022_分户供暖系统平均比摩阻的合理选用022_分户供暖系统平均比摩阻的合理选用.doc

PAGE 4 PAGE 9 分户供暖系统平均比摩阻的合理选用 吉林建筑工程学院 王春青 冉春雨 韩在刚 摘要：分析了分户供暖系统中供回水温差、系统重力作用压头及户内总阻力损失对系统共用立管比摩阻选用的影响,运用基尔霍夫定律分析了下供下回异程式双立管供暖系统的水力平衡状况,得出了在没有平衡调节装置的情况下,合理选用共用立管的平均比摩阻的意义,通过计算确定了分户供暖系统共用立管设计比摩阻的影响因素和平均比摩阻的范围。 关键词:分户供暖；平均比摩阻；下供下回异程式系统；水力平衡；重力压头 0引言 分户计量供热系统在我国已实施多年，目前我国对新建住宅适合计量供热的室内采暖系统形式形成了共识，即新建住宅宜采用共用立管的分户水平式供暖系统。分户计量供暖系统可以看作是由传统垂直单管的供暖系统做90°旋转而得到的，但二者在设计、使用方式和运行上却有很大的差别，尤其是在立管及户内系统形式、设计参数选择等方面，有关新形式采暖系统尚缺乏较深入的分析与研究。设计人员在设计过程中，仅凭经验盲目依照手册上推荐的设计参数进行设计，增加了系统不平衡率，导致运行调试困难；盲目增设水力平衡元件，导致工程造价增加；增大水力平衡计算的工作量。针对上述情况，本文结合共用立管比摩阻的合理取值、系统重力作用压头影响及合理确定户内系统的总阻力损失，进行了较深入的分析计算以供设计人员参考。 1常用系统形式的推荐 分户计量供暖系统分为单元立管供暖系统和户内水平供暖系统2种。单元立管供暖系统有4种型式：上供下回同程式立管系统、上供上回异程式立管系统、下供下回异程式立管系统及下供下回同程式立管系统。户内水平供暖系统通常有4种型式：水平单管串联式系统、水平双管并联式系统、水平单管跨越式系统和水平网程式系统(即低温地面辐射供暖系统)。对单元立管供暖系统和户内水平供暖系统的型式进行组合，有16种供暖型式可适合分户计量供暖的要求。[1][2]在供暖设计时，考虑系统水平干管的安装要求和运行管理方便，通常采用下供下回式系统；考虑到自然重力压头作用与管网最不利环路阻力损失平衡，单元立管系统通常采用异程式立管系统[3][4]，考虑到户内系统的可调性与施工方便，户内供暖系统通常采用单管跨越式或低温地面辐射供暖系统[5]。 2 下供下回异程式双立管供暖系统水力平衡 2.1重力循环作用压力的影响 用于下供下回异程式立管供暖系统的各并联环路的水力不平衡主要是由于重力循环作用压力引起的，表1给出了不同供回水温度（包括传统散热器供暖系统和低温地板辐射供暖系统工程运行温度）下1 m高差的重力循环作用压力值(ΔPG)。可以看到，分户供暖系统设计过程中，不同工作温度的重力循环作用压力小于95/70℃传统散热器采暖方式的重力循环作用压力，所以它对共用立管水力平衡影响的程度会因为采暖供回水温度的不同而有所区别。 2.2下供下回异程式双立管供暖系统的水力平衡分析[6][7] 表1 不同供回水温度下1m高差产生的重力循环作用压力值 供回水温度 （℃）重力循环作用压力ΔPG（Pa?m-1）50～4040.255～4544.160～5048.080～60111.785～60142.195～70155.8图1为下供下回异程式双立管供暖系统水力平衡分析简图，对于该系统，顶层用户环路是最远环路，首层用户环路为最近环路，其水力平衡是在水平分环不额外加设平衡手段(如静态平衡阀)时的水力平衡。基本判断标准是，在合理的管径匹配下， 图1为下供下回异程式双立管供暖系统水力平衡分析简图 首层与顶层水平分环系统的资用压差不平衡率≤15%，对这2个环路进行水力平衡计算，即得系统最大不平衡率表达方式为： (2.1) 式中：为系统最大不平衡率；为第一层用户环路资用压头，Pa； 为顶层用户环路资用压头,Pa。 对这2个环路应用基尔霍夫第二定律： 第一层用户环路资用压头： （2.2） 顶层用户资用压头： （2.3） 式中：为第一层户内系统资用压力，Pa；为共用供水立管总阻力损失，Pa；为共用回水立管总阻力损失，Pa；为顶层户内系统资用压力，Pa；为1m高程差产生的重力循环作用压力，Pa；为供水立管平均比摩阻，Pa/m；为回水立管平均比摩阻，Pa/m；h为层高，m；n为楼层数。 将式（2.2），式（2.3）代入式（2.1），整理得： = （2.4） 分户采暖系统各层户内系统形式基本一致，资用压力基本相同，在正常运行前,对户内系统进行预调节，设，ΔPh为户内系统