壁挂炉地板辐射采暖系统中,已知加热盘管流速 0.25m/s 供回水温差10度 主机水泵扬程6m
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关于低温热水地面辐射采暖设计,JGJ142-2012《地面辐射供暖技术规程》已经给出了较详细的设计方法和规定,并给出了各种管间距单位面积的地面散热量和热损失计算表(加热管外径为20㎜、聚苯乙烯泡沫板厚度为20㎜、填充层厚度为50㎜、供回水温度为10℃情况下的),以及各种塑料管摩擦压力损失计算表,这给地暖系统设计计算带来了极大的方便,但《地面辐射供暖技术规程》仅仅给出的是设计计算原则,其设计方法和程序还需要我们进一步探讨和研究。
我们知道,系统设计是以热负荷为依据,最终确定地面散热量(加热管的管间距)、流量等,而环路数大多是估计出来的,甚至有人认为环路数的多少没关系,只要注意管长就可以了,加之又没有科学的计算方法和校核方法。其实,系统的热负荷、流量、环路数、管间距、加热管中的流速等指标都是关联的,都需要我们计算确定。
我们知道,系统流量是由系统的热负荷和供回水温差决定的,即:
G=0.86Q/△t
式中: G-系统流量;Q-系统热负荷;△t-供回水温差
可见,当系统的热负荷和供回水温差一定时,系统流量将是一个定值。
同时根据GB50019《采暖通风与空气调节设计规范》第4.4.8条规定:热水管道无坡度铺设时,管内的水流速度不得小于0.25m/s。地暖加热管属于热水管道无坡度铺设,因此在《地面辐射供暖技术规程》3.5.6条中也作了同样的规定。那么,对于20×2.0的加热管,管内热水流速为0.25m/s时,其中流量为:
g=V×A
=0.25×0.0082×3.14×3600
=0.18 m3/h
式中:V-流速、A-管内截面积
就是说,对于20×2.0的加热管在工作时,必须满足0.18m3/h这个流量,才能达到正常工作状态。否则就会出现“积气”和“气阻”现象。
由上述分析可知,既然系统的总流量是一个定值,每个环路的流量是一个定值,那么系统的总环路数就应该是一个定值。否则,如果系统环路数因随意确定而不符合上述规则,系统有可能不能正常工作。
例如:某住宅建筑面积248㎡,地面材料选塑料复合类地板,供回水温度为55/45℃,热负荷为21.45Kw:
系统流量:G=0.86×21.45/10=1.84 m3/h
地暖面积与建筑面积比值为:K=190/248=0.75
单位面积散热量为:q=21.45/(0.75×248)=115 W/㎡
考虑向下传热的热损失:q=115/0.9=130 W/㎡
根据《地面辐射供暖技术规程》附录A.1.2C查得,平均管间距应为:200㎜(每平方米5米加热管),因此系统加热管总长不应小于:L=5×190=950m
若取9个环路,每环路管长分别为:l=950/9=106m
经校核和每个环路的流量为:g=1.84/9=0.2 m3/h
每个环路热水流速:v=0.2/(0.0082×3.14×3600)=0.28 m/s
显然系统可以稳定运行。
如果我们取14个环路,每个环路管长为: l=950/14=70 m
每个环路流量为:g=1.84/14=0.13 m3/h
每个环路水流速为:v=0.13/(0.0082×3.14×3600)=0.18m/s
显然此时加热管中热水流速低于0.25 m/s,系统不能稳定运行,工作时会出现“积气”和“气阻”现象。
仅从地面散热量来看,上述两个设计都是合理的,但从运行结果来看却截然不同。上述例子说明,确定系统流量和系统环路数的关系,寻求系统环路数的计算方法是十分必要的。
那么,怎样确定系统流量和环路数的关系,计算系统的环路数呢?我们仍然以上述工程为例:
热负荷为:Q=21.45Kw
经计算系统流量为:G=1.84 m3/h
单位面积散热量为:q=130 W/㎡
平均管间距应为: @ =200㎜(每平方米5米加热管)
加热管总长不应小于:L=5×190
=950m(敷设地暖面积190m2)
加热管最小流量为:g=0.18 m3/h
系统加热管环路数为:L=1.84/0.18=10 环
每环路管长为:l =950/10 = 95 m
加热管热水流量为:g=1.84/10=0.184m3/h
因为地面辐射采暖所使用的ppr管材 在高温下的使用寿命会大大缩短,所以受供水温度的限制,采用小温差,大流量的方式供热。
采暖系统为闭式循环,只要算局部阻力和沿程阻力,分3部分来计算:1、主管道阻力。
2、分水器阻力
3、盘管阻力
盘管及分水器阻力取一个最不利的环路就行了,就是管道最长的回路,国标要求管长不超过120m,查《地面辐射供暖技术规程》,设计流速0.25m/s,20/16的管道比摩阻72.1Pa/m,管长按国标最长120m计算,72.1*120=8652Pa,局部阻力按照△Pi=A*ξ*(P*V2/2),ξ的取值参考《地面辐射供暖技术规程》。
其他计算参考相关规范及标准,最后计算最不利环路总阻力,选择流量及扬程相符的水泵。
举例说明:
de20*2.0地暖管(PE-RT,PEX):每100米管子的阻力加上分水器阻力约为31208Pa,如果分水器为5路,总的阻力为31208*5=156040Pa=1.5bar=1.5米,如果水泵扬程为6米,肯定没问题,不需要加泵。
如果供热面积比较大,需加泵,建议您先把壁挂炉的泵屏蔽掉,然后直接加一个大泵,水泵不要串联。
如果在一层里供暖不需要加水泵。
一般主要按照铺设地暖的面积和壁挂炉的供热功率来算~~
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