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1 、熱媒設計溫度

散熱器熱水采暖系統的熱媒設計溫度,一般根據熱舒適度要求、系統運行的安全性和經濟性等原則確定。供水溫度不超過95℃,可確保熱媒在常壓條件下不發生汽化;適當降低熱媒溫度,有利于提高舒適度,但要相應增加散熱器數量。所以一般經常采用95/70℃,例如:作為散熱器“標準工況”的64.5℃,就是水溫95/70℃的平均值與室溫18℃的傳熱溫差。許多采暖系統的設計計算資料,也按此條件編制。

當然,熱媒設計溫度也要符合熱源條件的可能性和考慮其它因素。例如:以較低溫度的一次熱媒進行換熱所得的二次熱媒,或采用戶式燃氣熱水采暖爐的水溫有限制,或采用塑料類管材為提高其耐用性時,也有采用85/60℃作為設計參數的。但是,再進一步降低散熱器采暖的熱媒設計參數,顯然是不合理的。以95/70℃為比較基礎,熱媒平均溫度每降低10℃,散熱器數量約增加20% .

為何實際運行水溫遠低于熱媒沒計溫度時,也可達到設計室溫?主要是由于實際配置的散熱面積,均不同程度地偏大于理論所需散熱面積。根據理論推導和實際工程運行驗證,對于設計水溫95/70℃的系統,當散熱面積偏大10%時,運行水溫約可為90/65℃;當偏大20%時,運行水溫約可為85/60℃;當偏大30%時,運行水溫約可為82.5/57.5℃;當偏大40%時,運行水溫約可為80/55℃。由于設計保守等各種因素,一般系統的散熱面積均會偏大30%以上。

2、 系統補水

如某供暖建筑面積22萬多m2的居住小區,存在水力失調的室內系統末端底層住戶,出現以下奇怪的現象:每到晚上八九點鐘后散熱器就開始降溫,到半夜就完全不熱,而次日早晨又會逐漸熱起來。據深入調查,重新熱起來是由于頂層住戶在每晚臨睡前和次日早晨起床后進行了手動放風所致。經改裝了質量較好的自動排氣閥后有所緩解,但系統中還是經常因有空氣存在。顯然,應徹底解決系統進入空氣的問題。

據查,系統未設置膨脹水箱,也未設置氣壓水罐等膨脹容積,只是依靠功率較大的補水泵進行補水定壓,而補水泵則由電接點壓力表控制啟停,當降至下限值時水泵啟動,達到上限值時停泵。由于設置在管路上的壓力表,指針會發生抖動,上下限值的整定間距不能很小,因此,停泵后重新啟動必然會有較長的時間間隔。在此時段內,由于水的不可壓縮性和不可避免的系統泄漏,總會有空氣進入系統,并積存于流量較小的系統末端頂點。

由于該工程已無條件增設膨脹水箱和足夠容積的氣壓水罐,采取了增設一臺略大于系統泄漏量的小功率補水泵(0.75kW)的方法,使之連續運行,當流量大于系統泄漏量時,通過限壓閥回流至軟水箱,基本上解決了問題。由此可得到啟示:用合理容積的膨脹水箱或氣壓水罐進行定壓,是十分必要的,如無條件設置,則應采用不間斷運行的變頻補水泵,或像本工程所采取的簡易方法。

3 、豎向壓力分區與“分環”

《采暖通風與空氣調節設計規范》第3.3.9條規定:“建筑物的熱水采暖系統高度超過50m時,宜豎向分區設置”。條文說明作如下解釋:其主要目的是為了減小散熱器及配件所承受的壓力,保證系統安全運行。暖通規范作上述限定十分必要。近年以來,高層建筑(尤其是高層住宅)的熱水采暖系統因滲漏而使家裝破壞的事故,時有發生。除散熱器或其它構件的質量和施工安裝隊伍素質等因素外,主要由于承壓過高。

如某二十五層高層住宅,原室內系統設計系是按豎向分區設置的,但由另一單位設計的熱源,卻為同一系統。在第一個采暖季,開發建設單位就因滲漏向住戶賠償家裝破壞損失的費用高達十幾萬元,不得不進行了困難的改造。

有些設計在熱源處設置分集水器,對高低環分別接出供回水管路,將“分環”當作豎向壓力分區,這是概念上的錯誤。“分環”可能有利于水力平衡和調節,但不可能對高區和低區分別實施定壓,并不能克服低區所承受的較高靜水壓力。

豎向壓力分區最好能從熱源上就分別設置。不宜分設時,一般采用間接換熱的方法。間接換熱雖比較穩妥,但換熱后二次水的溫度將有所降低,致使散熱器數量增加。

因此,在實際工程應用中,也有采用加壓和減壓的方法,即:熱源系統按低區定壓。高區系統供水經加壓進入,回水則減壓接回低區系統。從理論上分析,高區熱媒循環水泵的工作揚程,要附加高低區系統的幾何高差,不利于節能,但從技術經濟的綜合分析,可能仍有可取之處。但采用此種方法,要特別注意減壓閥的“動靜壓差特性”,即:當高區系統水泵停止時,減壓閥后的設定壓力會升高一個動靜壓差值,此值在閥的額定流量條件下約為5m,造成低區開式膨脹水箱的溢流,并同時使高區系統虧水和空氣進入。雖然性能較好的減壓閥動靜壓差較小,但最好還是采用閉式膨脹水箱,或采用不間斷運行的變頻補水泵定壓。

4 、關于分室溫度控制

無論是實施分戶熱計量的住宅戶內采暖系統,還是其它建筑傳統的垂直單管或雙管系統,從節能和提高熱舒適度出發,分室溫度控制都是十分必要的。分室溫度控制可以是自動的,也可以是手動的。在這方面的商業誤導表現為:將分室溫度控制等同于采用散熱器恒溫閥,并認為采用恒溫閥就無需進行水力平衡計算。這種誤導造成了一些系統的失調和對恒溫閥的負面影響。

采用質量較好的手動兩通或三通調節閥實施分室溫度控制,可能更適合于投資條件受限和供暖不足的普遍實際情況。即使有條件采用恒溫閥時,也應該在弄清楚其水力特性基礎上,正確地加以應用。

散熱器兩通恒溫閥的高阻水力特性,適合于雙管系統。為適應我國市場的需要,國外又推出了針對單管系統的三通恒溫閥和低阻兩通恒溫閥。因此,我們要面對三類恒溫閥,而不是不加區別。

用于雙管系統的高阻兩通恒溫閥,又按不同的預置設定功能分成若干型號,其口徑一般情況下應采用DN15,少量需采用DN20,無區別地采用較大口徑不利于水力平衡。而用于單管系統的三通恒溫閥和低阻兩通恒溫閥,則必須有DN15、DN20、DN25甚至更大的口徑,以根據串接散熱器的負荷適當選配。

雙管系統高阻兩通恒溫閥應用中的主要問題是極易堵塞,因此對總體供熱不足和運行管理粗放的系統,似利少弊多。

恒溫閥在單管系統中應用,則發生問題較多,最突出的是采用兩通恒溫閥加跨越管的做法時,不適當地用了高阻恒溫閥。

單管系統即使采用低阻兩通恒溫閥加跨越管的做法,也應該核算散熱器的進流系數。散熱器的進流系數,取決于散熱器通路和跨越管通路的阻力比,與恒溫閥、散熱器和兩個通路的管徑匹配有關,有一個較為復雜的計算過程。有些工程因散熱器的進流量過小,不得不在跨越管段上再加閥門,這是一種很不合理的處置。

5、 戶式熱源的匹配水泵問題

在采暖能耗得以嚴格控制的節能住宅中,采用燃氣或電熱水采暖爐等,作為戶式采暖系統的熱源,采暖費用甚至有可能低于燃氣或電熱的集中供暖系統,本采暖季是暖冬,與北京市集中供暖上調后的集中供暖采暖費相比,更顯示出其實際采暖費用低的優勢,因而是一種可行的方案,會具有較大的發展空間。戶式采暖系統存在問題之一,是循環水泵與系統的配合。對于燃氣或電熱水采暖爐所配帶的水泵,筆者曾詢問過許多生產廠家,例如:流量、與流量相關的爐外剩余水頭、排煙溫度等,大都提不出明確的技術指標。由于住宅單戶的套型面積和采暖負荷會相差較大,在同一容量循環水泵的作用下,會出現與設計條件不同的運行工況而造成失調。尤其是當采用地板輻射供暖或作為空調器的熱源時,更容易發生流量不足而影響采暖效果。因此,應深入地協調系統、戶式采暖爐和配帶水泵的匹配問題。

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