采暖供熱設備的估算方法
供暖系統(tǒng)由鍋爐、供熱管道、散熱器三部分組成。
建筑物的耗熱量和散熱器的確定以及供熱管道管徑和系統(tǒng)壓力損失的計算是一項周密細致和復雜的設計過程。一般由設計部門暖通設計人員承擔。但是對于我們咨詢行業(yè)要為某業(yè)主在初建、擴建或可研階段，對供熱設備（散熱器、管道、鍋爐）的選型，造價作出估算及驗算供熱管道和鍋爐的負荷或在施工中需要作局部變更，或需編制供暖鍋爐的耗煤計劃，常因缺乏數(shù)據(jù)而不能進行工作，況且這些零星瑣碎的工作也不便給設計部門增添麻煩。
為解決上述問題，本人根據(jù)從事暖通專業(yè)工作多年的經(jīng)驗，特撰寫此文，僅供從事咨詢工作的人員參考。
一、建筑物的供熱指標（q0）
供熱指標是在當?shù)厥彝獠膳嬎銣囟认?，每平方米建筑面積維持在設計規(guī)定的室內(nèi)溫度下供暖，每平方米所消耗的熱量（W/m2）。
在沒有設計文件不能詳細計算建筑物耗熱量，只知道總建筑面積的情況下，可用此指標估算供暖設備，概略地確定系統(tǒng)的投資，q0值詳見表-1。
各類型建筑物熱指標及采暖系統(tǒng)所需散熱器的片數(shù) 表-1
序號
建筑物類型
qo(W/m2)
1片/m2(熱水采暖)
1片/m2(低壓蒸氣采暖)
1
多層住宅
60
0.652
不宜采用
2
單層住宅
95
1.032
0.779
3
辦公樓、學校
70
0.761
不宜采用
4
影劇院
105
1.141
0.861
5
醫(yī)院、幼兒園
70
0.761
不宜采用
6
旅館
65
0.707
0.533
7
圖書館
60
0.652
0.492
8
商店
75
0.815
0.615
9
浴室
140
1.522
1.148
10
******賓館
145
1.576
1.189
11
大禮堂、體育館
140
1.522
1.148
12
食堂、餐廳
130
1.413
1.066
說明：
1).此表散熱器是恒定在64.5℃溫差情況下的數(shù)量。
2).此表所列散熱器片數(shù)可根據(jù)q0的變更作相應修正。
二、散熱器散熱量及數(shù)量的估算
1.以四柱640型散熱器為準，采暖供回水溫度95-70℃
熱水采暖時，一片散熱器的Q值為：
Q水=K×F×Δt=7.13×0.20×64.5=92(W/片)
式中：K=3.663Δt0.16
K=3.663×(100 -18)0.16=7.13W/m2·℃
當采用低壓蒸汽采暖時：
Q汽= K×F×Δt=7.41×0.20×(100-18)=122(W/片)
式中：K=3.663Δt0.16
K=3.663×(100-18)0.16=7.41W/m2·℃
根據(jù)熱平衡原理，將建筑物熱指標和所需散熱器片數(shù)列表1（以四柱640型為準）。
2．各種散熱器之間的換算
若需將四柱640型散熱器改為其它類型的散熱器其片數(shù)轉換可按下式：K1×F1×Δt= K2×F2×Δt即K1×F1= K2×F2進行換算。
3．房間內(nèi)散熱器數(shù)量的調整
1）.朝向修正：朝南房間減一片，朝北房間加一片；既面積、窗墻比相同的兩個房間，南、北向相差2片。
2）.窗墻比修正：有門窗的房間比只有窗無外門面積、朝向均相同的房間多2片。
3）.角隅房間（具有兩面外墻的房間）：按估算數(shù)附加****。
散熱器數(shù)量經(jīng)過修正后，可根據(jù)適用、經(jīng)濟、美觀的要求，選用所需散熱器型號，并用互換公式換算所需訂購的散熱器數(shù)量。
4）.如要求相對******，散熱器片數(shù)的確定，可參見暖通設計手冊或其它有關資料。
三、供暖管道的估算
1．供暖管道的布置形式：
供暖管道布置形式多種多樣，按干管位置分上供下回、下供下回和中供式，按立管又分雙管和單管，單管又有垂直與水平串聯(lián)之別，蒸汽采暖又有干式與濕式回水之分等等。根據(jù)介質流經(jīng)各環(huán)路的路程是否相等，還可分為：
1）.異程式：介質流經(jīng)各環(huán)路的路程不相等，近環(huán)路阻力小，流量大，其散熱器會產(chǎn)生過熱，遠環(huán)路阻力大，流量小，散熱器將出現(xiàn)偏冷現(xiàn)象；中環(huán)路散熱器溫度適合，特別是在環(huán)路較多的大系統(tǒng)中，這種熱的不平衡現(xiàn)象更易發(fā)生，且難調節(jié)。但異程系統(tǒng)能節(jié)約管材，但采暖系統(tǒng)作用半徑小。
2）.同程式：介質流過各環(huán)路的路程大體一致，各環(huán)路阻力幾乎相等，易于達到水力平衡，因而流量分配也比較均勻，不致象異程系統(tǒng)那樣產(chǎn)生熱不均勻現(xiàn)象。但同程系統(tǒng)比異程系統(tǒng)多用管材。但調試簡單方便，供熱安全******，建議采用同程采暖系統(tǒng)為******選擇。
2．采暖管道的估算
1）.采暖管道管徑的估算是根據(jù)允許單位摩擦阻力（熱水采暖R=80-120Pa/m；蒸氣采暖R=60Pa/m和不超過管內(nèi)熱媒流動的******允許流速來確定的（見表-2、表-3、表-4）。管徑估算表中Q、W、R、N值為常用估算值，而Qmax、Wmax、Rmax、Nmax值為******值，適用于距鍋爐房近，作用半徑小，環(huán)路小的采暖系統(tǒng)。
2）.利用此表可按管道負擔的散熱器片數(shù)迅速決定管徑，也可用于系統(tǒng)局部變更或檢驗管道是否超負荷。
3）.根據(jù)低壓蒸氣管與凝結水管同徑熱負荷的比較，DN70以下的蒸氣管所用的凝結水管比蒸氣管<1號；DN70以上的蒸氣管所用的凝結水管比蒸氣管<2號。
四、供暖系統(tǒng)壓力損失的估算
1．公式：
ΣH水=1.1Σ(RL+Z) Pa
ΣH汽=1.1Σ(RL+Z)+2000 Pa
式中：R—單位管長度沿程壓力損失，按100Pa/m估算。
1.1—因施工增加阻力和計算誤差等因素考慮的系數(shù)。
熱水采暖系統(tǒng)管徑估算表表-2
DN(mm)
Q
Qmax
R
Rmax
V
Vmax
N
Nmax
W
Pa/m
m/s
負擔四柱640型散熱器片數(shù)
15
5814
9302.4
120.48
297.13
0.29
0.46
63
101
20
1.37×104
2.33×104
131.30
367.88
0.37
0.64
146
253
25
2.44×104
4.80×104
116.17
431.98
0.41
0.81
265
518
32
5.23×104
10.47×104
118.39
458.80
0.51
1.01
568
1112
40
8.43×104
20.93×104
146.89
876.83
0.62
1.54
916
2275
50
17.44×104
34.88×104
159.85
625.46
0.77
1.54
1896
3792
65
33.43×104
55.23×104
156.36
420.44
0.89
1..48
3634
6067
80
58.14×104
81.40×104
192.70
401.26
1.11
1.61
6320
9101
100
98.83×104
151.16×104
130.73
302.46
1.09
1.66
10745
16433
125
168.61×104
203.49×104
124.48
180.44
1.22
1.47
18330
22754
150
261.63×104
261.63×104
119.44
119.44
1.33
1.33
30339
30339
說明：此表t=95℃、r=983.248kg/m3、K=0.2mm
低壓蒸氣采暖系統(tǒng)管徑估算表表-3
DN(mm)
Q
Qmax
R
Rmax
V
Vmax
N
W
Pa/m
m/s
負擔四柱640型散熱器片數(shù)
15
2500
3500
38
84
5.1
7.6
10
20
5500
8000
40
80
6.2
9
22
25
9500
1.6×104
35
90
6.9
11.2
39
32
2.4×104
3.0×104
47
73
9.6
12
98
40
3.2×104
4.4×104
40
76
9.7
13.4
137
50
6.5×104
8.5×104
43
73
11.8
15.5
270
65
13×104
15×104
46
61
14.4
16.6
539
80
19×104
22×104
39
53
14.8
17.2
784
100
32×104
36×104
37
46
16.4
18.5
1470
125
50×104
55×104
28
33
16.4
18.0
2059
150
70×104
75×104
21
24
15.9
17.1
2941
說明：此表P=200Kpa(******壓力)、K=0.2mm
低壓蒸氣采暖干式凝結水管徑估算表表-4
15
20
25
32
40
50
70
80
100
橫 管
4652
1.74×104
3.26×104
7.91×104
12.1×104
25×104
50×104
69.78×104
145.38×104
四柱640片數(shù)
20
75
140
340
520
1075
2150
3000
6250
立 管
6978
2.56×104
4.88×104
11.63×104
18.03×104
37.22×104
74.43×104
104.67×104
215.16×104
四柱640片數(shù)
30
110
210
500
775
1600
3400
4500
9250
說明：對不利環(huán)路起始端管徑，考慮空氣和銹渣的影響，一般不小于DN25。
2．熱水供暖循環(huán)泵的估算
1）流量：G=(1.2~1.3)
式中：Δt=tG-tH=95℃-70℃=25℃
c—水的比熱。取c=1
1. 2~1.3—儲備系數(shù)
2）揚程：根據(jù)下列公式估算
H=1.1(H1+H2+H3)KPa
式中：H1—鍋爐房內(nèi)部壓力損失（70KPa~220KPa）
H2—室外管網(wǎng)***不利環(huán)路的壓力損失（KPa）
H3—室內(nèi)***長、******環(huán)路的壓力損失，一般為10-20Kpa；有暖風機的為20-50Kpa；水平串聯(lián)系統(tǒng)為50-60Kpa；帶混水器的為80-120Kpa。R值按100Pa/m計算。
根據(jù)上列公式和數(shù)據(jù)，計算出水泵的流量和揚程，即可選擇水泵。
沿程阻力及局部阻力概率分配率
系 統(tǒng) 種 類
系統(tǒng)壓力消耗所占百分比（%）
沿程阻力
局部阻力
室 內(nèi)
熱水系統(tǒng)
50
50
低壓蒸氣系統(tǒng)
60
40
室 外
熱水系統(tǒng)
80-90
20-10
低壓蒸氣系統(tǒng)
50-70
50-30
3．低壓蒸氣采暖系統(tǒng)對鍋爐定壓的要求
在蒸氣量能滿足系統(tǒng)采暖負荷的情況下，可按照低壓蒸氣系統(tǒng)壓力損失估算法來確定鍋爐的壓力。
室外壓力損失：H1=1.1×RL/0.7+2000Pa
式中：R值取100Pa/m
L為室外管道長度m
室內(nèi)壓力損失H2可按20Kpa估算
鍋爐內(nèi)的壓力損失儲備系數(shù)取1.2
鍋爐定壓值P=1.2×(H1+H2)×10-4MPa
五．鍋爐供暖負荷面積的估算
1．新型鍋爐的效率η=0.75以上。
0.7MW蒸發(fā)量鍋爐的供熱面積可按下式計算：
F= 1X70X104/qom2
F= 0.8X1X70X104/70=8000m2
式中：0.8—考慮鍋爐和室外采暖管道損失占20%，室內(nèi)占80%。
q0—按70W/m2估算
2．煤的發(fā)熱量
焦煤：7.6kW/kg；無煙煤：7.0kW/kg；煙煤：6.0kW/kg；褐煤：5.0kW/kg；泥煤：3.54kW/kg；
3．一天的燃燒量
B2=B1×每日供暖小時（T/日）
4．一年采暖期的燃煤量
B3=B2×采暖期天數(shù)（T/年）
5．鍋爐燃煤量的經(jīng)驗數(shù)字
0. 7MW蒸發(fā)量的鍋爐需要的燃煤量：
無煙煤：180kg/h；煙煤：270kg/h；褐煤：360kg/h。
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