关于集中采暖住宅分户热计量采暖系统设计的几点体会

关于集中采暖住宅分户热计量采暖系统设计的几点体会

摘要】本文通过定性分析分户热计量楼内采暖系统下供下回双管异程式，上供下回双管同程式，下供上回双管同程式等各系统的水力计算，得出较为直观的结论，以供参考。

随着近几年节能意识的加强，国家颁发了好几本关于建筑节能的规范。分户热计量和收费，建立了用户的经济利益与能耗的直接关系，将会减少供热过量建筑采暖热量的无效消耗。同时，使开发商真正意识到建筑围护结构的热工性能的重要意义。自《采暖通风与空气调节规范》（GB50019）2001年实施以来，新建住宅热水集中采暖系统的分户热计量设计成为强制性条文。这几年笔者先后设计了好几幢高层住宅，均为集中采暖，且为分户热计量采暖系统。总体效果还可以，但多少都有一些垂直失调现象。
为了缓解垂直失调现象，笔者做了一些回访与分析，总结了一点经验。由于此类设计均为双管系统，水力计算必须考虑自然循环压力，计算较为复杂，本文就此展开讨论分析。

  1．分析的前提条件
1)分析是在三层住宅楼内立管中进行，从中得出较普遍的规律。
2）假定温降只在户内散热器等散热设备中存在，而管道中没有温降。
3）假设各层分户热计量户内系统总阻力相同（以符号Ha代替），立管中热媒流速（v）相同。
4）室内水平干管和室外系统对于楼内同一组供回水立管的各个并联环路阻力相同（以符号Hb代替）。
  2．下供下回双管异程式采暖系统
见图1，三个并联环路分别为：
H1：A→1)→B H2：A→2)→B; H3：A→3)→B.
2．1 机械循环水力计算
用当量长度法计算局部压力损失，如图1，各管径局部阻力当量长度分别为：DN25
管径直流三通为0.8m,旁流三通为1.1m;DN32管径直流三通为1.1m,旁流三通为1.7m。
H1=Ha+Hb+△Pm1+△Pi
 =Ha+Hb+2×1.2λρν2/2d+2×1.7λρν2/2d
 =Ha+Hb+5.8λρν2/2d.
H2=Ha+Hb+△Pm2+△Pi
 =Ha+Hb+2（1.2+2.8）λρν2/2d±2×1+2×1.7λρν2/2d
　=Ha+Hb+13.6λρν2/2d
H3=Ha+Hb+△Pm3+△Pi
 =Ha+Hb+2（1.2+2.8+2.8）λρν2/2d+6×1.1λρν2/2d
 =Ha+Hb+20.2λρν2/2d www.china-heating.com
则H3-H2=h3λρν2/d=6.6λρν2/d；H2-H1= h2λρν2/d=7.8λρν2/d
式中H1—第一环路总阻力 Pa；H2—第二环路总阻力 Pa；H3—第三环路总阻力 Pa；
△Pm—沿程阻力损失 Pa；△Pi—局部阻力损失 Pa。
仅从机械循环的角度看，H1环路阻力最小，H3环路阻力最大，即楼层越高，阻力越大。层高相同时，各相邻两层的总阻力差也总是维持在20%的范围内，当局部阻力相同时，各相邻两层的总阻力差也总是相同。
2．2 自然循环水力计算
假设一层冷却中心（散热设备）到加热中心（锅炉）的垂直距离为Hc，各环路的自然作用压力分别为△P1，△P2，△P3，则
△P1=gHc(ρh-ρg);△P2=gHc(ρh-ρg)+gh2(ρh-ρg);△P3=gHc(ρh-ρg)+gh2(ρh-ρg)+gh3(ρh-ρg)
△P3-△P2=gh3（ρh-ρg）=2.8g（ρh-ρg）；△P2-△P1=gh2（ρh-ρg）=2.8g（ρh-ρg）
仅从自然循环的角度看，H1环路自然作用压力最小，H3环路自然作用压力最大，即楼层越高，自然作用压力越大，其自然作用压力差当供回水温度不变时，只来自于层高。层高相同时，相邻两层的自然作用压力差也总是相同。
95℃/70℃低温热水在单位高度上的自然作用压力△P为：
△P=gh（ρh-ρg）=9.81×1×（977.81-961.92）=155.88Pa
60℃/50℃低温热水在单位高度上的自然作用压力△P为：

△P=gh(ρh-ρg)=9.81×1×（988.07-983.24)=47.38Pa

 

2.3 总压力损失
通过以上计算分析，在机械循环下供下回双管异程式采暖系统中，机械循环和自然循环是相互补充的。当H3-H2=△P3-△P2，H2-H1=△P2-△P1，即6.6λρν2/d=2.8g（ρh-ρg），7.8λρν2/d=2.8g（ρh-ρg）时，系统可达到较完全的水力平衡（以上计算出现了三个密度，

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