李景彦
(太原热力公司,山西 太原 030001)
与供水、供电相比,供热行业因为长期遗留下来的历史问题及热计量的复杂性和特殊性,在全国范围内尚处于推广阶段,未达到全面实施。分户控制是供热计量的前提条件,它提高了用户的节能意识,使用户可以自主控制热的需求度,使集中供热更加个性化和人性化。
我国北方建筑传统的采暖系统是单元立管供暖系统和户内水平采暖系统。单元立管采暖系统分上供下回式和下供下回式,通过对两种形式首层并联环路与顶层并联环路水力平衡计算比较,可以看出,在同等条件下,下供下回式立管形式在水力平衡方面具有明显优势,同时也减少了工程设计中水力平衡计算的工作量。下供下回式有两种常见式:异程式立管系统和同程式立管系统。在供暖设计时,考虑到自然重力压头的作用,单元立管系统通常采用下供下回异程式。
目前虽然住宅户内采暖形式已经多元化,但采用散热器的供暖方式仍为多数。采暖管一般布置在本层地面下的垫层内,根据采暖管布置方式不同分为水平双管并联式、水平单管串联式、水平单管跨越式和辐射式双管系统。由于户内采暖管设在地面下垫层内,房间内只见散热器及其支管,现以被多数建筑单位接受,一般是在结构板上做50~60 mm垫层,并为此将房间层高提高100 mm[1]。由于管道在垫层内埋设,在管材选用、供水温度确定等方面与传统采暖系统有较大差别。在设计时,埋在垫层中的塑料管材根据使用条件一般选用5级或5A级。考虑到塑料管材使用条件必须与运行温度相匹配,故运行温度一般选用85~60℃和80~60℃,这样投资就增加了24%和31%,但考虑到塑料管的使用寿命,还是比较恰当的。
首先,水平单管跨越式系统的优点是安装比较简洁,管道不需要零件连接,只要在管路上安装恒温三通阀或三通调节阀后各分室就有调节功能,缺点是安装时会遇到计算繁琐、散热器片数较多、系统末端水温较低、恒温三通阀较贵等问题;水平双管并联式根据使用管子的不同材质存在不同的问题,如系统采用PE-X管时,管件接头不能安装垫层内,要将散热器距离地面有一定的高度,与上翻至地面的管道做接头,而采用PB管作为系统采暖管道时则不存在这些问题,只需安装恒温二通阀或手动调节阀后,可以进行分室调节,且调节功能很好;辐射双管式系统的管道也不需要零件连接,安装后效果较好,并装有分水器和集水器,通过在散热器支管加温控阀或手动调节阀,使整个系统可以集中调节和分室调节,这种系统也存在缺点,如果用户房间较多则分布在垫层内管道就会太多,不加防护套的管道会使地面的温度升高,另外室内装修时有扎坏管道的可能,所以在施工结束时应有竣工图备案,并做好技术交底,装修时尽量避开管道位置。也可将辐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,是一种可行方案。
用户的采暖质量除了热源本身的热负荷之外,最重要的就是散热器的效率了。根据散热器的热力特性分析可知,在供水温度一定的前提下,散热量和流量的关系为一上抛曲线,散热器的散热量随着散热器进出口流量的增大而增强。以单管跨越式系统为例分析,进流量越小,整个管路经过的时间就会越大,热消耗就越大,出口温度就会越小,但同时为保证房间负荷的要求,散热器选型加大或数量增多,使得不够经济。因此,对单管跨越式系统必须合理确定散热器的分流系数,一般来说,分流系数处于0.3以下的区域是单管跨越式系统调节灵敏区[2]。水平双管并联管道系统的阻力远大于传统中的仅接一组散热器的阻力值,系统平衡且具有良好的稳定性;双关路并联系统在解决水力失调的问题时主要靠在设计中通过认真进行水力计算,调整管径克服重力水头影响,分户热计量户内采暖系统宜采用双管系统。在双管系统中,主要通过加设温控阀来控制散热器的散热量,解决流量对散热器的影响,温控阀也便于调节,而且这种系统是个变流量系统,可以根据热用户的要求进行量调节[3]。
单管跨越式、水平双管并联式和辐射双管式3种户内采暖系统形式各有千秋,不过在设计中考虑到户内系统的可调节性与施工方便,户内供暖系统应优先选择水平双管同程式或辐射双管式。
文章从设计、安装施工、系统可调节性、系统水力平衡等方面对分户计量采暖系统所能采用的系统形式分析后,认为单元立管系统宜优先采用下供下回异程式系统,户内水平采暖系统宜优先采用水平双管同程式系统或水平辐射双管式系统。
[1]王敏.对住宅采暖户内系统形式的探讨.全国暖通空调制冷.2002年学术年会论文集.2002年1期.
[2]王毅,涂光备,李建兴.计量供热采暖系统水力计算程序的研究.全国暖通空调制冷.2002年学术年会论文集.2002年1期.
[3]何舳.新建住宅计量供热系统及其调节.全国暖通空调制冷.2002年学术年会论文集.2002年1期.