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        供暖系統(tǒng)設計的幾點建議

        2019-08-06 05:09:48胡雨竹
        建材發(fā)展導向 2019年2期
        關鍵詞:平衡閥排風熱力

        胡雨竹

        (沈陽市熱力工程設計研究院,遼寧 沈陽 110000)

        良好的水力特性是保證熱水供暖系統(tǒng)各環(huán)路平衡的必要條件,同程式系統(tǒng)有著良好的水力特性,是實際工程設計中供暖和空調水系統(tǒng)經常使用的系統(tǒng)形。但對于單層或低層建筑,由于每根立管承擔的負荷較小,如果供暖環(huán)路作用半徑過大、所帶立管過多、干管比摩阻選擇不當,會出現(xiàn)某些立管資用壓力為負值的情況,使系統(tǒng)水力特性惡化,嚴重破壞系統(tǒng)的正常循環(huán),影響供暖效果。

        1 熱負荷

        1.1 圍護結構供暖熱負荷

        墻體采用300mm 厚加氣混凝土砌體墻,外墻外貼500mm 厚擠塑聚苯板,傳熱系數(shù)為0.42W/(m2·K);外窗采用中空玻璃塑鋼推拉窗,傳熱數(shù)為2.5W/(m2·K);屋面采用鋼骨架輕型屋面板(芯板厚150mm),傳熱系數(shù)為0.275W/(m2·K)。圍護結構供暖熱負荷由圍護結構基本耗熱量考慮朝向附加、窗墻面積比過大附加、外門開啟附加、高度附加等按照規(guī)范規(guī)定計算得出圍護結構熱負荷Q1=1174kW。

        1.2 客車車體吸熱熱負荷

        車體吸熱熱負荷是建筑熱負荷的重要組成部分,每列客車車體1h 的吸熱量按式(1) 計算:

        式中Q2 為機車吸熱量,kJ;n 為每列客車節(jié)數(shù),n=20;W 為每節(jié)客車鋼鐵質量,取34000kg;c 為鋼鐵的比熱容,取0.48kJ/(kg·℃);tn 為供暖室內計算溫度,℃;tw 為供暖室外計算溫度,℃??紤]2 列車同時進庫,經計算客車車體吸熱熱負荷Q2=1032kW。

        1.3 排風熱損失熱負荷

        根據(jù)工藝要求,需經常開啟機械排風裝置,每天開啟8h。室內每天連續(xù)使用2h 以上的機械排風系統(tǒng)時,應計算補償排風所引起的供暖熱負荷,經計算補償排風熱損失供暖熱負荷Q3=499kW。冬季供暖總熱負荷Q 為2705kW。

        2 供暖系統(tǒng)設計的幾點建議

        2.1 機房內除污器的選擇

        建議選擇不僅能除去雜物而且阻力小的除污器,機房內取消所有Y 型過濾器,做到運行節(jié)能,Y 型過濾器流通面積小,流通阻力大。大多設計單位對除污器的選擇,并沒有考察市場,而是根據(jù)手冊或標準圖選擇。在選擇循環(huán)水泵時,除污器壓差一般按5m 水柱考慮,也就是說,除污器要消耗掉水泵設計流量下提升5m 水柱所做的電功率。近年來,市場上出現(xiàn)不少除污器的專利產品,擁有低阻力高流通能力,設計人員需要認真調研考察,選擇合適的除污器,為系統(tǒng)運行打下良好的基礎。

        2.2 熱負荷計算

        諸多設計人員簡單按面積估算,造成熱負荷計算不準確,造成供暖設備大小出現(xiàn)偏差,直接造成供暖冷熱不均。所以,一定要按傳熱學的基本原理認真計算。熱負荷計算準確,才能選擇出大小合適的供暖設備,從而滿足供暖效果。

        2.3 系統(tǒng)水利平衡計算

        目前,常用的做法是,外網(wǎng)把最不利環(huán)路水力計算后,其他分支管徑按流速約1m/s 選擇,這樣就選擇出了分支管道管徑。此時,外網(wǎng)設計一定要做分支管路平衡計算,熱力入口不能完全依靠同口徑平衡閥進行水力平衡。水利平衡計算一定要認真校核各熱力入口的管網(wǎng)計算資用壓力和樓宇入口設計需要的資用壓力,通過校核計算,選擇合適口徑的靜態(tài)平衡閥,要求靜態(tài)平衡閥全開時,基本能消除多余的資用壓力。筆者認為,設計上必須要做到計算的水力平衡,系統(tǒng)后期平衡只能使用平衡閥微調。很多情況下,合適的平衡閥管徑是小于熱力入口接管直徑的,所有熱力入口選擇與室內管道同直徑的平衡閥本身是非常欠妥的;熱力入口使用的靜態(tài)平衡閥,靜態(tài)平衡閥完全可以選擇普通小直徑截止閥代替[3]。根據(jù)各種規(guī)格截止閥阻力系數(shù)整理過截止閥消耗的壓力差ΔP(Pa) 與流量G(kg/h) 的關系式。經計算各閥門消耗的資源壓力ΔP 與對應流量G 關系如下:

        ΔP(DN15) =1.68×10-2G2

        ΔP(DN20) =3.16×10-3G2

        ΔP(DN25) =1.098×10-3G2

        ΔP(DN32) =3.528×10-4G2

        ΔP(DN40) =1.824×10-4G2

        ΔP(DN50) =5.705×10-5G2

        ΔP(DN80) =9.94×10-6G2

        ΔP(DN100) =4.501×10-6G2

        ΔP(DN125) =1.955×10-6G2

        以上公式使用非常方便,計算選擇出的普通截止閥可以代替原熱力入口的平衡閥,若一個閥門消耗的阻力與入口多出的資用壓力不符,也可以選擇2~3 個合適的閥門。特別是地暖設計,一定要做到同一分水器的各環(huán)路長度盡量相同,做到地暖水利平衡。不要產生在平衡上依靠分水器閥門調節(jié)平衡的誤區(qū)。很多地暖系統(tǒng),依靠分水器閥門調節(jié),結果很難做到,很多系統(tǒng)各環(huán)路管道長度相差1 倍以上,管路長的部分,熱負荷大,流量卻小很多,效果有待提升。

        2.4 流量調節(jié)

        流量調節(jié)的供暖系統(tǒng),建議熱力入口取消重力式壓差平衡閥或重力式流量調節(jié)閥。因為在系統(tǒng)流量調節(jié)時,各自力式調節(jié)閥開啟度會發(fā)生變化,整個系統(tǒng)管網(wǎng)阻力特性會發(fā)生變化,造成系統(tǒng)平衡紊亂,流量分配比例變化,系統(tǒng)平衡遭到嚴重破壞。

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