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水地暖系统如何设计管路管径?

时间:2015-8-21 19:03:27 点击:

  核心提示:一套好的水地暖系统,看似简单,实际确实蕴含了众多的技术和要求! 1、地暖盘管管径的确定3.1.1一般说来,地暖盘管管径不需要计算,在大多数民用建筑中,用De20(DN15)的管径就可以满足要求。查《地...

一套好的水地暖系统,看似简单,实际确实蕴含了众多的技术和要求!
1、地暖盘管管径的确定  
3.1.1一般说来,地暖盘管管径不需要计算,在大多数民用建筑中,用De20(DN15)的管径就可以满足要求。查《地面辐射供暖技术规程》附录A “单位地面面积的散热量和向下传热损失”选择合适的平均水温和地暖盘管的间距就可以满足要求。请注意:附录A给出计算条件是加热管公称外径为20mm、填充层厚度为50mm、聚苯乙烯泡沫塑料绝热层厚度20mm、供回水温差10℃时PE-X管或PB管时数据。表中给出了地面为水泥或陶瓷、塑料类材料、木地板、铺厚地毯几种情况下“单位地面面积的散热量和向下传热损失”。如果是其他材料,如PE-RT 、PP-R和PP-B,按照《地面辐射供暖技术规程》3.4.2条要求,应通过计算确定单位地面面积的散热量和向下传热损失(可参阅该规程“3.4地面散热量的计算”进行精确计算)。实际上,在缺乏相关专业资料的情况下,附录A也可以作为其他管材设计时的参考数据。
3.1.2举例说明:某20℃房间计算热指标为40 W/m2地面层为木地板,平均水温40℃时,当平均水温40℃时,选用DN15的PE-X时可查附录A.1.3确定单位地面面积的散热量和向下传热损失 。如下表(这是附录A.1.3的一部分),间距300即满足要求(66.8-26.3=40.5满足要求房 间耗热量40W/m2的要求)


3.1.3顺便加以说明:选择地暖盘管时,管材、管径确定之后,还要根据采暖系统设计运行温度、压力选择壁厚,这样地暖管才算选完。这部分请参看《地面辐射供暖技术规程》“附录B加热管的选择”。这里也给出一个范例:一般六层住宅楼,平均水温40℃时,用壁厚2mm,DN15的PE-RT管子就可以了。

2、立管管径的确定朋友们应该还记得负荷计算的方法。      
假设我们已经通过负荷计算确定了建筑物各部分的负荷。下面先介绍一个公式。流量计算公式:GL=0.86×∑Q/(tg-th)Kg/h

其中:GL—流量,Kg/h;∑Q—热负荷,W;tg、th—供回水温度,℃。  

我们把计算的负荷与供回水温度代入上边的公式,就可以得出相应的流量。

接下来接着介绍一个参数:比摩阻,可以简单的理解为一米管道的阻力。室内采暖系统的经济比摩阻应控制在60~120Pa/m。    
室内采暖立管常采用焊接钢管。可以在暖通专业的设计手册(如:《供暖通风设计手册》P345)中找到“热水供暖系统管道水力计算表”,用控制比摩阻的方法,根据流量和比摩阻选择管径。    

这是计算的原理,下面介绍个管径选择的好工具:“鸿业水力计算器”,举例说明。    点“流量计算”按钮,输入负荷和供、回水温度,比如5000W,55,45;点“OK”进行计算。



菜单自动退出,并将数据返回到“流量计算”按钮后的小方框内。

将该流量填到下边的计算表中,选择管径,点击“计算”,这个软件将自动计算比摩阻。为了便于比较,我选了三个管径:用比摩阻控制法,选择DN20的管径就可以了。如果是末端。可以将管道放大一号,取DN25。


根据上边的方法逐段进行管径计算就可以了。    

对于做地暖的朋友来说,我觉得有“鸿业水力计算器”是非常好的小工具,有了他就足够了。这是一款免费软件,朋友们可以到鸿业公司的网站的“下载中心”去下载。  
3、最后简单的谈下阻力的计算    先说计算公式及其阻力的计算的原理:  
3.1比摩阻的计算  
可以根据本文第二段中的方法,用暖通专业的设计手册的“热水供暖系统管道水力计算表”    
直接查取管道比摩阻,如果所查数据没有列在表中,需要用内插法进行计算。下面介绍用公式直接计算:《节能技术》中给出了计算公式为:R=0.00688×0.00050.25×G2/(U1×D0.25)

其中:R—比摩阻,Pa/m;G—流量,Kg /h;U1—水的密度。近似取100℃时的值:958.38Kg/m3;D—管径,m。    
有了这个公式,就可以直接代入相关数据计算单位长度管段的阻力了。    

3.2沿程阻力的计算《节能技术》中给出的计算公式为:R =
H×L
其中:R—沿程阻力,Pa;H—比摩阻,Pa/m;L—管段长度,m。    

3.3管段阻力公式:   管段阻力的精确计算需要根据先计算局部阻力,再把局部阻力与沿程阻力取和。这些计算原理在《地面辐射供暖技术规程》“3.7低温热水系统的加热管水力计算”。 本文介绍个粗略的计算算法。《节能技术》中给出了计算公式为:R=H×L(1+a)
其中:R—沿程阻力,Pa;H—比摩阻,Pa/m;L—管段长度,m。a—局部阻力系数。局部阻力与沿程损失的比例百分数,一般a=0.3 。对比3.2和3.3中的两个公式,可得出以下关系式:R管段 = 1.3×R沿程
管径选择还有其他方法;采暖系统水力计算也可以输入管道的负荷模型按系统进行计算。有兴趣的朋友可以翻阅相关的暖通设计手册或体验下软件。 

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作者:舒美适家 来源:北京地暖安装公司
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