供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議

胡雨竹

（沈陽市熱力工程設(shè)計(jì)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(shí)際工程設(shè)計(jì)中供暖和空調(diào)水系統(tǒng)經(jīng)常使用的系統(tǒng)形。但對(duì)于單層或低層建筑，由于每根立管承擔(dān)的負(fù)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(dāng)，會(huì)出現(xiàn)某些立管資用壓力為負(fù)值的情況，使系統(tǒng)水力特性惡化，嚴(yán)重破壞系統(tǒng)的正常循環(huán)，影響供暖效果。

1 熱負(fù)荷

1.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)供暖熱負(fù)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(hù)結(jié)構(gòu)供暖熱負(fù)荷由圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(jì)算得出圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷Q1＝1174kW。

1.2 客車車體吸熱熱負(fù)荷

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

式中Q2 為機(jī)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(zhì)量，取34000kg；c 為鋼鐵的比熱容，取0.48kJ／（kg·℃）；tn 為供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，℃；tw 為供暖室外計(jì)算溫度，℃?？紤]2 列車同時(shí)進(jìn)庫(kù)，經(jīng)計(jì)算客車車體吸熱熱負(fù)荷Q2＝1032kW。

1.3 排風(fēng)熱損失熱負(fù)荷

根據(jù)工藝要求，需經(jīng)常開啟機(jī)械排風(fēng)裝置，每天開啟8h。室內(nèi)每天連續(xù)使用2h 以上的機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)計(jì)算補(bǔ)償排風(fēng)所引起的供暖熱負(fù)荷，經(jīng)計(jì)算補(bǔ)償排風(fēng)熱損失供暖熱負(fù)荷Q3＝499kW。冬季供暖總熱負(fù)荷Q 為2705kW。

2 供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議

2.1 機(jī)房?jī)?nèi)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(jī)房?jī)?nèi)取消所有Y 型過濾器，做到運(yùn)行節(jié)能，Y 型過濾器流通面積小，流通阻力大。大多設(shè)計(jì)單位對(duì)除污器的選擇，并沒有考察市場(chǎng)，而是根據(jù)手冊(cè)或標(biāo)準(zhǔn)圖選擇。在選擇循環(huán)水泵時(shí)，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(shè)計(jì)流量下提升5m 水柱所做的電功率。近年來，市場(chǎng)上出現(xiàn)不少除污器的專利產(chǎn)品，擁有低阻力高流通能力，設(shè)計(jì)人員需要認(rèn)真調(diào)研考察，選擇合適的除污器，為系統(tǒng)運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。

2.2 熱負(fù)荷計(jì)算

諸多設(shè)計(jì)人員簡(jiǎn)單按面積估算，造成熱負(fù)荷計(jì)算不準(zhǔn)確，造成供暖設(shè)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(xué)的基本原理認(rèn)真計(jì)算。熱負(fù)荷計(jì)算準(zhǔn)確，才能選擇出大小合適的供暖設(shè)備，從而滿足供暖效果。

2.3 系統(tǒng)水利平衡計(jì)算

目前，常用的做法是，外網(wǎng)把最不利環(huán)路水力計(jì)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(shí)，外網(wǎng)設(shè)計(jì)一定要做分支管路平衡計(jì)算，熱力入口不能完全依靠同口徑平衡閥進(jìn)行水力平衡。水利平衡計(jì)算一定要認(rèn)真校核各熱力入口的管網(wǎng)計(jì)算資用壓力和樓宇入口設(shè)計(jì)需要的資用壓力，通過校核計(jì)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(shí)，基本能消除多余的資用壓力。筆者認(rèn)為，設(shè)計(jì)上必須要做到計(jì)算的水力平衡，系統(tǒng)后期平衡只能使用平衡閥微調(diào)。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(nèi)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(guān)系式。經(jīng)計(jì)算各閥門消耗的資源壓力ΔP 與對(duì)應(yīng)流量G 關(guān)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(jì)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(gè)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(gè)合適的閥門。特別是地暖設(shè)計(jì)，一定要做到同一分水器的各環(huán)路長(zhǎng)度盡量相同，做到地暖水利平衡。不要產(chǎn)生在平衡上依靠分水器閥門調(diào)節(jié)平衡的誤區(qū)。很多地暖系統(tǒng)，依靠分水器閥門調(diào)節(jié)，結(jié)果很難做到，很多系統(tǒng)各環(huán)路管道長(zhǎng)度相差1 倍以上，管路長(zhǎng)的部分，熱負(fù)荷大，流量卻小很多，效果有待提升。

2.4 流量調(diào)節(jié)

流量調(diào)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(diào)節(jié)閥。因?yàn)樵谙到y(tǒng)流量調(diào)節(jié)時(shí)，各自力式調(diào)節(jié)閥開啟度會(huì)發(fā)生變化，整個(gè)系統(tǒng)管網(wǎng)阻力特性會(huì)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(yán)重破壞。