【《室内供暖系统中加热盘管系统设计计算案例》4000字】

室内供暖系统中加热盘管系统设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u13273室内供暖系统中加热盘管系统设计计算案例 1233521.1每个房间分水器、集水器的选定 1118161.2供热热水盘管系统设计 2287061.3每个采暖环路中循环水量的计算： 3307251.4校核房间地表面的平均散热温度 6154461.5计算房间单位地面面积所需要的的散热量 8192421.6依照设计标准选取各个回路加热管段的管间距 9318141.7总结 101.1每个房间分水器、集水器的选定再完成房间热负荷的计算后，就是加热盘管系统设计，这里涉及到不同房间管路的划分，需要根据房间的布局，从经济实用安全的角度确定分集水器的数量，需要多少个回路，同时分集水器的安装位置要合理不能在卫生间，这里有一些设计原则，首先管内的流速大于等于0.25m/s，小于0.8m/s，每个分路管长应小于120米，因此设计时可以将分集水器布置在各个回路中间。回路管道加热管的进、出水口与分集水器上的阀门所链接，且每个分集水器的阀门数量由设计时的管路分路数确定。分集水器的作业环境需要在规定的范围内，最高作业温度为85℃，最高的工作压力为10MPa，每个分集水器的分路阀门总数应控制在8个以内，为了保证系统的安全性和便于维修，每个集水器的分支回路上都应该设置可手动关断的阀门。再划分好管路回路后，分、集水器的长度由式（1.1）进行计算：mm···········································································（1.1）其中：n——加热管环路的个数。图1.1分、集水器的样图在这次上海七里香溪别墅的设计中，一楼平面放置了两个分、集水器，二层平面放置了一个个分、集水器，三层平面放置了一个分、集水器。一层平面的分、集水器1，连接三个回路，分集水器长度：mm；一层平面的分、集水器2，连接三个回路，分集水器长度：mm；二层平面的分、集水器3，连接四个回路，分集水器长度：mm。三层平面的分、集水器4，连接两个回路，分集水器长度：mm。1.2供热热水盘管系统设计再分集水器的个数确定和每个房间管路回路的划分后，就需要进行管路的铺设，常见的管路铺设方式有回折式，直列式，往复式，为了便于施工这里我们选取最为常见的回折式，这种铺置方式的地面温度，相对于其它铺设方式来说更为均匀，而且可以通过调整管段间的距离，实现像卫生间，洗衣房等特殊房价的要求。至于加热盘管之间的间距，需要有式1.4来计算房间单位面积散热量，再查地面辐射供暖技术规程》获得，本次设计中均采用200mm的管段间距，加热盘管的回水温度，根据民用建筑供回水温度应在30-50℃，且供回水温差不宜大于10℃。本次设计中供水温度取30℃，回水温度取40℃，供回水温差为10℃，平均水温为35℃.得到所有房间修正过后的热负荷后，由于管路最小流速必须大于v=0.25m/s，我们可以划分每层每个房间的管路回路，具体房间的系统划分见表1.1。表1.1分、集水器的划分分集水器回路房间名分、集水器1回路1书房，厕所回路21/2客厅回路31/2客厅分、集水器2回路4起居室回路5餐厅回路6厨房工人房洗衣房分、集水器3回路7卧室1厕所1回路8卧室2回路9主卧室回路10厕所2进入式衣柜分、集水器4回路111/5娱乐室回路124/5娱乐室1.3每个采暖环路中循环水量的计算：根据划分好的每个分集水器管路，和每个管路需要承担的热负荷，按照式（1.2）计算各环路所需要的循环水量：·············································································（1.2）其中：G——环路内循环水的体积流量，kg/s；Qr——房间所需的地面散热量，W；Cp——水的比热容，c=4.19kJ/（kg·K）；δt——进出水温差，℃。根据加热盘管的内径，这里我们统一内径为16mm，盘管面积见式（1.3）：·······································································（1.3）式中：A——管路内截面面积，㎡；dn——管路内径，m；再根据计算出的循环水量，和管路内截面的面积，从而确定管路内的水流速v：，由于加热盘管中的水流速，必须大于等于0.25m/s，因此我们选用最小的管内水流速V=0.25m/s。我们以一楼书房管路1为例，如图（1.2），计算盘管末端的水流速V。1.2书房管路图以一楼平面的书房管路为例：管路1-1的热负荷为Qr=1569.58W，供水温度为30℃，回水温度为40℃，则管内水的平均室内温度为35℃，，供、回水温差为δt=10℃，水在平均室内温度为35℃下的密度，35℃下的水的比热容kJ/（kg·K），根据式（1.2）计算需水量，管路内截面积，管路内的水流速，由于0.1880m/s<0.25m/s，因此需要进行水流速的校核，所有管路中的水流速和循环水量见表1.2。表1.2管路的水流速回路房间QGV回路1书房、厕所1569.580.040.19回路21/2客厅1574.060.080.38回路31/2客厅1574.060.080.38回路4起居室1504.700.040.18回路5餐厅1048.110.030.13回路6厨房，工人房，洗衣房1896.520.050.23回路7卧室1，厕所12729.580.070.33回路8卧室2997.180.020.12回路9主卧室2086.350.050.25回路10厕所2，进入式衣柜1692.780.040.20回路111/5娱乐室521.580.010.06回路124/5娱乐室2094.320.050.25由上表（1.2）可知，回路2，回路3，回路7，回路9，回路10均达到最小管内水流速，并对其它水流速未达标的回路进行水流速的矫正。我们以一楼书房回路1为例进行水流速的修正：最低的管内水流速为0.25m/s，所需要的水流量为，它所需要的最小热负荷为，所以需要修正的，最小热量为则修正后的热负荷见下表1.3：表1.3热负荷修正表附加热负荷管路名称修正后水流速V（m/s）所需水量G（kg/s）所需热负荷Qr附加热负荷Qr'回路10.250.04992084.872515.292回路30.250.04992084.872580.171回路40.250.04992084.8721036.766回路50.250.04992084.872188.3553回路70.250.04992084.8721087.6916回路90.250.04992084.872392.0893回路100.250.04992084.8721561.2931.4校核房间地表面的平均散热温度在修正过每个回路所承担的热负荷后，还需要对房间地表的平均散热温度的计算和校核，根据辐射供暖规范，人员停留时间不同的地点，其地表温度有不同的取值范围，见表1.4，我们要保证房间的温度不能高于最大限制。地面的平均散热温度见式（1.5）。········································································（1.5）式子中的：Qx——每平方地面面积的散热量，W/㎡；Tn——室内计算温度，℃；Tm——地表平均温度，℃。表1.4地表平均温度的标准区域特征适宜范围最高值人员经常停留区24~2628人员短期停留区28~3030无人停留区35~4042以一楼书房回路1-1为例，对回路1-1的地面散热温度进行计算和校核。由表1.6，得知一楼书房回路1-1的，单位地面散热量为qx=80.19457W，室内计算温度为20℃，再由上式计算地表平均温度为。管路1-1所在区域，属于人员短期停留区，计算出来的地表温度小于最高限值，符合地表温度标准，因此不要要额外购置辅助采暖设备。下表1.5为12个回路所在区域的地面温度的计算统计。表1.5管路地面温度的统计表回路房间Tpj（℃）回路1书房、厕所29.52回路21/2客厅29.16回路31/2客厅29.16回路4起居室29.25回路5餐厅27.79回路6厨房，工人房，洗衣房29.91回路7卧室1，厕所136.28回路8卧室227.42回路9主卧室32.7回路10厕所2，进入式衣柜31.93回路111/5娱乐室29.37回路124/5娱乐室27.541.5计算房间单位地面面积所需要的的散热量在铺设盘管的时候，我们要选定管段之间的距离，如何选定，就需要计算单位地面的散热量，首先计算出每个回路所需承担的热负荷之前我们已经计算且修正过，之后需要衡量每个回路加热盘管所覆盖的面积，用该区域的热负荷除以面积，就可以得到单位地面面积的散热量。························································································（1.4）式子中：Qr——房间所需承担的地面散热量，W；F——铺设加热管的地面面积，㎡。这里以一楼书房回路1-1为例，计算该房间，单位地面面积所需要的的散热量。管道1-1经过的房间是书房和厕所，书房的面积经过CAD测量为16.209㎡书房的总热负荷为，因此我们由式（1.4）计算出它的单位地面面积所需的散热量：，其他管路所在区域单位面积所需的散热量见表1.6：表1.6各管路所需散热量管路热负荷（W）盘管面积F（㎡）单位地面面积所需散热量（W）回路11569.5816.2196.83回路21574.0616.9191.07回路31574.0616.9191.07回路41504.71694.04回路51048.1111.3178.77回路61896.5218.7980.46回路72729.5816.285.97回路8997.1811.3174.94回路92086.351689.99回路101692.7811.896.79回路11521.585.4990.9续表1.6各管路所需散热量管路热负荷（W）盘管面积F（㎡）单位地面面积所需散热量（W）回路122094.3227.5176.121.6依照设计标准选取各个回路加热管段的管间距依照《辐射供暖供冷技术规程》的设计标准，地暖管段间距一般选为100mm到300mm之间，盘管的间距不能选取的过小，这样会导致地暖回路的弯头数过多，增加了管路的局部阻力，同时也会提高施工的难度，在保证热负荷的前提下，应该选大一点，还可以节省材料成本。查表得时候还需要加热盘管得内外径参数，这里我们选择得是内径为16，外径为20mm的加热盘管。盘管内的供水温度为30℃，回水温度为40℃，平均水温为35℃。通过之前计算出每个房间单位面积的耗热量大概都在80w左右，因此根据设计标准我们都统一选为200mm，在CAD上绘制盘管草图并量取其长度。在CAD上量取的所有管路的管长如下表1.7所示，并选定管材为PEX材料。表1.7管路的相关参数管路管子材料地面类型盘管间距（mm）管长（m）回路1PEX瓷砖20078回路2PEX瓷砖20089回路3PEX瓷砖20080回路4PEX瓷砖20090回路5PEX瓷砖20077回路6PEX瓷砖20055回路7PEX瓷砖20064回路8PEX瓷砖20069回路9PEX瓷砖20088回路10PEX瓷砖20049