住宅采暖户内连接系统分析

摘要:首先阐述住宅采暖设计中可供选择的户内系统形式,接下来探讨如何选用管材及供回水温度,最后对管道与散热器连接形式进行了比较。

Abstract: Firstly it described the forms of residential heating indoor connection system and then discussed how to choose pipes and supply and return water temperatures,and finally compared the pipe and radiator connection forms.

关键词:住宅采暖;户内连接系统;形式;比较

Key words: residential heating;indoor connection system;form;comparison

中图分类号:TU83 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)12-0106-01

1住宅采暖设计中可供选择的户内系统形式

随着科学技术的不断发展更替,住宅采暖出现了多元化的系统形式,但仍以采用散热器供暖方式为多数。在“技术规程”中规定当采用散热器供暖方式时,应根据建筑平面和层高、装饰标准和使用要求、管材和施工技术条件等因素,选择采用以下户内供暖管道布置方式:

①布置在本层顶板下,采用上分双管式系统。

②布置在本层地面上或镶嵌在踢脚板内,采用下分双管式或水平串联单管跨越式系统。

③布置在本层地在下的垫层内,采用下分双管式、水平串联单管跨越式或放射双管式系统。

2管材选用

“技术规程”规定,户内供暖埋设在垫层内的管道,应根据系统工作压力、水质要求、材料供应条件、施工技术条件和投资等因素选用。可供选用的管材有四种:交联铝塑复合(XPAP)管;聚丁烯(PB)管;交联聚乙烯(PE-X)管和无规共聚聚丙烯(PP-R)管。“技术规程”还规定,对散热器供暖系统,塑料类管材使用条件分级,应不低于五级。此时管道寿命为:在20℃状态,使用50年。但是当压力、温度升高后,上述管材寿命都有不同程度的衰减,因而在选择管材时,必须根据系统工作状态下的温度、压力计算出管道的最小壁厚,确定适合的管材。

P=0.6MPa时,各种管材的S值及壁厚(mm)厂家生产的管材一般外径×壁厚为:D16×2、D20×2、D25×2.5。在相同压力下,PP-R管管壁最厚,PB管管壁最薄。PP-R管即使在P=0.40MPa状态,D20管壁厚也需2.88mm,由于不好弯曲,施工困难,工程中不宜采用。PB管上由于环应力高,性能最好,可按标准厚度选用。XPAP及PE-X管在P=0.80MPa时,管壁超出标准厚度,选用时应认真核对,否则会减少使用寿命。当P=0.60MPa以下时,可按标准厚度选用。

3供、回水温度选用

3.1 采暖系统供、回水温度。

在传统的采暖系统中,使用金属管材,供、回水温度95～70℃。对于埋在垫层内的塑料类管材,在设计中使用条件选用五级时,其含义为:在50年总使用周期中,正常操作温度在20℃时共历时14年;60℃时共历时25年;80℃时共历时10年;90℃时共历时1年;100℃意外运行条件不超过100小时。由此可见,不宜使用95～70℃水温。如果使用,只能认为系统在运行中,水温达到95℃时间很少,有些勉强。设计不够严瑾,也降低了管材使用寿命。由于目前各种规程、规范没有对水温做出规定,在设计中就出现多种选择95～70℃,85～60℃,80～60℃、甚至70～50℃也有使用。

3.2 供、回水温度对散热器散热量的影响。以铸铁四柱760型散热器为例,其传热系数K和每片散热器散热量q的计算式为:

K=2.503Δt0.293 q=f・k・ΔtΔt=(t1+t2)/2-tn

当水温85～60℃时,散热器散热量为95～70℃时80%;当水温98～70℃时,散热器散热量为95～70℃时76%,当水温70～50℃时,散热器散热量为95～70℃时57%。

3.3 以具体工程为例,比较不同供、回水温度对散热器片数及造价的影响。

哈尔滨市某九层住宅楼,建筑面积11286m2,采暖热负荷583360W,采暖热指标51.7W/m2。按“技术规程”规定,计算户间传热负荷后,每户平均增加热负荷35%。设计中选用铸铁四柱760内腔无砂型散热器,供热管设在地面下垫层内,下分双管采暖系统。

当水温为70～50℃时,散热器的投资比90～70℃时增加73%,净增投资9.94万元。另外,散热器过多,占用较多建筑面积,设计中很难布置。95～70℃虽然是最经济的,但其运行温度与塑料类管材使用条件不匹配。选用85～60℃和80～60℃虽然也增加24%和31%的投资,但考虑塑料管的使用寿命,还是比较恰当的。

4管道与散热器连接形式的比较

4.1 水平串联单管跨越式系统安装后比较简洁,管道不需另件连接,安装恒温三通阀或三通调节阀后有分室调节功能。但有计算繁琐、系统末端水温较低、散热器片数较多的问题。

4.2 双管系统采用XPAP管和PE-X管时,在垫层内不能有管件接头,需将管道翻至地面上做接头,要求散热器有一定高度,安装后效果不好。但在安装恒温二通阀或手动调节阀后,有较好的分室调节功能。

4.3 放射双管系统和单管系统一样,连接不需管件,安装后效果较好。由于装有分、集水器,散热器支管加温控阀或手动调节阀,使系统具有集中调节和分室调节功能。这种系统的缺点是当户内房间较多时垫层内管道太多,会使地面温度升高,另外室内装修时有扎坏管道的可能。解决的办法是在管道外加保护套管,防止地面温升,并在施工结束时应有竣工图备案,使装修时能避开管道位置。放射双管式和水平串联单管跨越式系统相结合,例如把热负荷小的房间与其相邻的房间串联在一起,有助于这两种形式扬长避短,是可行的方案。

户内供暖管布置在本层顶板正气双管系统最简单,施工、检修方便。这种系统因管道外露不被各方看好,但目前对埋地塑料管在供暖系统中的使用寿命还有待证实。使用50年只是理论推算的结果,国内还没有使用50年的工程实例。至于管道外露,完全可以在装修中解决。现在住宅层高已提高了100毫米,水平管只需局部吊顶住户在房间高度上可得到实惠。塑料类管材更适合用于低温水地板辐射采暖系统.如选用供暖管埋于垫层方案,宜首选地板辐射采暖系统,因其供水温度不超过60℃,运行温度与管道特性匹配。辐射采暖还可降低热负荷,节约能源,又利于楼层间隔音,使住宅更舒适,提高了住宅档次。PP-R管只适用于温度、压力较低的采暖系统.四种塑料管中PB管性能最好,PP-R管性能最差。PB管还有再生性,但价格高,是XPAP管价格的1.5～1.8倍,选用时应做技术经济比较。XPAP、PE-X管在P=0.8MPa时应加厚管壁,更适合在P=0.6MPa以下状态使用。供暖管埋在垫层内的散热器系统,放射双管式与水平串联单管跨越式相结合的系统更适用。