采暖系统中相关设备的估算方法

 

采暖 系统由锅炉、采暖管道、散热器三部分组成。 建筑物的耗热量和散热器的确定以及采暖管道管径和系统压力损失的计算是一项周密细致且复杂的设计过程。 一般由设计部门暖通设计人员承担。 但是当暖通公司要为某业主在初建、扩建或可研阶段，对采暖设备的选型、造价作出估算及验算采暖管道和锅炉的负荷，或在施工中需要作局部变更，编制采暖锅炉 耗煤计划时，常因缺乏数据而不能进行工作，而这些零星琐碎的工作也不便给设计部门增添麻烦，以下就相关估算方法进行分析。 

     

     

建筑物的供热指标

 

供热指标是在当地室外采暖计算温度下，每平方米建筑面积维持在设计规定的室内温 度下供暖，每平方米所消耗的热量（W/ ㎡ ）。在没有设计文件不能详细计算建筑物 耗热量，只知道总建筑面积的情况下，可用此指标估算采暖设备，概略地确定系统的投资，q ₀ 值详见表1。

说明：1）此表所列散热器片数是恒定在64.5℃温差情况下的数量。

           2）此表所列散热器的片数可根据q ₀ 的变更作相应修正。

     

     

散热器散热量及数量估算

 

01  

以四柱640型散热器为准，采暖供回水温度95℃～70℃

1.热水采暖时，一片散热器的Q值为：

Q _水 =K×F×Δt=7.13×0.20×64.5=92(W/片)

式中：K=3.663Δt ^0.16 ；

K=3.663×［(95-70)/2-18］ ^0.16 =7.13W/ m ² ·℃

2.当采用低压蒸汽采暖时：

Q _汽 =K×F×Δt=7.41×0.20×(100-18)=122(W/片) 

式中：K=3.663Δt ^0.16 ；

K=3.663 ×（ 100-18） ^0.16 =7.41W/m ² ·℃

根据热平衡原理，建筑物热指标和所需散热器片数列表1（以四柱640型为准）。

02  

各种散热器之间的换算

若需将四柱640型散热器改为其它类型的散热器，其片数转换可按下式：

K ₁ ×F ₁ ×Δt=K ₂ ×F ₂ ×Δt

即K ₁ ×F ₁ =K ₂ ×F ₂ 。

03  

房间内散热器数量的调整

1.朝向修正 ：朝南房间减一片，朝北房间加一片；面积、窗墙比相同的两个房间，南、北方向相差两片。

2.窗墙比修正 ： 有门窗的房间比只有窗、无外门，面积、朝向均相同的房间多两片。

3.角隅房间 （具有两面外墙的房间）， 按估算数附加100%。

散热器数量经过修正后，可根据适用、经济、美观的要求，选用所需散热器型号，并用互换公式换算所需订购的散热器数量。

4.如要求相对精确，散热器片数的确定，可参考暖通设计手册或其它有关资料。

     

     

采暖管道估算

 

01  

采暖管道的布置形式

采暖管道布置形式多种多样，按干管位置分上供下回、下供下回和中供式，按立管又分双管和单管，单管又有垂直与水平串联之别，蒸汽采暖又有干式与湿式回水之分等等。除此以外，根据介质流经各环路的路程是否相等，还可以分为 ——

1.异程式。 介质流经各环路的路程不相等，近环路阻力小，流量大，其散热器会产生过热现象，远环路阻力大，流量小，散热器将出现偏冷现象；中环路散热器温度适合，特别是在环路较多的大系统中，这种热量不平衡现象更易发生，且难调节。但异程系统能节约管材，采暖系统作用半径小。

2.同程式。 介质流过各环路的路程大体一致，各环路阻力几乎相等，易于达到水力平衡，因而流量分配也比较均匀，不会像异程系统那样产生热量不均现象。但同程系统比异程系统需用更多管材。不过调试简单方便，供热安全可靠，建议同程采暖系统为最佳选择。

02  

采暖管道的估算

1.采暖管道管径的估算是根据允许单位摩擦阻力[热水采暖R=80-120Pa/m；蒸汽采暖R=60Pa/m和不超过管内热媒流动的最大允许流速来确定的（见表2、表3、表4）]。

管径估算表中Q、W、R、N值为常用估算值，而Q _max 、W _max 、R _max 、N _max 值为最大值，适用于距锅炉房近，作用半径小，环路小的采暖系统。

2.利用此表可按照管道负担的散热器片数迅速决定管径，也可以用于系统局部变更或检验管道是否超负荷。

3.根据低压蒸汽管与凝结水管同径热负荷的比较，DN70以下的蒸汽管所使用的凝结水管要比蒸汽管＜1号，DN70以上的蒸汽管所使用的凝结水管要比蒸汽管＜2号。

     

     

采暖系统压力损失估算

 

01  

公 式

ΣH _水 =1.1Σ(RL+Z)Pa

ΣH _汽 =1.1Σ(RL+Z)+2000Pa

式中：R—单位管长度沿程压力损失，按100Pa/m估算； 1.1—因施工增加阻力和计算误差等因素考虑的系数。

02  

热水采暖循环泵的估算

1.流量

G=（1.2～1.3）×［Q/（Δt×C）］

式中：Δt=t _G -t _H =95℃-70℃=25℃； c—水的比热，取c=1； 1.2～1.3—储备系数。

2.扬程 ：根据下列公式估算

H=1.1(H ₁ +H ₂ +H ₃ )KPa

式中：H ₁ —锅炉房内部压力损失（70KPa～220KPa）； H ₂ —室外管网最不利环路的压力损失（KPa）； H ₃ —室内最长、最高环路的压力损失，一般为10KPa～20KPa； 有暖风机的压力损失为20KPa～50KPa； 水平串联系统为50KPa～60KPa; 带混水器的压力损失为80KPa~120KPa，R值按 100Pa/m计算。

       

根据上列公式和数据，计算出水泵的流量和扬程，即可选择水泵。

3.低压蒸汽采暖系统对锅炉定压的要求

在蒸汽量能满足系统采暖负荷的情况下，可按照低压蒸汽系统压力损失估算法来确定锅炉的压力。室外压力损失：

H ₁ =1.1×（RL/0.7）+2000Pa

式中：R值取100Pa/m；L为室外管道长度m；室内压力损失为H ₂ ，可按20KPa估算，锅炉内的压力损失，储备系数取1.2。锅炉定压值：

P=1.2×(H ₁ +H ₂ )×10 ⁴ MPa 

     

     

锅炉采暖负荷面积估算

 

01  

新型锅炉的效率η=0.75以上

0.7MW蒸发量锅炉的供热面积可按下式计算：

F=（1×70×10 ⁴ ×0.8）/70=8000㎡

式中：0.8—考虑锅炉和室外采暖管道损失占20%，室内占80%； q ₀ —按70W/㎡估算。

02  

煤的发热量

焦煤：7.6kW/kg；无烟煤：7.0kW/kg；烟煤：6.0kW/kg；褐煤：5.0kW/kg；泥煤：3.54kW/kg;

03  

一天的燃烧量

B2=B1×每日供暖小时（T/日）

04  

一年采暖期的燃煤量

B3=B2×采暖期天数（T/年）

05  

锅炉燃煤量的经验数字

0.7MW蒸发量的锅炉需要的燃煤量为——无烟煤：180kg/h；烟煤：270kg/h；褐煤：360kg/h。