【摘要】為幫助考生更好的掌握暖通工程師考試知識點，環球網校暖通工程師考試頻道特地整理暖通工程師基礎考試相關考點，本文為暖通工程師考試基礎知識采暖循環水量與室內系統的關系考點，希望能對各位備考暖通工程師考試有所幫助!

　　一、采暖循環水量與室內系統的關系(環球網校暖通工程師頻道整理系統基礎知識)

　　在以往的供熱系統中，由于缺少簡便易行的流量測試手段和可靠的流量控制元件，對于一個系統而言，需要多少流量才能保證供熱的要求，我們沒有一個明確的數字;對于一個熱用戶而言，需要多少流量才能保證供熱的要求，我們也沒有一個明確的數字。

　　近幾年，不少供熱系統中使用了廊坊市愛能供熱設有限公司生產的“愛能牌”自立式流量控制閥，依靠該閥可靠的質量和優異的流量控制性能，有效地控制循環水量，即解決了供熱系統的平衡問題，又為我們正確的認識循環水量提供了有力的依據。在十幾年數百個供熱單位的供熱實踐中，我們發現不同的室內系統對于循環水量的要求是不同的。

　　一) 傳統的上給下回式室內系統所需流量最少(環球網校暖通工程師頻道整理系統基礎知識)

　　上給下回式系統在我國屬于主流的室內系統，即使在很多地區進行大量的分戶改造的今天，這種系統的數量依然很多。對于這種系統，按供熱面積進行計算，每平方米需要3公斤左右的循環水量，就可以滿足供熱的需要。對于比較寒冷的地區或者是室內系統的垂直失調解決得不是很好的地區，循環量要大一點，對于不太寒冷的地區或者是室內系統的垂直失調解決得比較好的地區，循環量可以小一點，變化的幅度可以在2.7-3.3之間。如哈爾濱市“哈飛”后勤處，2001年使用我公司的自立式流量控制閥，循環水量每平米3公斤，供暖效果良好。

　　二)原有住房改造的一戶一環單管串聯系統

　　改造的一戶一環單管串聯系統，這種系統由于原設計時自頂樓至一樓是按溫降理論進行的設計，按每層散熱器的不同進口溫度配置的散熱器，而進行一戶一環的改造時，散熱器還是原來的配置。在實際供熱運行時，每層的散熱器進口溫度都是相同的，由此造成了底層用戶比高層用戶熱得多的現象。對于這種系統，按同一進口溫度統一配置各樓層的散熱器是最好的解決辦法。但是，最好的辦法不一定是可行的辦法，由于資金和改造難度的問題，這個辦法不可行。那么只有靠增大流量來解決，根據這幾年的經驗，對于原有住房改造的一戶一環單管串聯系統，循環水量一般4公斤左右，就可以滿足供熱的需要。對于比較寒冷的地區或者是室內系統的水平失調解決得不是很好的地區，循環量要大一點，對于不太寒冷的地區或者是室內系統的水平失調解決得比較好的地區，循環量可以小一點，變化的幅度可以在3.5-4.5之間。如沈陽市東陵區供熱公司，2001年使用我公司的自立式流量控制閥，流量設定為每平米3公斤時，效果略差，02年將流量設定為每平米3.5公斤，達到供熱的要求。

　　三)新建的一戶一環系統(環球網校暖通工程師頻道整理系統基礎知識)

　　新建的一戶一環系統，不論是單管式水平串聯系統，還是雙管式系統，由于按溫降理論進行了合理的計算，散熱器的配置是經過嚴格設計的，所以其循環水量也比較低，根據這幾年的經驗，一般設定為每平米3.3公斤循環水量，就可以滿足供熱的需要。對于比較寒冷的地區或者是室內系統的水平失調解決得不是很好的地區，循環量要大一點，對于不太寒冷的地區或者是室內系統的水平失調解決得比較好的地區，循環量可以小一點，變化的幅度可以在每平米3-3.5公斤之間。如吉林省城建物業公司，2002年使用我公司的自立式流量控制閥，流量設定為每平米3.5公斤時，效果很好，04年將流量設定為每平米3.3公斤，供暖也比較正常。

　　對于傳統的上給下回式室內系統，根據文中推薦的每平米3公斤的循環水量，多數情況下都能滿足供暖需要，對于原有住房改造的一戶一環單管串聯系統和新建的一戶一環系統，由于地區不同和設計上的不同，建議先根據文中推薦的流量值進行設定，觀察一段時間效果，然后再確定增加或者減小流量，并以此為依據，制定今后本地區的循環流 。

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　　二、地源熱泵的埋管

　　1 土壤源熱泵系統設計的主要步驟(環球網校暖通工程師頻道整理系統基礎知識)

　　(1)建筑物冷熱負荷及冬夏季地下換熱量計算

　　建筑物冷熱負荷計算與常規空調系統冷熱負荷計算方法相同，可參考有關空調系統設計手冊，在此不再贅述。

　　冬夏季地下換熱量分別是指夏季向土壤排放的熱量和冬季從土壤吸收的熱量。可以由下述公式 [2]計算：

　　kW (1)

　　kW (2)

　　其中 Q1'——夏季向土壤排放的熱量，kW

　　Q1——夏季設計總冷負荷，kW

　　Q2'——冬季從土壤吸收的熱量，kW

　　Q2——冬季設計總熱負荷，kW

　　COP1——設計工況下水源熱泵機組的制冷系數

　　COP2——設計工況下水源熱泵機組的供熱系數

　　一般地，水源熱泵機組的產品樣本中都給出不同進出水溫度下的制冷量、制熱量以及制冷系數、供熱系數，計算時應從樣本中選用設計工況下的 COP1、COP2 。若樣本中無所需的設計工況，可以采用插值法計算。

　　( 2)地下熱交換器設計

　　這部分是土壤源熱泵系統設計的核心內容，主要包括地下熱交換器形式及管材選擇，管徑、管長及豎井數目、間距確定，管道阻力計算及水泵選型等。

　　( 3)其它

　　2 地下熱交換器設計

　　2.1 選擇熱交換器形式

　　2.1.1 水平(臥式)或垂直(立式)

　　在現場勘測結果的基礎上，考慮現場可用地表面積、當地土壤類型以及鉆孔費用，確定熱交換器采用垂直豎井布置或水平布置方式。盡管水平布置通常是淺層埋管，可采用人工挖掘，初投資一般會便宜些，但它的換熱性能比豎埋管小很多，并且往往受可利用土地面積的限制，所以在實際工程中，一般采用垂直埋管布置方式。

　　根據埋管方式不同，垂直埋管大致有 3種形式：(1)U型管(2)套管型(3)單管型。套管型的內、外管中流體熱交換時存在熱損失。單管型的使用范圍受水文地質條件的限制。U型管應用最多，管徑一般在50mm以下，埋管越深，換熱性能越好，資料表明：最深的U型管埋深已達180m。U型管的典型環路有3種，其中使用最普遍的是每個豎井中布置單U型管。

　　2.1.2 串聯或并聯

　　地下熱交換器中流體流動的回路形式有串聯和并聯兩種，串聯系統管徑較大，管道費用較高，并且長度壓降特性限制了系統能力。并聯系統管徑較小，管道費用較低，且常常布置成同程式，當每個并聯環路之間流量平衡時，其換熱量相同，其壓降特性有利于提高系統能力。因此，實際工程一般都采用并聯同程式。結合上文，即常采用單 U型管并聯同程的熱交換器形式。

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　　2.2 選擇管材

　　一般來講，一旦將換熱器埋入地下后，基本不可能進行維修或更換，這就要求保證埋入地下管材的化學性質穩定并且耐腐蝕。常規空調系統中使用的金屬管材在這方面存在嚴重不足，且需要埋入地下的管道的數量較多，應該優先考慮使用價格較低的管材。(環球網校暖通工程師頻道整理系統基礎知識)所以，土壤源熱泵系統中一般采用塑料管材。目前最常用的是聚乙烯( PE)和聚丁烯(PB)管材，它們可以彎曲或熱熔形成更牢固的形狀，可以保證使用50年以上;而PVC管材由于不易彎曲，接頭處耐壓能力差，容易導致泄漏，因此，不推薦用于地下埋管系統。

　　2.3 確定管徑

　　在實際工程中確定管徑必須滿足兩個要求：(1)管道要大到足夠保持最小輸送功率;(2)管道要小到足夠使管道內保持紊流以保證流體與管道內壁之間的傳熱。顯然，上述兩個要求相互矛盾，需要綜合考慮。一般并聯環路用小管徑，集管用大管徑，地下熱交換器埋管常用管徑有20mm、25mm、32mm、40mm、50mm，管內流速控制在1.22m/s以下,對更大管徑的管道，管內流速控制在2.44m/s以下或一般把各管段壓力損失控制在4mH2O/100m當量長度以下。

　　2.4 確定豎井埋管管長

　　地下熱交換器長度的確定除了已確定的系統布置和管材外，還需要有當地的土壤技術資料，如地下溫度、傳熱系數等。

　　文獻 [2]介紹了一種計算方法共分9個步驟, 很繁瑣，并且部分數據不易獲得。在實際工程中，可以利用管材“換熱能力”來計算管長。換熱能力即單位垂直埋管深度或單位管長的換熱量，一般垂直埋管為70～110W/m(井深)，或35～55W/m(管長)，水平埋管為20～40W/m(管長)左右[3]。

　　設計時可取換熱能力的下限值，即35W/m(管長)，具體計算公式如下：

　　(3) 其中 Q1'——豎井埋管總長，m

　　L ——夏季向土壤排放的熱量，kW

　　分母“35”是夏季每m管長散熱量，W/m

　　2.5 確定豎井數目及間距

　　國外，豎井深度多數采用 50～100m，設計者可以在此范圍內選擇一個豎井深度H，代入下式計算豎井數目:

　　(4) 其中 N——豎井總數，個

　　L——豎井埋管總長，m

　　H——豎井深度，m

　　分母“2”是考慮到豎井內埋管管長約等于豎井深度的2倍。

　　然后對計算結果進行圓整，若計算結果偏大，可以增加豎井深度，但不能太深，否則鉆孔和安裝成本大大增加。

　　關于豎井間距有資料指出： U型管豎井的水平間距一般為4.5m[3]，也有實例中提到DN25的U型管，其豎井水平間距為6m，而DN20的U型管，其豎井水平間距為3m[4]。若采用串聯連接方式，可采用三角形布置來節約占地面積。

　　2.6 計算管道壓力損失

　　在同程系統中，選擇壓力損失最大的熱泵機組所在環路作為最不利環路進行阻力計算。可采用當量長度法，將局部阻力件轉換成當量長度，和管道實際長度相加得到各不同管徑管段的總當量度，再乘以不同流量、不同管徑管段每 100m管道的壓降，將所有管段壓降相加，得出總阻力。

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　　三、防火閥，排煙閥如何選擇

　　防火閥包括：

　　1.防火閥、防火調節閥，常開，70度關閉，一般安裝在風管穿越防火墻處，起火災關斷作用，可以設置輸出電訊號，煙感超過70度時閥門關閉，連鎖送(補)風機關閉;

　　2.防煙防火調節閥，常開，70度關閉，同一，不過多一個電訊號輸入，可由消控室遠程控制關閉，一般用于平時送風、火災補風共用風管系統中，火災時可控制關閉不需要補風的房間;(環球網校暖通工程師頻道整理系統基礎知識)

　　3.防火閥，280度熔斷關閉，常開，輸出電訊號，這種和1相似，只是熔斷溫度不同，一般應用于火災排煙管穿越防火墻處，煙氣溫度超過280度時自動熔斷關閉，可連鎖關閉排煙風機。

　　排煙閥：

　　1.排煙防火閥(常閉，電訊號開啟，280度熔斷關閉，或手動關閉)一般應用于排煙系統中，可在排煙風機吸入口安裝一個，火災時由消控室控制開啟，關閉時也可連鎖關閉該排煙風機。

　　2.排煙閥，同上述3，各個單位叫法不同，有的根據它的動作溫度叫做排煙閥，有的根據它的用途性質叫做防火閥，但是對于設備方只是把普通防火閥的熔斷金屬換成280度熔斷的那一種.

　　排煙口：

　　如果你在管路上安裝了必要的排煙閥，就用普通的單層百葉風口即可;否則需用板式排煙口，它同時帶有排演防火閥的機構。

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