城市余热管网集中供热条件下的建筑采暖设计.pdf

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兀宁建筑
1986,Ne。2
城市余热管网集中供热条件下的
建筑采暖设计
辛新市建筑设计院杨红
城市集中供热采用“"热电联产”的形式因受其综合指标限制,一般来说袂热管网热媒温
度为80-60℃、70-50℃左右,直接采用电厂“恶化真空”生产的低温热水供热,这种供热
形式具有以下特点:一是热能利用率高,采曖覆盖面积大,集中供热易管理“是改善了城
市环境,提高了采曖卫生标准。因此在能源紧缺的情況下具有发展前景。然而我国目前大部
分采暖地区仍采用95一70℃低温热水区域集中锅炉房供热,采用集中供热形式的仅仅是少数
地区,因此对这种供熱形式还没有賦形的经验,特别是在设计方面,更没有究分的数据、图
表等依据,缺乏完整性和科学性,下而就设计中選到的具体诃趣谈谈自已的看法。
果統的形式
设计采暖系统形式的选择直接形响整个系统的采效果,我國传统的低温供热采暖系统
有十几种形式,但归纳起来无非就是两种,即单管和双管系统,在这两种形式下的各个形式
哪些更适合低温余热下的供暖形式,下面做一简要分祈。
上供下回垂直单管顾流式系统
这种形式在低温热水采暖系统中广泛使用。它具有简单、经济、水力稳
定性较好等优点,恒缺点是系统不能进行局部节,因此在设计中设计者进?
行了修改。采用连通管中间加调节阀的办法进行流量凋节(参图1),调
节岡的个数应视垂直串联的组数而定。这样就解决了因供水温度较低且垂直
串联的组数相对较多面产生的垂直失调回题。这种形式多用于名层公共建筑
及多层住宅。
水平单管串联式系统
这种采瞹形式亦适用于低温热水供暖系统。它的优点是节省管材,施工
万便,沿墙不设立众多立管,不影响室内美观,很适用于对室温控制不严格的建筑以及大房
间,如会议厅、厂房等。然而这种形式根据实际情况不宜过多,否则容易出现水平失樹现
象,特别是在建筑物造型变化名端的今天,这种小环路的水平串联系统更适用于较大型的公
共建筑,如大型的百货商场、多功能活动厅等。另外这种形式的采暖系统,只能通过安装在
每组散热器上的放风网排气,若使用在住宅中,就会造成严重的丟水现象,使供热管网不得
不大量补水,増加了运行费用。为了克服这种现象可采用上进上出”形式,既能集中排
气,又避免丢水,可谓一举两得。有人认为,这种形式会造成散热器下部出现“死水”现象
据有关资料珥论推导運明,“死水”现象是不存在的、而且苏联在十几年前就采用过这种形
式,证明是可行的。为此,在需要设计水平申联系统时可多采用这种形式。
跨越式系统
普資民htp:/iwwww.cqvip.com
辽宁
1998,No:2
这种系统形式在低温供熱中亦有采用的,它既克服了双管系统的垂直失谓,又克服了单
管顺流式不能调节散热器流量弊病。特别是近年来三通流量调节阀的应用,使用这种形式
有所增加。然而这种形式並非所有场合都适用,据资料介绍,在相同的立管热负荷条件下、
散热器面积增大或楼层减少时,所帯散热器面积与顾流式相比会有较大増加,因此既增加了
投资,又不便于施工。这种形式只对局部变负荷的场合,对室温要求不高的房间(如走廊、库
房)比较适用,民用住宅采用较少。
4。垂直双管系统:
此形式的最大优点是每个散热器可以进行单独调节,节约能源,但投资较大,不便安
装,影响建筑物美观。除以上几种形式外,还有其它形式,但以上儿种较常用。根据实际情
况,认为在城市低温余热供热条件下室内采暖系统的设计形式根据建筑物本身的形状、特
点、使用功能等采用垂直单管顺流式带调节図,及小循环水平串联式比较合适。
热水采系统管路水カ计算依
在教科书或设计手册中给出的水力计算表是根据传统的低温热水采热媒温度等条件编
制的,而非传统的还没有。在实际设计中对于非倦统的采暖系统水力计算,一般都参照手册
中原有的数掘进行,当然会有一定的偏差。下面对80-60℃的低温热水采暖系统的水力计算
采用95-0℃水力计算表进行分析和比较
首先介绍水力计算的编制的理论依据:
①沿损失R的计算依据
根据演体力学:
R
a/m?
式中:.入一管段的擦系数
d一一管于内径m
uー一热煤在管内的流速mn/s
Pー一热娸的密度kg/
②λ值的确定;
入值取决于热在管内的流动状态和管壁的粗糙程度即
A=f(Re。)
式中。R一雷诺媺,判别流体流动茯态的准则数
R
lR
式中:U一热媒在管内的流m/s
d一管子内径m
热媒运动粘滯系数
k一管壁的当量绝对粗粧度m
管璧的相对粗度
峃資民htp:/www.cqvip.com
宁筑
5,N2
根据统一计算公式
68
d R
③根据运行累资料
时宝内热水供瞹系统管路0.2mnm
④判别过渡区范围
k
0=445
S
根据以土公式列出水温为70℃、80℃、100℃时的相应k=02mnm条下的过渡区临界
速度1和υ2值,见表1
表1
む速
t=70°C
t=100°C
k=0-20am
k=0.2ram
k=0,2m
0。DI5
0。738
在设计热水供暖系统时。管段中的流速一般都不会超过2值,也不大可能低于vx值,
因此熬媒流动儿乎都处于过渡区内,根据上述理论可做比较
根据9570℃热水供暖系統管道水力计算表的依据为
平均水温t=80℃
P=971,8kg/m
=0.366×10-6m2/s
=0,2
0ー0℃热水供暖系统的平均水温为t=70℃査得相应的p=97,8kg/m
Y=0.415×10-°m2/s
设水温为80℃的沿程损失为R
水温为70℃的沿程失为R
d、G相同
则有式
R
6.25x10
6,25×10
将(3)式代入(5)式整瑆得:
R
ku+68
ku'+68
U1=0,U18n/su{=0,023m/s时