地暖-红塔暖通
  • 地暖系统定压和循环压力

  • 来源:  发布时间:2014-11-05  浏览:2376
  • 地暖系统定压和循环压力——《和安安学地暖》之专业重点

    摘 要:地暖系统定压、循环压力是暖通专业中的重点难点。本专题请朋友们和安安一起探讨学习这个问题。

    关键字:地暖系统定压;循环压力
     

    地暖系统定压和循环压力

    地暖系统定压和循环压力


    正 文

    曾经有个秦皇岛的朋友给我打电话,问我是否可以把现有的一个12层住宅,接在一个都是6层的小区热网上。

    要解决这个问题,必须弄明白地暖系统定压和循环压力两个概念。

    地暖系统定压的基本要求是不超压、不倒空、不汽化。不超压指的是底层的采暖设备(散热器或地暖盘管)不能超过的允许承压能力。不倒空指的是与热水管路连接的用户地暖系统,不管是在运行还是停止时,该点的实际压力都必须大于地暖系统的充水高度,防止地暖系统吸入空气,破坏正常的运行和腐蚀管道。不汽化指的是高于100℃的高温热水供热地暖系统,供水管道的任何一点的压力不得低于介质的气化压力,并应有30~50KPa(3~5米水柱)的富余压力。假设楼层为3米,6层楼为18米,加3~5米富余压力,定压需要21~23米;12层楼为36米,加3~5米富余压力,定压需要39~41米。

    循环压力指的是用户循环所需的资用压力,用来克服地暖系统的循环阻力。请注意,资用压力并不完全等同于地暖系统阻力,也就是说外网提供的循环压力要有10%的余量,用以克服不可遇见的损失。提供个经验数据供朋友们参考:采暖地暖系统的阻力一般在10~40kPa。
     

    地暖系统定压和循环压力


    我们一起来帮这个朋友分析一下是否可以直接连接。

    第一步,首先考虑热源,可能是小区换热站或者区域锅炉房。判断热源是否可以带得起这个新建的楼房。如果热源在设计时就考虑了这个建筑的负荷,那么可以考虑直接连接。否则需要给换热站或者区域锅炉房增容。
     

    地暖系统定压和循环压力



    第二步,要看看热源的定压。假定原来是按12层定压考虑的,那么管网可以考虑直接连接;否则,需要进一步判断。如果原来的管网是按6层考虑定压的,很可能需要提高定压(提高至不小于39米)。提高定压,不仅仅是提高机房顶压水泵运行参数那么简单。我们要考虑整个采暖地暖系统是否超压。首当其冲的是底层采暖地暖系统的压力。户内地暖的设计阻力可能达到3米(地暖规程最高限值30kPa),定压是39~41米,运行压力可能达到41~44米(实际定压余量可能不只5米水柱),如果6层部分地暖盘管的设计按照0.4MPa(40米水柱)选材,那么直接提高管网,地暖盘管可能就不能承受了,出现供暖事故。

    第三步,要核算现有热力管道的承载能力。核算原来的主干管是否能带起新建的小高层部分。如若不行,需要从热源处另外跑一路管线直接供给小高层。一般来说,应选择经济比摩阻。《城镇供热管网设计规范》(CJJ34-2010)相关规定:7.3.2条主干线比摩阻可采用30Pa/m~70Pa/m。14.2.4用于采暖、通风、空调地暖系统的管网,确定主干线管径时,宜采用经济比摩阻。经济比摩阻数值宜根据工程具体条件计算确定。主干线比摩阻可采用60Pa/m~100Pa/m。14.2.5用于采暖、通风、空调地暖系统的管网,支线管径应按允许压力降确定,比摩阻不宜大于400Pa/m。7.3.3条支干线比摩阻不应大于300Pa/m。

    这位朋友还问我另外一个问题:如果直接连接超压的话,可否从热源单独跑一路管线供给这个12层的小高层?

    这个问题涉及到超压部分管户连接方式的选择。有换热器、双水箱、无水箱(断流器、阻旋器)直连技术。建筑内部没有分区,不加换热器隔断,即使单跑管线接到热源,管道也是直接联通的,12层和6层均是一个地暖系统定压值。如果真的超压,便要在机房或者楼宇前设置换热站了。其实换热站没我们想像的那么复杂,楼宇换热站可以选用成套机组,有一个十几个平米的小房间就放下了。需要指出的是,换热站的水泵运行是有噪音的,如果设置在建筑内,必须对建筑进行防噪音、防振处理,以免扰民。

    那么6层和12层接在一起,会不会导致小高层的部分不热呢?

    我们可以这样设想:不有很多小平房和6层楼房接在一起吗,可不见楼房不热啊?道理是一样的吧?我们要尊重知识,认真计算并执行。理论不完全等同实践,但可以指导实践。

    曾经接触过这样一个工程:整个小区的每栋建筑都是组合体,根据甲方要求,多层(6层)部分采用地暖,小高层部分(11层)采用散热器连接。甲方是这样说的,他们倾向于选用地暖,但是怕多层、小高层都用地暖相互影响……其实这种担心是完全没有必要的。只要设计的时候进行了水力平衡计算,并且确实按图施工,应该没有问题。在设计的时候,我们的设计师应遵循并联节点环路之间的不平衡率小于15%的原则。如果变换管径不能满足要求,要使用水力平衡阀消耗点多余的压力。否则,水会优先向阻力小的支路分流,出现供大于求的形式,从而导致个别用户过热。热源的热量是一定的,这边用的多了,其余的肯定就相对少了,出现局部用户热量不够用的情况,也就是我们通常所说的局部不热。在设计整个采暖地暖系统的时候,一般来说,外网的经济比摩阻要比室内的小,这样容易减少水力平衡的发生。室外的比摩阻为30Pa/m~70Pa/m,室内为80Pa/m~120Pa/m。比如说1500平米的话,室内需要DN50的管子,外网就应该用DN70的,室外管径一般要比室内大一号。

    某个周末正在家里学习,小区的物业经理打来电话,问我一两千平米的地暖需要多粗的管子。原来他负责的另外一个新建小区不热了。经过核算,1500平米外网应使用DN70的外网管线。而外网图纸直接用DN50的外网管线,接的DN50的出户管。这个楼在小区的末端,到末端压力不够用了,肯定就不热了。朋友们切记室外管径一般要比室内大一号。特别是最不利环路(建筑在整个热力管线的最末端)。
    再谈谈热力机房水泵的选择。

    循环水泵一般要按设计负荷计算流量。这里我们要注意:热负荷要考虑5%的外网热损失,也要考虑10%的余量。循环水泵的扬程就是整个采暖地暖系统的阻力,并考虑10%的余量。定压一般选用变频补水,其正常补水量应为地暖系统水容量的0.5~1%,扬程应该比定压点压力(水压图中的静水压线)高3~5米。水泵的选择安安在这里做了些简化,详尽的说法请参阅设计手册。

    这里请朋友们注意:循环水泵的扬程和建筑的高度是完全没有关系的。并不是建筑越高,循环水泵的扬程越大。建筑越高,采暖地暖系统所需的地暖系统定压越大,补水泵的扬程也就越大;采暖地暖系统的阻力取决于整个热力管线的规模(最不利环线长度)和比摩阻;阻力越大,循环水泵所需提供的循环动力也就越大,扬程也就越大。建筑高度和采暖阻力有直接关系吗?没有。循环水泵的扬程和建筑的高度是完全没有关系的。即使是科班出身,很多朋友也不容易搞清楚这两个概念。举例说明:某小区建筑最高为12层,其所在换热站的补水定压水泵的扬程是50米,而循环水泵的扬程只有32米。

    最后感谢您陪安安这么久,希望您从中得到启示。如果您在工作或学习遇到什么问题,欢迎发邮件到《北京地暖杂志》编辑部,让我们一起探讨,共同进步。作为北京地暖杂志的一员,安安诚挚欢迎您的参与!

    参阅资料:
    《实用供热空调设计手册》(最新版上、下册)
    《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002)(本文简称为《水暖验规》)
    《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019-2003(本文简称为《暖规》)
    《地面辐射供暖技术规程》( JGJ142-2004)(本文简称为《地暖规程》)

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