2022年采暖设计方案中常见的一些问题的讨论.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 采暖设计中常见的一些问题的争论 来源：呼死你 在本采暖季,笔者对几个运行不正常的采暖系统“ 问题工程” ,进行了补救处理,结合近年来对其它工程的调研和反 思,发觉有很多缘由,源于设计理念方面的一些模糊熟悉,现 加以整理以供参考；1、热媒设计温度散热器热水采暖系统的热媒设计温度,一般 依据热舒服度要求、系统运行的安全性和经济性等原就确定；供水温度不超过 95,可确保热媒在常压条件下不发生汽化；适当降低热媒温度,有利于提高舒服度,但要相应增加散热器数量；所以一般常常采纳 95/70 ,例如：作为散热器“ 标准 工况” 的 64.5 ,就是水温 95/70 的平均值与室温 18的传 热温差；很多采暖系统的设计运算资料,也按此条件编制；当然,热媒设计温度也要符合热源条件的可能性和考虑其它因 素；例如：以较低温度的一次热媒进行换热所得的二次热媒,或采纳户式燃气热水采暖炉的水温有限制,或采纳塑料类管材为提高其耐用性时,也有采纳85/60 作为设计参数的；但是,再进一步降低散热器采暖的热媒设计参数,明显是不合理 的；以 95/70 为比较基础,热媒平均温度每降低 10,散热 器数量约增加 20 . 当前,存在不适当地过多降低散热器采暖热媒设计参数的倾 向；缘由是某些开发建设单位在供应设计条件时,依据热源的 实际运行工况提出热媒没计参数,例如提出供水温度只有70；如不加深化分析,就直接采纳这样的低参数进行设计计名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 算,会使散热器数量增加很多,会显现同一热源的不同建筑,散热器数量相差近一倍的现象,更加剧了系统的失调度；多年以前,就曾进行过实态调查测定,结果说明：北京地区多数由城市热网或小区集中锅炉房供暖的住宅,即使设计水温为95/70 ,当达到设计室外温度时,运行水温一般只要 70/55 左右,即可保证设计室内温度；假如再按70/55 的水温设计系统,是否运行水温又可进一步降低呢？好像不应陷入如此恶 性循环的怪圈；为何实际运行水温远低于热媒没计温度时,也可达到设计室 温？主要是由于实际配置的散热面积,均不同程度地偏大于理 论所需散热面积；依据理论推导和实际工程运行验证,对于设计水温 95/70 的系统,当散热面积偏大10时,运行水温约可为90/65 ；当偏大 20时,运行水温约可为 85/60 ；当偏 大30时,运行水温约可为 82.5/57.5 ；当偏大 40时,运 行水温约可为 80/55 ；由于设计保守等各种因素,一般系统 的散热面积均会偏大 30以上； 1 2、水力平稳比之散热器数量的多少而言,采暖成效主要取决 于系统的水力工况；但是,心中无底又不仔细进行系统水力平 衡运算的设计,近来常可见到；位于北京大兴的一幢六层（局部带跃层）单元式一般住宅,室 内采暖系统为干管异程的上供下回单管次序式,卫生间和厨房 采纳高频焊钢制散热器,其它为四柱型铸铁散热器；上一个采 暖季就反映室温偏低,曾判定为建筑保温质量不好,普遍匀称 增加了散热器 20；本采暖季一开头,在同一热源供暖的其它 建筑均供暖正常的情形下,本工程系统末端（特殊是下层）室 温仍偏低,引起部分住户向市政府投诉；经现场调查和对系统 设计进行水力平稳验算,的确存在较大的不平稳度；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 卫生间和厨房的立管管径一律取DN15,其它立管管径不论立管负荷大小,一律取DN20,入口处较有利的53号立管带六层,散热器 27片,阻力缺失仅为约580Pa,系统末端最不利的64号立管带七层,散热器63片,阻力缺失高达约3700Pa,加上供回水干管的阻力缺失,此两根立管的不平稳度约高达 800；远超过采暖通风与空气调剂设计规范第 3.8.6 条关 于“ 热水采暖系统的各并联环路之间的运算压力缺失相对差额 不应大于 15” 的规定； 2 各层匀称增加散热器,更会加剧 垂直失调；依据验算结果,笔者会同几位年轻设计人员对系统 进行了调剂,并建议运行修理人员进行精细调剂,虽已得以改 善,但先天性的失调是难以完全解决的；参加调剂设计人员的 深切体会是：假如这种粗放设计的系统也能正常供暖,就教科 书和规范岂非都得重写；同样,北京某高校的两幢六层单元式一般住宅,室内采暖系统 也是干管异程的上供下回单管次序式,采纳四柱 813型铸铁散 热器,卫生间为 DN32光管,由小区集中燃气锅炉房供暖；据 使用单位和住户反映,自投入使用以来,冬季室内温度达不到 市政府规定 16的最低标准,在寒冷期内,一至二层的室温,大多在 12以下,已严峻影响居民的生活环境质量；到现场对 典型房间进行调查,室温顺散热器温度,明显低于由同一热源 供暖的其它建筑；据对设计采暖负荷进行验算,散热器数量符 合常规运算结果；对系统设计进行水力平稳验算,就同样存在 较大的不平稳度,不论立管负荷大小,双侧接散热器的立管管 径一律取 DN25× 20,单侧接散热器的立管管径一律取DN20× 20,而无外围护结构的卫生间,就采纳DN32的光立管； 1号楼入口处最有利的7号立管阻力缺失约仅为900Pa,系统末端最不利的 25号立管阻力缺失高达约3500Pa,加上供回水干管的阻力缺失,此两根立管的不平稳度约高达 700；而卫生间立管阻力缺失约仅为60Pa. 加以环路划分偏大,室内系统名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 水力失调现象必定会显现；笔者试图对系统进行调剂,但质量低劣的铸铁阀门根本无法转动；除上述因素外,由于室外供暖管网的严峻失调,致使1号楼和 2号楼采暖流量不足,即使在入口处的有利环路,流量也明显不足；3、系统补水某供暖建筑面积22万多 m 2的居住小区,存在水力失调的室内系统末端底层住户,显现以下古怪的现象：每到晚 上八九点钟后散热器就开头降温,到半夜就完全不热,而次日 早晨又会逐步热起来；据深化调查,重新热起来是由于顶层住 户在每晚临睡前和次日早晨起床后进行了手动放风所致；经改 装了质量较好的自动排气阀后有所缓解,但系统中仍是常常因 有空气存在；明显,应完全解决系统进入空气的问题；据查,系统未设置膨胀水箱,也未设置气压水罐等膨胀容积,只是依靠功率较大的补水泵进行补水定压,而补水泵就由电接 点压力表掌握启停,当降至下限值时水泵启动,达到上限值时 停泵；由于设置在管路上的压力表,指针会发生抖动,上下限 值的整定间距不能很小,因此,停泵后重新启动必定会有较长 的时间间隔；在此时段内,由于水的不行压缩性和不行防止的 系统泄漏,总会有空气进入系统,并积存于流量较小的系统末 端顶点；由于该工程已无条件增设膨胀水箱和足够容积的气压水罐,采 取了增设一台略大于系统泄漏量的小功率补水泵（0.75kW）的 方法,使之连续运行,当流量大于系统泄漏量时,通过限压阀 回流至软水箱,基本上解决了问题；由此可得到启示：用合理 容积的膨胀水箱或气压水罐进行定压,是非常必要的,如无条 件设置,就应采纳不间断运行的变频补水泵,或像本工程所采 取的简易方法；4、竖向压力分区与“ 分环”名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 采暖通风与空气调剂设计规范第3.3.9 条规定：“ 建筑物的热水采暖系统高度超过 50m时,宜竖向分区设置” ；条文说 明作如下说明：其主要目的是为了减小散热器及配件所承担的 压力,保证系统安全运行；暖通规范作上述限定非常必要；近 年以来,高层建筑（特殊是高层住宅）的热水采暖系统因渗漏 而使家装破坏的事故,时有发生；除散热器或其它构件的质量 和施工安装队伍素养等因素外,主要由于承压过高；某二十五层高层住宅,原室内系统设计系是按竖向分区设置 的,但由另一单位设计的热源,却为同一系统；在第一个采暖 季,开发建设单位就因渗漏向住户赔偿家装破坏缺失的费用高 达十几万元,不得不进行了困难的改造；有些设计在热源处设置分集水器,对高低环分别接出供回水管 路,将“ 分环” 当作竖向压力分区,这是概念上的错误；“ 分 环” 可能有利于水力平稳和调剂,但不行能对高区和低区分别 实施定压,并不能克服低区所承担的较高静水压力；竖向压力分区最好能从热源上就分别设置；不宜分设时,一般 采纳间接换热的方法；间接换热虽比较稳妥,但换热后二次水 的温度将有所降低,致使散热器数量增加；因此,在实际工程应用中,也有采纳加压和减压的方法,即：热源系统按低区定压；高区系统供水经加压进入,回水就减压 接回低区系统；从理论上分析,高区热媒循环水泵的工作扬 程,要附加高低区系统的几何高差,不利于节能,但从技术经 济的综合分析,可能仍有可取之处；但采纳此种方法,要特殊 留意减压阀的“ 动静压差特性” ,即：当高区系统水泵停止 时,减压阀后的设定压力会上升一个动静压差值,此值在阀的额定流量条件下约为5m,造成低区开式膨胀水箱的溢流,并同名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 时使高区系统亏水和空气进入；虽然性能较好的减压阀动静压 差较小,但最好仍是采纳闭式膨胀水箱,或采纳不间断运行的 变频补水泵定压；5、散热器的挑选国家标准住宅设计规范有针对性地提到 散热器的挑选问题；规定“ 应采纳体型紧凑、便于清扫、使用 寿命不低于钢管的型式” ；目前,散热器品种繁多,市场竞争 猛烈,有淡定挑选的余地,但也要看到各种散热器在应用实践 中都显现过不同性质的问题；关键是要针对系统的特性,较为 适当地应用,要用其所长,避其所短；系统的运行、保养和水 质掌握等环节水平的提高,要有一个渐进的过程,一种有生命 力的产品,应当提高其适应客观条件的性能,而不是对客观条 件的苛求；铸铁散热器是一种适应性较强的品种,它的主要弊病是：体型 不紧凑,如铸铁四柱或铸铁长翼型等陈旧型号,明显与节能 的、装饰要求较高的建筑环境很不和谐；由于价格竞争,偷工 减料,常达不到额定散热量；内腔粘砂成为系统堵塞的重要原 因；落后的铸造工艺和加工粗劣,组对接口简单漏水；一些发 达国家自己不生产但仍乐于采纳,并看作为高档产品,当然不 是这样粗陋的品种；如不开发新的品种,必定会陷入困境；可 喜的是,外型可类似于高档钢制散热器、内腔无粘砂的铸铁散 热器,已开发胜利并已形成生产才能,由于它对各种系统及运 行治理水平的适应性强,可望有较大的进展空间；钢板材质的钢制散热器体型较薄且较美观,国外较多采纳,引 进并广泛应用以后,由于材质、生产工艺、运行水质等因素失 控,八十岁月后期曾发生大量腐蚀而造成过很大缺失,至今,仍有过头的商业宣扬误导用户,不断造成此类腐蚀现象重复发 生；引进国外材料或生产工艺生产的一些高档散热器,在发生 腐蚀现象以后,提出了一系列对于较大的集中供暖系统几乎无名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 法达到的苛刻要求,例如：严格掌握热媒含氧量、限定采纳隔 膜式膨胀罐定压方式、非采暖季满水爱护、检修时只能局部放 水、塑料管设阻氧层、内挂镁棒即采纳“ 牺牲阳极爱护” 等；说明其形成腐蚀的主客观因素并未能根本解决,因此仍应慎 用；但是,它仍是可以应用于以燃气热水采暖炉或电热水采暖 炉等分散热源的户式系统中；按寿命不低于钢管的耐腐蚀界定标准,早期开发的钢管材质的 钢制串片管式散热器和后期开发的绕片式（包括高频焊或强 绕）钢制散热器,仍是钢制散热器中可放心选用的主体品种；但此类散热器水阻较大,但又常不能供应精确的水阻特性数 据,在单管系统中应用,特殊是采纳两通恒温阀加跨过管的做 法时,会发生散热器进流量过小的问题；此外,此类散热器的 热工性能和特定形式的外罩有关,外罩的成本占其价格的相当 比例,但外观难以满意用户的装饰要求,“ 罩外加罩” 非常常 见；铝制散热器是一种高效的散热器,同样也发生过腐蚀穿孔问 题,除材质外,碱性水质和超量的氯化物都会对铝产生腐蚀,虽对此种散热器提出了内防护要求,但工艺上难以实施,也不便于检验；由于热水锅炉水质标准要求锅水的PH值应为 1012,说明此种散热器不能用于以锅炉为直接热源的集中供暖系 统,但可在热网集中供热、用户侧为经热交换的二次热媒系 统,也可以应用于以燃气热水采暖炉或电热水采暖炉等分散热 源的户式系统；有些产品改进为采纳铜铝复合,可能是铝制散 热器的主要出路；6、关于分室温度掌握无论是实施分户热计量的住宅户内采暖 系统,仍是其它建筑传统的垂直单管或双管系统,从节能和提 高热舒服度动身,分室温度掌握都是非常必要的；分室温度控 制可以是自动的,也可以是手动的；在这方面的商业误导表现名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 为：将分室温度掌握等同于采纳散热器恒温阀,并认为采纳恒 温阀就无需进行水力平稳运算；这种误导造成了一些系统的失 调和对恒温阀的负面影响；采纳质量较好的手动两通或三通调剂阀实施分室温度掌握,可 能更适合于投资条件受限和供暖不足的普遍实际情形；即使有 条件采纳恒温阀时,也应当在弄清晰其水力特性基础上,正确 地加以应用；散热器两通恒温阀的高阻水力特性,适合于双管系统；为适应 我国市场的需要,国外又推出了针对单管系统的三通恒温阀和 低阻两通恒温阀；因此,我们要面对三类恒温阀,而不是不加 区分；用于双管系统的高阻两通恒温阀,又按不同的预置设定功能分成如干型号,其口径一般情形下应采纳DN15,少量需采纳DN20,无区分地采纳较大口径不利于水力平稳；而用于单管系统的三通恒温阀和低阻两通恒温阀,就必需有DN15、DN20、DN25甚至更大的口径,以依据串接散热器的负荷适当选配；双管系统高阻两通恒温阀应用中的主要问题是极易堵塞,因此 对总体供热不足和运行治理粗放的系统,似利少弊多；恒温阀在单管系统中应用,就发生问题较多,最突出的是采纳 两通恒温阀加跨过管的做法时,不适当地用了高阻恒温阀；单管系统即使采纳低阻两通恒温阀加跨过管的做法,也应当核 算散热器的进流系数；散热器的进流系数,取决于散热器通路 和跨过管通路的阻力比,与恒温阀、散热器和两个通路的管径 匹配有关,有一个较为复杂的运算过程；有些工程因散热器的 进流量过小,不得不在跨过管段上再加阀门,这是一种很不合名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 理的处置；依据工程实践体会,北京市分户热计量试用图集 中,提出了一个界定标准,即进流系数应不小于 30,已被许 多方面包括恒温阀生产厂所接受,有些国外的低阻两通恒温阀 新一代产品,又降低了水阻力；7、关于塑料类管材在实施住宅分户热计量的户内采暖系统 中,已大量采纳塑料类管材,与金属管件接头处漏水成为一大公害,尤以交联铝塑复合（XPAP）管和交联聚乙烯（PE-X）管为甚； XPAP管由于其良好的阻氧性能,相对于其它塑料类管 材,原来更适合于采纳钢制散热器的户内埋地管道；有一种说法：接头处漏水是由于管道的纵向膨胀所引起,这是不准确的；管道受热后纵向膨胀形成的膨胀力,是伸长量、管材的弹性模量和管道截面积的乘积；钢管的线膨胀系数是 0.012 （mm/m.K）,而塑料类管材线膨胀系数的概略值,按从小到大排列如下：XPAP管 0.025 ；PB管 0.130 ；PP-R管0.180 ；PE-X 管 0.200 ,当然,线膨胀系数大的管材受热作用 后会有较大的热伸长量；但塑料类管材的弹性模量远小于钢 管,钢管的弹性模量为 20.6 × 103kN/cm 2,而例如 PP-R管,在 20时仅为 80kN/cm 2,95时又降低为 25 kN/cm 2. 因此,在管 道截面积相同时,塑料类管材的膨胀力会远小于钢管；接头处漏水的主要缘由,是管材与金属管件的协作和施工安装 人员的操作体会问题；依据北京市标准低温热水地板辐射供 暖应用技术规程对金属连接管件的要求,耐拔脱力应不小于 3Mpa,因此是可以通过改进解决的；塑料类管材的纵向膨胀特性,就应在敷设方式上有所考虑；塑 料类管材在地面内埋设时纵向膨胀受限,会转化为内应力,在 管道强度运算的安全系数中可以消纳,而明装时就会发生较大 的弯曲变形,且易受划伤而影响使用寿命；依据实际工程的问名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 题和体会,北京市分户热计量试用图集中,只举荐在直埋（包 括地面内或嵌墙敷设）时采纳,非直埋的全部管道（包括明装 或管道井内安装）,仍举荐采纳热镀锌钢管和螺纹连接,是很 有必要的；8、户式热源的匹配水泵问题在采暖能耗得以严格掌握的节能 住宅中,采纳燃气或电热水采暖炉等,作为户式采暖系统的热 源,采暖费用甚至有可能低于燃气或电热的集中供暖系统,本 采暖季是暖冬,与北京市集中供暖上调后的集中供暖采暖费相 比,更显示出其实际采暖费用低的优势,因而是一种可行的方 案,会具有较大的进展空间；户式采暖系统存在问题之一,是 循环水泵与系统的协作；对于燃气或电热水采暖炉所配带的水 泵,笔者曾询问过很多生产厂家,例如：流量、与流量相关的 炉外剩余水头、排烟温度等,大都提不出明确的技术指标；由 于住宅单户的套型面积和采暖负荷会相差较大,在同一容量循 环水泵的作用下,会显现与设计条件不同的运行工况而造成失 调；特殊是当采纳地板辐射供暖或作为空调器的热源时,更容 易发生流量不足而影响采暖成效；因此,应深化地和谐系统、户式采暖炉和配带水泵的匹配问题；名师归纳总结 - 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