低温地板辐射采暖 低温热水地面辐射采暖用定压膨胀水箱选型算法

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蓝博不锈钢保温水箱选型的必备条件—小高由于蓝博不锈钢保温水箱内的水温差不多都是高温状态，水中的碳氢根与钙、镁等离子相连系，构成不溶于水的碳酸钙和碳酸镁，俗称水碱。给水箱添加这类纯清水对水箱水垢的构成完全没有任何作用。蓝博不锈钢保温水箱选型的必备条件…

分体式太阳能热水器产品选型介绍该系统的特点1、集热器与储热水箱完全分离，更适于与建筑完美结合，集热器的安装更加灵活。2、系统采用双循环系统，用户用水与集热器的集热循环系统完全隔离，不仅保证用水的清洁，用户更放心、安全，而且集热器及循环管路全部采用铜管…

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．

建筑节能。‘’…。

■暖逋与空调

ＨＥＡＴＩＮＧ，ＶＥＮＴＬＩＡＴＩＮＧ＆ＡＩＣ０ＮＤＩ１ＲＴ０ＮＩＮＧ

ｄｉ１．６￣ｉｎ１７—２７０２０．０ｏ：０３９．ｓ．６３７３．１．５０６９ｓ２

低温热水地面辐射采暖用定压膨胀水箱选型算法

张鑫

德州２３２）５００（德州市建筑规划勘察设计研究院，山东

摘要：从最基本的热水膨胀量计算公式入手，结合目前地面辐射采暖的设计习惯，推导出符合工程实际应用的低温热水地面辐射采

暖用定压膨胀水箱选型计算方法。以此在技术层面上推动膨胀水箱这一结构简单、性能可靠、价格低廉的采暖系统定压设备在地面辐射采暖中的应用。从细节上为建筑设备领域的节能减排提供一点思考。

关键词：低温热水地面辐射采暖；系统定压；膨胀水箱中图分类号：Ｔ３．Ｕ８２５文献标志码：Ａ文章编号：１７—２７２１）５０２．３６３７３（０２０—０６０

ＳｅｅｔｏｎＡｌｒｈｍｏｈｌｃｉｇｏｉｔｆｒｅＣｏｎｔｎｅｓｒｘａｓｏｎＴｋｉｈｏ－ｅｐｒｔｒｌｒＲａｉｔＨｅｔｎｇｔｓａｔＰｒｓｕｅＥｐｎｉａｎｔｅＬｗｔｍｅａｕｅＦｏｏｄａｎａｉｎ

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Ｋｅｙｗｏｒ：ｌｗ—ｅｅａｕｅｆｏｒａｉｔｅｔｇｃｎｔｎｒｓｕｅｅｐｓｏｎｄｓｏｔｍｐｒｔｒｏｄａａｉ；ｏｓａｔｅｓｒ；ｘａｉｎｔｋｌｒｎｈｎｐｎａ

Ｏ引言

筑。翻开新出版的《用供热空调设计手册（二版）实第））（以下称文献［】，没有找到适合低温热水地面辐射１）并

国家相关部门推进建筑节能力度的逐步加大引起了建筑设备专业人员的深入思考：科技如此发达在

的今天，建筑设备系统这个建筑耗能大户的节能必须依靠“频”“码”变、数这些吸引眼球的字眼吗？我们是不是过分地期盼“Ｏ”“ＥＣＰ、ＥＲ”等近乎极限地提高了？节能的技术和措施必须是高科技新技术吗……

采暖形式的６０℃以下热水供暖系统膨胀水箱计算方法。本文试图从最基本的膨胀量计算公式入手，导推出适合工程使用的低温热水地面辐射采暖用定压膨胀水箱计算及选型方法。

１低温热水地

面辐射采暖用定压膨胀水箱计算

查阅文献［，２动力循环供热工程膨胀水箱容积计】

算公式如式（）１：

Ｖ△ｆＶ一・（）１

在种类繁多的闭式循环水系统定压设备中，一种

看似落后的设备——高位膨胀水箱又重新被我们重视起来。比起电接点压力表、频补水泵、变罐式定压补水机组等穿着新技术自动化外衣的定压设备，位膨高胀水箱具有造价低廉、力稳定性好的优点，最大水其的优点是运行费用低，是由其容积惰性大的结构特这性决定的。其最大的缺点是水箱安放高度需要高出但系统最高点，一根定压水管必须穿过重重楼板把最高处的水箱与设备机房的循环水泵吸入口连接，在大但力倡导节能减排的当今社会，出这点代价取得降低付运行费用的目的是值得的。与早期高位定压膨胀水箱广泛使用的时期相比，新建建筑采暖形式有了很大的变化——在节能政策和新建材、技术的推动下，用低品位热能的低温新采

式中：／为膨胀水箱有效容积（、。ｒ即信号管到溢流管之间的容积１Ｌ，：为水的体积膨胀系数，＝．０，／；ａＯ００６１℃Ｖ为系统内的水容量，；Ｌ△ｆ为考虑系统内水受热和冷却时水温最大一

波动值，般以２一０℃水温算起。文献［］定低温热水地面辐射采暖供水温度不４规

超过６０℃。实际工程中，一般按照文献［￣６采取节５１能措施的建筑采暖供回水温度一般为４～３５５℃，未

采取节能措施的建筑采暖供回水温度一般为５～５４５℃。这样按照最高温度５５℃和４５℃计算，（）式１可

热水地面辐射采暖形式得到广泛应用，特别是居住建

收稿日期：０２０．２修回１：０２０．１２１．２０；３期２１—２２

以简化为式（（２节能建筑））和式（（３非节能建筑））。

Ｖ＝．１Ｏ０５（）２

Ｖ＝．２００１

（）３

表１地板辐射采暖系统工作状态参数

项目

末端分水器供水温度／℃

这样，主要矛盾就集中在系统水容量上了。文献［］散热器采暖系统中的管道和散热器水容量换１把

算为供给１Ｗ热量所需的水容量，并将不同型号的ｋ散热

器水容量制成表格，供设计人员查询使用。低温热水地面辐射采暖系统散热末端设备为敷设于地面垫层的盘管。型方法采用的是文献［］选４提供的单位散热面积，散热盘管的使用量是和埋管面积直接联系的。为适应工程使用，们也应该把Ｖ。总热负荷或我与采暖面积联系起来。工程上最为常见的地板埋管规格为ｄ２ｘ．，ｅ０２０其内径为１６ｍｍ。得出单位管长的水容量为０２１／．ｍ。０Ｌ确定整个工程地埋管道的长度就成为关键问题。下面我们以节能建筑采暖系统为研究对象，导低温热水推地面辐射采暖散热盘管和采暖面积的关系。ｌ表为本文设定的采暖系统标准工作状态参数。

■口

●ｈ’一一

参数

４５

备注

末端集水器回水温度／℃

３５

建筑采暖热指标／ｍ２（Ｗ／）

地面材料

３ｍ２Ｗ／

居住建筑

水泥、瓷等，阻００陶热．２ｍＫ／・Ｗ

图１为Ａ房间地热盘管布置图，埋盘管布置间地

距为３０ｍ０ｍ。我们可以像Ａ房间平面图里那样，假想用３０ｍｍｘ０ｌｌ０３０ｒｎ的方砖满布整个房间，论管ｌ无路采用什么形式布置，论出口方向如何选取，块无每方砖中只有一段３０ｍｍ长管道。这样理论上我们可０以认为：段３０ｍｍ长的管道“每０负担”块方砖。由一此我们得出了管长与采暖面积的理论关系：只要某一房间内各方向管道间距相等，数值确定，道长度并管与房间布管面积之比就接近一个固定的数值，文称本

这个比值为管长面积比，Ａ表示，纲为１用量／ｍ。而且

Ｊ

一，

———一、

ｌ广。Ｉｌ厂一－ｌｌｌｌｌ

ｌｌｒＩＩＩ＝ＪｌＩＩ

．

室

－

Ｌ

■

一

一—Ｊ＿——

■

Ｌ＝６３４．７ｍ

３０ｒ３０ｍ／０ｍｎ０ｍｘ

Ａ房间平面图

Ａ房间地板采暖平面图图ｌ某房间地板平面布置图

面积越大，际比值就越接近这个数。如此例中：实理论Ａ０３（．ｘ．＝０３ｍ。＝．０３３１／。／Ｏ）实际Ａ’６７［．ｘ１）（．ｘ１）３０６８＝．／０３ｘ０

３２】．６ｍ４３（４：我们把文献【］出的几种典型间距的管长面积４列比总结于表２。这也是采暖面积与管长的关系，由式（４）

表示。

表２典型管间距的管长面积比

２误差分析

在以上方法中，响实际管长面积比偏离理论值影的主要原因有：

（）１管道转弯处管长不等于管道间距。由于目前常

用管材弯管半径为管道直径６倍，ｅ０２ｄ２ｘ．０管道转弯半径为１０ｌｌ，２ｎ精确制图可知，ｎ管道间距３０ｍｍ的０

、

时候，管道转弯的方砖中的管道比理论值多１％，他６其几种典型管间距情况下实际管道均小于理论值。每个

房间，管道转弯的个数为２倍的房间短边方砖个数。（）间内部分区域敷设管道不规则。２房多数工程中房间边长是不一定能被管间距整除的，图１中方砖即个数不一定是整数，以回形布置管道的房问为例，无

Ｌ：ＡＡ

（）４

论是设计还是施工埋管的顺序都是由外及里的，就这导致了非整数矛盾集中在房间中心区域的少部分的管道处理上。由于弯管半径所限，实际管道长度是比理论值小的。这就使得通过式（）４计算得出的管长结果趋于保守。

式中：为房间内敷设盘管的总长度，Ｌｍ；Ａ为房间的管长面积比，／１ｍ；Ａ为房间的采暖面积，ｍ。

７

（）３盘管外缘管道距内墙的１００间距包含于采ｍｍ暖面积Ａｎ在实际布置盘管时这一块面积中是不埋，但设管道的。无论这个间距内面积累加后有多大，这部分地面是不含有管道的。所以采用房间采暖面积计算管长，比实际情况又多出一小部分管道。从整栋建筑来说，这种冗余正比于房间个数，比于单个房间的面积。反（）４建筑采暖面积和使用面积的差别。例如，从整栋建筑来看，采暖房间的隔墙是包含在采暖面积Ａｎ

下，文不再赘述。本Ｖ＝．１［ｌＶ＋ＱＶｎ２Ｏ０（＋Ｖ）＋］Ｖｇ５（）９式中：２Ｖ为供热管道内水量引起的水膨胀量，；Ｌ、ｇ为１，０℃温差下，室内机械循环的单位负荷水容量，般取１．（４０ｒ程考虑，别较大一５６按０ｎ流差时，线性修正

１Ｌｋ；可，／ＷＶ为ｌ０℃温差下，室外机械循环的单位负荷水容量，般取ｌ．（６０１流程考虑，别较大一１按０Ｉ６Ｔ差时，线性修正）Ｌｋ；可，／ＷＶ为系统热源设备的水容量，锅炉取２，～５换热器取１【ｋ；，／ＷＶｎ为系统中其他设备的水容量，如水处理设备、储水罐等附属设备，体积不大时可忽略不计，取值详见设备规格参数表，；ＬＱ为供热总热负荷，Ｗ。ｋ非节能建筑低温热水地面辐射采暖供热系统的膨胀量计算与节能建筑相比，区别在水温和水容量上，３体现了水温差别，容量可采用调整值的式（）水方法来近似得出。于是得出非节能建筑埋地盘管水量所引起的膨胀量公式：

Ｖ１００２／・・＝．４１ＡＡ０２３（０１）

中的，实际情况墙内是不布置盘管的。这又使计算而结果趋于安全。由此可知，们采用采暖面积计算采暖房间地埋我盘管的水容量是既合理又使计算结果趋于安全的。在整体采暖系统的计算中，们可以使用系统总采暖面我

积Ａ进行计算，即：

Ａ∑＝

ｎ＝ｌ

（５）

再来看看系统的管长面积比Ａ。表２在单个房如，间中根据管道的标准间距，管长面积比Ａ是具有确定值的。但一个庞大的供热系统一般由若干单体建筑构成，体建筑又由不计其数的房间组成，就使得单这Ａ在整个供热系统中失去意义。严格地说，个采暖整系统的管长面积比等于系统中各房间的Ａ在采暖面积上的加权平均值。即：

式中：为地埋盘管内的水量引起的水膨胀量，；ｖＬ

为管长修正系数，１／Ａ取０３的前提下，建议取

值范围１１～１０１．０．，；６

Ａ（争）＝Ａ

／／＝１，１

（６）

Ａ为管长面积比，取值１／，Ｉ；０３Ｉ一Ｔ

工程上进行这么精确的计算既不现实也没必要。我们可以采用系统中常用的管长面积比值，以管长乘

修正系数，：即

Ａ・Ａ（）７

Ａ为供热系统的采暖面积，。ｍ２管道及其他设备水容量公式如式（１。１）Ｖ２Ｏ２［ｇ＝．（１０１ＶｖｇＱＶ］３＋ｎ）

式中参数意义及单位同式（）９。４结语（１１）

节能建筑中的绝大多数管间距都采用３００ｍｍ，这对上述思路的应用提供了更便捷的条件。笔者对工作所在地区的采暖工程进行总结，实际采暖系统的Ａ阙值为（０３４０，且偏向于下限，文提倡Ｊ值１／，．而）本Ｂ取范围为１５１０．～．。单体值与建筑的体形系数有关０１系，有条件的读者可以进行推导。本文采用取值为经验值，建议读者采用时根据各地不同情况对值进

行试算总结。

对低温热水地面辐射采暖系统膨胀水箱计算方法的总结，文得出的结论及选用的数值不一定适用本于所有地区、有情况。所但这一思路是值得参考的，读者可以根据各地区不同情况和使用习惯总结出合适的计算公式和参数取值范围。也希望高位膨胀水箱这节能特点突出的定压设备得到广泛应用。

一

３计算方法

综上，们可以得到节能建筑埋地盘管水容量所我

引起的膨胀量公式：Ｖ１Ｏ０３１・Ａ＝．０Ａ・０（）８式中：ｖ为地埋盘管内的水量引起的水膨胀量，；Ｌ

参考文献：

【】１陆耀庆．供热空调设计手册［Ｅ中国建筑工业出版社，０．Ｍ】京：２８０

［】２贺平等．供热工程［．Ｍ】北京：中国建筑工业出版社，９．１３９

［】祥钊．３寸１流体输配管网【．中国建筑工业出版社，