统的规模和设计参数,可以采用以下的水力计算方法来确定供暖水泵的功率和流量。
1.求取供暖水泵的功率:供暖水泵的功率与室内空间的散热量和系统的转换效率有关。
散热量的计算可以根据室内空间的面积、所在地区的气候条件、建筑材料的热传导系数等参数进行估算。
转换效率可以根据供暖设备的性能参数进行计算。
一般来说,供暖水泵的功率可以通过下面的公式求取:功率(kW)=散热量(kW)/转换效率2.求取供暖水泵的流量:供暖水泵的流量取决于供暖系统中的总阻力和所需的水流速度。
阻力可以通过供暖系统中的各个分支管道的长度、直径、材质等参数计算得到。
水流速度一般需要根据不同的供暖设备和建筑特点来确定。
一般来说,供暖水泵的流量可以通过下面的公式求取:流量(m³/h)=总阻力(Pa)/水力标高(Pa/m)在进行水力计算时,还需要考虑供暖系统中的其他因素,例如管道的高差、弯头和阀门的阻力、水泵的运行方式(定压运行或变压运行)等。
这些因素都会对水力计算产生影响,需要综合考虑。
总之,地采暖的水力计算是一个较为复杂的工程计算过程,需要考虑多个因素并进行综合分析。
只有通过准确的水力计算,才能保证供暖系统的正常运行和高效性能。
因此,在进行地采暖系统设计时,建议寻求专业人士的帮助和指导,确保供暖系统的设计和施工质量。
4.1、每层户内水平环路水阻约为 A= 80KPa;4.2、楼栋入口热计量装置水阻约为 B=110KPa4.3、不平衡率计算(每层户内为同程循环):4.3.1、低区不平衡率计算一~十三层:近端最底层环路总损失约为:C=一层(供水干管总损失+回水干管总损失)+A+B Kpa。
一~十三层:远端最高层环路总损失约为:D=(一~十三层)(供水干管总损失+回水干管总损失)+A+B Kpa。
不平衡率为:(D-C)/D≤15%,4.3.2、高区不平衡率计算十四~二十六层:近端最底层环路总损失约为:E=(一~十四层)(供水干管总损失+回水干管总损失)+A+B Kpa。
十四~二十六层:远端最高层环路总损失约为:F=(一~二十六层)(供水干管总损失+回水干管总损失)+A+B Kpa。
不平衡率为:(F-E)/F≤15%,结论:需考虑管道中水冷却产生的自然作用压力和其他因素影响,每层回水总管处需设置静态流量平衡阀。
4.4、室外小区管网各楼栋环路之间平衡通过入户总管阀门调节。
二、采暖管道补偿计算:1、计算公式:热膨胀量△L=α x L x (t2-t1)注:α--管材线膨胀系数 mm/m.℃;L--管道长度 m;t2--介质温度 ℃;t2--管道安装时候温度 ℃举例说明如下;|2.1、户内管材采用PB聚丁烯管,采暖管道热伸长量:△L=αxLx(t2-t1)=0.13x40x95=494 mm补偿措施结论:通过户内管道多级L形补偿进行自然补偿。
2.2、一~十三层低区采暖立管热伸长量:△L=αxLx(t2-t1)=0.012x46x95=52.44 mm补偿措施结论:通过增设轴向型波纹管补偿器补偿(补偿量72mm)。
2.3、十四~二十六层高区采暖立管热伸长量:△L=αxLx(t2-t1)x1000=0.012x75x95=85.5 mm补偿措施结论:通过增设轴向型波纹管补偿器补偿(补偿量144mm)。
2.4、单个轴向波纹管补偿器安装示意图如下:图例说明:D--管道直径,最大导向支架间距 Lmax--0.157x√(EJ/(pA+Kδ))E-管子弹性模量,J-管子断面惯性矩,p-工作压力,A-补偿器刚度,K-安全系数,一般取1.2~1.3,δ-最大补偿量。
在《供热工程》P97和P115有下面两段话:可以看出对于单元立管平均比摩阻的选择需要考虑重力循环自然附加压力的影响,试参照下面实例,分析对于供回水温60/50℃低温热水辐射供暖系统立管比摩阻的取值是多少?实例:附件6.2关于地板辐射采暖水力计算的方法和步骤(天正暖通软件辅助完成)6.2.1水力计算界面:菜单位置:【计算】→【采暖水力】(cnsl)菜单点取【采暖水力】或命令行输入“cnsL”后,会执行本命令,系统会弹出如下所示的对话框。
功能:进行采暖水力计算,系统的树视图、数据表格和原理图在同一对话框中,编辑数据的同时可预览原理图,直观的实现了数据、图形的结合,计算结果可赋值到图上进行标注。
快捷工具条:可在工具菜单中调整需要显示的部分,根据计算习惯定制快捷工具条内容;树视图:计算系统的结构树;可通过【设置】菜单中的【系统形式】和【生成框架】进行设置;原理图:与树视图对应的采暖原理图,根据树视图的变化,时时更新,计算完成后,可通过【绘图】菜单中的【绘原理图】将其插入到dwg中,并可根据计算结果进行标注;数据表格:计算所需的必要参数及计算结果,计算完成后,可通过【计算书设置】选择内容输出计算书;菜单:下面是菜单对应的下拉命令,同样可通过快捷工具条中的图标调用;[文件] 提供了工程保存、打开等命令;新建:可以同时建立多个计算工程文档;打开:打开之前保存的水力计算工程,后缀名称为.csl;保存:可以将水力计算工程保存下来;[设置] 计算前,选择计算的方法等;[编辑] 提供了一些编辑树视图的功能;对象处理:对于使用天正命令绘制出来的平面图、系统图或原理图,有时由于管线间的连接处理不到位,可能造成提图识别不正确,可以使用此命令先框选处理后,再进行提图;[计算] 数据信息建立完毕后,可以通过下面提供的命令进行计算;[绘图] 可以将计算同时建立的原理图,绘制到dwg图上,也可将计算的数据赋回到原图上;[工具] 设置快捷命令菜单;6.2.2采暖水力计算的具体操作:1.下面以某住宅楼为例进行计算:住宅楼施工图如下:2.根据施工图系统形式绘制原理图:第一步进入【设置】菜单中的【系统形式】根据施工图“供水方式”选择“下供下回”接着再根据施工图:“立管形式”选择“双管”“立管关系”选择“异程”勾选“分户计量”“采暖形式”选择“地板采暖”点击“确定”2. 第二步在【设置】菜单中的【生成框架】完成下列内容:楼层数:6层系统分支数:1分支1样式分支2样式本住宅楼样式同分支1,所以系统分支数为“1”每支分支立管数:2每楼层用户数:2每用户分支数:3(见下图单元盘管图)3. 第三步【设置】菜单中“设计条件”4. 第四步在【生成框架】对话框中点击“生成”,如下图5.第五步在树视图中依次打开“立管1”、“楼层6”、“户1”,如下图:6.第六步在上图中完成以下几项内容的输入:1)负荷:指某盘管分支(环路)热媒提供的热量。
地暖系统在混接中的水力计算
作者:孙德兴阅读:1451 次上传时间:
2005-05-04推荐人:zulizhu (已传论文1 套)简介:
地板采暖目前在我国尚属新兴的采暖方式,它常常处于周围全是散热器采暖的包围之中,很少能够为地板采暖单独安排热源,而只能用散热器采暖的高温(相对而言)水热源。
本文提出了地暖工程中的阻力计算问题,分析了其具体计算过程,进行了实例计算与分析,阐述了混接系统的阻力匹配问题。
关键字:地板采暖阻力计算混接系统阻力匹配
相关站中站:阀门专辑散热器选型专区地板辐射采暖技术教您计算水力平衡
1.引言
目前,地板采暖技术在推广应用过程中,与散热器采暖系统混接是经常遇到的问题,通常散热器需供水温度80℃左右,水系统压力损失很小,而地板采暖需供水温度低于65℃,其末端阻力可达3米以上水柱。
因此简单地共用一个水系统是不行的。
然而,地板采暖目前在我国尚属新兴的采暖方式,它常常处于周围全是散热器采暖的包围之中,很少能够为地板采暖单独安排热源,而只能用散热器采暖的高温(相对而言)水热源。
例如城市热网、区域锅炉房等。
房屋开发商希望在散热器采暖的楼中某几层甚至某几个房间安装地板采暖,这种情况有时是由于补建、扩建,更多情况是开发商对较新的事物有个认识过程,非要亲自看到效果才肯大面积推广。
作为工程设计人员简单说“不”是不利于新技术推广的。
但是,在具体的设计过程中却遇到一个致命的问题:即资用压力是否够用,散热器系统与地板采暖能否同时达到水力与热力平衡,在保证地暖系统室内温度的同时,不影响散热器系统,这是技术人员及热用户共同关心的问题。
正因为这种压力问题的存在,使得众多的设计人员在一种抽象的概念条件下进行设计安装,将管长减短,管径放大成为设计的主要措施,而实际情况却表明,大多数工程均出现了过热现象,而有个别工程室内偏冷。
因此在混接系统中盲目地或定性地设计计算是不可以的,理应根据实际情况进行定量分析计算。
2.沿程阻力与局部阻力计算
沿程阻力计算与传统型类似,根据管径与设计流量查设计标准,其计算过程如下:设布管间距S、管长L、其铺设面积m=S×L、单位面积散热量q、设计供回水温度差Δt、流量g=(0.86×q×m)/Δt,则实际管径Φ及流量g可以查得比摩阻R,故Py=R×L。
局部阻力计算,包括两部分,一是分集水器及其进出口阀门局部阻力ξ1,二是埋地塑料管的弯头局部阻力ξ2,ξ1的计算较为复杂,而且不能精确计算,虽然阀及分集水器的局部阻力系数均有实验数据,但是因为相距太近,相互影响
程度较大,只能将其作为一个局部整体处理,就目前来讲尚无实验数据。
它的计算只能定性分析。
目前,埋地管有三种走向,分回字路型、S路型和L路型。
在实际工程中,作者对这三种走向都有过实践,但是在用S路型时,曾受到不少专家的否定,认为S型局部阻力较另外两种路型阻力大,不提倡。
作者通过仔细的研究发现,实际情况正好相反,S路型阻力较回字路及L型路偏小。
一定的管径Φ在一定的流量条件g下,有一定的流速v,而弯头的个数n曾是设计人员头痛的问题,本文作者在此提出计算方法:若铺设面积中长为a、宽为b,回字路型中n=(b/s)
×2;S路型中n=b/s,L型较为复杂不作分析。
取n=b/s,回字路型中是900弯头,S及L型路中是1800弯头。
1800弯头的局部阻力系数若小于2倍的900弯头,可以作这样的计算:回字路型中弯头局部阻力系数取ξ′=1.0,S及L型中局部阻力系数取ξ″=2.0,故PJ=(ρv2/2)×ξ×n。
3.实例计算
以哈尔滨市淮河小区的两栋楼为例进行计算。
其管间距S=0.2米,管长L=100米,单位面积散热量q=100w/m2,管径Φ20,供回水温差Δt=10℃,每环路流量g=192kg/h,流速v=0.2m/s,最不利房间宽b=4米,房间越宽,越不利。
按回字路型计算是:
n=(b/s)×2,n=40(个)
其沿程阻力为:Py=RL=100×160Pa/m=1.6m水柱;
其局部阻力为:Pj=ρv2/2ξ×N+P′=800Pa+ P′
其中P′为阀门及分集水器的局部阻力,取经验数据为:P′=1200Pa=1.2米水柱,则Pj=0.2米水柱。
通过上面计算发现,局部阻力较沿程阻力小很多,若占15%左右,而通过大量计算也发现这样一个问题,局部阻力始终只占总阻力的20%到10%之间,当然计算的前提条件是管长L=100米。
综上计算的结果有:
P= Py +Pj =1.6m+0.2m=1.8米水柱
以上P=1.8米水柱,不包括室内管网阻力,仅从单元户入口到单元户出口这一部分。
4.混接系统阻力匹配
本文最终的目的除了阐述水头损失计算的方法以外,另一个较特殊的论述是地板采暖系统与散热器供暖系统的阻力匹配问题,如前所述,地板采暖系统一般没有单独的热源,实际的热源是针对散热器系统,因而资用压力能否够用,是设计人员不能回避的问题。
实际淮河小区的外网资用压力为1.25米水柱左右,而地暖系统从分水器到集分水器就达1.8米水柱,再加上室内管网的水头损失,若1.8米水柱,远远超过资用压力,室内管网阻力很大,原因是地暖系统是在小温差大流量条件下运行,地暖系统的流量应是散热器系统流量的2倍。
资用压力不够怎么办?众多的专家及设计人员提出,要求将管长减小到60米左右,将室内管网管径放大,而本文作者认为是完全没有必要的。
仅管资用压力远远不够用,但是我们忽略了外网是高温水这一重要有利条件。
既然外网是高温水,若启用混水泵,将供水与回水混合后再供入室内,那么,混水泵必起加压泵作用,就算是大于5m的水头损失也不存在任何问题,若不用混水泵,利用高温供水在减小流量增大温差的条件下运行,是完全能保证系统正常供暖。
不妨作一个小的实例计算,若在10℃温差条件下地暖阻力损失按5m水柱考虑,当在20℃温差条件下运行时,流量要减小一半,此时压力损失将由5m水柱减少到1.25米水柱,可以根据P=SG2计算出。
综上所述,地暖系统的阻力在5m水柱以内时,即便超过外网资用压力,将管长减少,管网管径放大,只能是一种初投资的浪费,在高温供水条件下,可以从下表中发现,当外网资用压力小到0.3m水柱时,也能保证室内温度,这就是为什么不少用户将自家散热器取消而直接连接上地暖,而室内更暖、更舒适的原因,当然,高温供水,大温差运行是会有不良后果的,在此不作具体分析。
阻力计算表管长
供水温度
回水温度平均水温温差
水头损失
100 80℃70℃75℃10℃5m 100 80℃60℃70℃20℃1.25 m 100 80℃50℃65℃30℃0.7 m 100 80℃40℃60℃40℃0.3 m 100 80℃30℃55℃50℃0.2 m
5.结论与展望
通过上述分析计算发现,地暖系统的水力计算可以由抽象到具体,由定性到定量,只要保证在10℃温差条件下的水头损失不超过5m水柱,将地暖系统与散热器系统混接在一起,是不存在不热问题的。
虽然地暖系统在国外已是非常成熟的技术,但在国内仍处于起步阶段,因我国实际情况的不同,众多地方需要去创新发展,混接这一问题是现阶段迈出的第一步,系统的阻力计算,两系统的相互匹配是很重要的问题,直接影响到系统的工程造价及经济性。
具体计算方法的分析,相关理论的提出都具有很大的现实意义,但还需要进一步的深入探讨。