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工科论文 :采暖设计中常见的一些问题的讨论[1]

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/06/16 04:29:40 工学论文
工科论文 :采暖设计中常见的一些问题的讨论[1]工学论文
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在本采暖季,笔者对几个运行不正常的采暖系统-“问题工程”,进行了补救处理,结合近年来对其它工程的调研和反思,发现有许多原因,源于设计理念方面的一些模糊认识,现加以整理以供参考。
  1、热媒设计温度散热器热水采暖系统的热媒设计温度,一般根据热舒适度要求、系统运行的安全性和经济性等原则确定。供水温度不超过95℃,可确保热媒在常压条件下不发生汽化;适当降低热媒温度,有利于提高舒适度,但要相应增加散热器数量。所以一般经常采用95/70℃,例如:作为散热器“标准工况”的64.5℃,就是水温95/70℃的平均值与室温18℃的传热温差。许多采暖系统的设计计算资料,也按此条件编制。

  当然,热媒设计温度也要符合热源条件的可能性和考虑其它因素。例如:以较低温度的一次热媒进行换热所得的二次热媒,或采用户式燃气热水采暖炉的水温有限制,或采用塑料类管材为提高其耐用性时,也有采用85/60℃作为设计参数的。但是,再进一步降低散热器采暖的热媒设计参数,显然是不合理的。以95/70℃为比较基础,热媒平均温度每降低10℃,散热器数量约增加20% .

  当前,存在不适当地过多降低散热器采暖热媒设计参数的倾向。原因是某些开发建设单位在提供设计条件时,按照热源的实际运行工况提出热媒没计参数,例如提出供水温度只有70℃。如不加深入分析,就直接采用这样的低参数进行设计计算,会使散热器数量增加很多,会出现同一热源的不同建筑,散热器数量相差近一倍的现象,更加剧了系统的失调度。

  多年以前,就曾进行过实态调查测定,结果表明:北京地区多数由城市热网或小区集中锅炉房供暖的住宅,即使设计水温为95/70℃,当达到设计室外温度时,运行水温一般只要70/55℃左右,即可保证设计室内温度。如果再按70/55℃的水温设计系统,是否运行水温又可进一步降低呢?似乎不应陷入如此恶性循环的怪圈。

  为何实际运行水温远低于热媒没计温度时,也可达到设计室温?主要是由于实际配置的散热面积,均不同程度地偏大于理论所需散热面积。根据理论推导和实际工程运行验证,对于设计水温95/70℃的系统,当散热面积偏大10%时,运行水温约可为90/65℃;当偏大20%时,运行水温约可为85/60℃;当偏大30%时,运行水温约可为82.5/57.5℃;当偏大40%时,运行水温约可为80/55℃。由于设计保守等各种因素,一般系统的散热面积均会偏大30%以上。[1]

  2、水力平衡比之散热器数量的多少而言,采暖效果主要取决于系统的水力工况。但是,心中无底又不认真进行系统水力平衡计算的设计,近来常可见到。

  位于北京大兴的一幢六层(局部带跃层)单元式普通住宅,室内采暖系统为干管异程的上供下回单管顺序式,卫生间和厨房采用高频焊钢制散热器,其它为四柱型铸铁散热器。上一个采暖季就反映室温偏低,曾判断为建筑保温质量不好,普遍均匀增加了散热器20%。本采暖季一开始,在同一热源供暖的其它建筑均供暖正常的情况下,本工程系统末端(尤其是下层)室温仍偏低,引起部分住户向市政府投诉。经现场调查和对系统设计进行水力平衡验算,确实存在较大的不平衡度。

  卫生间和厨房的立管管径一律取DN15,其它立管管径不论立管负荷大小,一律取DN20,入口处较有利的53号立管带六层,散热器27片,阻力损失仅为约580Pa,系统末端最不利的64号立管带七层,散热器63片,阻力损失高达约3700Pa,加上供回水干管的阻力损失,此两根立管的不平衡度约高达800%。远超过《采暖通风与空气调节设计规范》第3.8.6条关于“热水采暖系统的各并联环路之间的计算压力损失相对差额不应大于15%”的规定。[2]各层均匀增加散热器,更会加剧垂直失调。根据验算结果,笔者会同几位年轻设计人员对系统进行了调节,并建议运行维修人员进行精细调节,虽已得以改善,但先天性的失调是难以彻底解决的。参与调节设计人员的深切体会是:如果这种粗放设计的系统也能正常供暖,则教科书和规范岂非都得重写。

  同样,北京某大学的两幢六层单元式普通住宅,室内采暖系统也是干管异程的上供下回单管顺序式,采用四柱813型铸铁散热器,卫生间为DN32光管,由小区集中燃气锅炉房供暖。据使用单位和住户反映,自投入使用以来,冬季室内温度达不到市政府规定16℃的最低标准,在严寒期内,一至二层的室温,大多在12℃以下,已严重影响居民的生活环境质量。到现场对典型房间进行调查,室温和散热器温度,明显低于由同一热源供暖的其它建筑。据对设计采暖负荷进行验算,散热器数量符合常规计算结果。对系统设计进行水力平衡验算,则同样存在较大的不平衡度,不论立管负荷大小,双侧接散热器的立管管径一律取DN25×20,单侧接散热器的立管管径一律取DN工学论文