对于既有散热器供暖建筑又有地面辐射供暖建筑的供热区 域,供热系统的设计对保证供热效果,降低工程造价、运行成本有很大的影响。本文对采用单热源,同时存在散热器与地板辐射供暖系统的联网供热系统的设计进行研究。
1 供暖系统的供回水温度
① 散热器供暖系统
考虑安全、卫生、经济性,民用建筑散热器供暖系统采用中、小型供热锅炉房直接供热时,设计供、回水温度一般取95、70℃;采用热电联产和大型区域供热锅炉房间接供热时,二级管网设计供、回水温度一般取85、60℃。
② 地面辐射供暖系统[1]
根据 JGJ142-2004《地面辐射供暖技术规程》,地面辐射供暖系统的供水温度不应大于60℃。民用建筑供水温度宜采用35-50℃,供回水温差不宜大于l0℃。
2 联网供热系统
联网供热系统有多种设计方案,主要有多热源多系统分别供热、单热源同管网混合供热、单热源并联管网供热、单热源串联管网供热等多种形式。由于单热源同管网混合供热会造成地面辐射供暖系统温度较高,从系统的安全、设施的寿命及室内卫生条件考虑,一般不采用。下面重点研究单热源并联管网和单热源串联管网供热系统。
2.1 射流混水器并联管网供热系统[2]
① 供热系统
散热器供暖系统与地面辐射供暖系统并联,热源供水温度取散热器供暖系统供水温度。为满足地面辐射供暖系统供水温度要求,在其人口处安装射流混水器,通过射流混水器将地面辐射供暖系统部分回水混入供水管内,联网供热系统见图1。
图1 射流混水器并联管网供热系统
注:1.循环泵;2.射流混水器;3.调节阀;4.流量计;5.止回阀;6.散热器供暖热用户;7.地面辐射供暖热用户。
② 有关参数的计算
a.循环泵计算质量流量
2.2 混水泵并联管网供热系统[3、4]
① 供热系统
散热器供暖系统与地面辐射供暖系统并联,热源供水温度取散热器供暖系统供水温度。为满足地面辐射供暖系统供水温度要求,在其入口处安装旁通管,旁通管上安装混水泵,将地面辐射供暖系统部分回水混入供水管内,联网供热系统见图2。
图2 混水泵并联管网供热系统
注:1.循环泵;2.混水泵;3.调节阀;4.流量计;5.止回阀;6.散热器供暖热用户;7.地面辐射供暖热用户。
② 有关参数的计算
质量流量、温度等参数的计算过程与射流混水器并联管网供热系统相同。
③ 混水泵的选型计算
混水泵的扬程应大于混水点后地面辐射供暖系统的压力损失,质量流量应大于。为便于调节,混水泵宜选用变频调速泵,或选用恒速泵并在水泵出口设置调节阀。
2.3 加压混水泵并联管网供热系统
① 供热系统
散热器供暖系统与地面辐射供暖系统并联,热源供水温度取散热器供暖系统供水温度。当地面辐射供暖系统阻力较大时,为降低热网工作压力,并满足其资用压头及供水温度要求,可在地面辐射供暖系统入口供水管上安装加压混水泵,并在加压混水泵前的供回水管之间安装旁通管,通过旁通管将地面辐射供暖系统部分回水混入供水管内,联网供热系统见图3。
图3 加压混水泵并联管网供热系统
注:1.循环泵;2.加压混水泵;3.调节阀;4.流量计;5.止回阀;6.散热器供暖热用户;7.地面辐射供暖热用户。
② 有关参数的计算
质量流量、温度等参数的计算过程与射流混水器并联管网供热系统相同。
③ 加压混水泵的选型计算
加压混水泵的设计质量流量应满足地面辐射供暖系统的计算质量流量。
加压混水泵及循环泵的扬程应通过水力计算确定,不仅要满足散热器供暖系统和地面辐射供暖系统的资用压头,还要保证混水效果,节点B的压力应大于节点A的压力,且两节点间的压力差应大于旁通管计算质量流量下的总阻力。旁通管的管径按确定,并适当放大。为便于调节,旁通管上设置调节阀和止回阀,回水管上旁通管后设调节阀,以保证散热器供暖系统的压差。
2.4 设旁通管串联管网供热系统
① 供热系统
散热器供暖系统与地面辐射供暖系统串联,热源供水首先进入散热器供暖系统,散热器供暖系统回水供地面辐射供暖系统。在地面辐射供暖系统入口供回水管之间安装旁通管及调节阀,联网供热系统见图4。
② 有关参数的计算
散热器供暖系统回水温度必须满足地面辐射供暖系统供水温度的要求,散热器供暖系统回水质量流量必须大于等于地面辐射供暖系统的设计质量流量。热网总阻力为散热器供暖系统与地面辐射供暖系统阻力之和。
③ 旁通管的选型计算
旁通管的管径应根据其计算质量流量进行选择,并根据旁通管后地面辐射供暖系统压力损失进行阻力平衡计算,旁通管总阻力应略小于。为便于调节,在旁通管上设调节阀。
图4 设旁通管串联管网供热系统[/ALIGN
注:1.循环泵;2.旁通管;3.调节阀;4.流量计;5.止回阀;6.散热器供暖热用户;7.地面辐射供暖热用户。
3 各种联网供热系统的特性
① 射流混水器并联管网供热系统不需设置混水泵,设备故障少,运行调节简单。但射流混水器为定型产品,适应流量范围窄。由于射流混水器压力损失较大,因此要求循环泵扬程较高,导致热网的工作压力较高。为保证散热器供暖系统不超压,可在散热器供暖系统入口供水管设调节阀,降低供水压力。
② 混水泵并联管网供热系统适应流量范围宽,易调节,不影响地面辐射供暖系统的资用压头但需设置混水泵,设备维护量较大。
③ 加压混水泵并联管网供热系统可降低循环泵扬程,降低热网工作压力,运行安全,但系统调节较繁琐,需设置混水泵,设备维护量较大。
④ 设旁通管串联管网供热系统设备简单,设备维护量小,易于调节。由于散热器供暖系统与地面辐射供暖管网串联,系统阻力大,循环泵扬程较高,热网的工作压力较高,设计时应保证供暖系统不超压。
4 结语
对于同一供热区域内,既有散热器供暖建筑,又有地面辐射供暖建筑,应根据供热建筑的实际情况,经技术经济比较确定供热系统形式。一般情况下,当两种供暖系统的负荷都较大时,应采用多热源多系统分别供热方式。当两种供暖系统的负荷都较小,或其中一种供暖系统的负荷较小时,为降低工程造价和运行成本,可采用单热源联网供热系统。