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剑手康
4 years ago
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1 大户型独立供热系统设计广东壁挂炉商会

2 一大户型与普通户型的区别二供暖系统的形式及壁挂炉的匹配三生活热水设计四大户型中太阳能的集成及选型 2

3 一大户型与普通户型的区别 1. 面积差异与房型差异导致供暖负荷的差异 2. 房屋结构与用户需求差异导致系统形式的差异 3. 功能上的差异导致生活热水需求的差异 3

4 二供暖系统的形式及壁挂炉的匹配 1. 供暖热负荷一般情况 : 供暖负荷 (kw)< 生活热水负荷 (kw) 估算 :80~120W/m 2 围护结构的传热耗热量 :70%-80% 通过门窗缝隙的空气渗透耗热量 :20%-30% 内部得热 :3.8W/m 2 建筑物供暖设计热负荷指标 q(w/m2) 在采暖期室外计算温度条件下, 为保持室内计算温度, 单位建筑面积在单位时间内需由锅炉房或其他供热设施供给的热量建筑物耗热量指标 q H (W/m2) 在采暖期室外平均温度条件下, 为保持室内计算温度, 单位建筑面积在单位时间内需由室内采暖设备供给的热量 4

5 锅炉负荷大运行能耗高运行能耗主要取决于锅炉以外的因素 ( 建筑控制使用者 ) 民用建筑能耗标准 (GB/ T ) ( 适用于民用建筑运行能耗的管理 ) 建筑供暖能耗指标的约束值和引导值 ( 燃气为主 ) 城市建筑供暖能耗指标 [Nm 3 (m 2 a)] 约束值引导值分栋分户供暖分栋分户供暖北京太原呼和浩特哈尔滨济南郑州西安兰州乌鲁木齐建筑折算耗热量指标城市 [GJ/(m 2 a)] 约束值引导值北京太原呼和浩特哈尔滨济南郑州西安兰州乌鲁木齐 ( 不含生活热水 ) 5

6 欧洲 RT2012(Règlementation Thermique 2012) 中规定了独立别墅的耗热量限值为 : 非 BBC 的能耗为 :150~200kWh/m 2.a 有赖于 : 建筑维护结构的设计更新的建筑技术高效的建筑设备以及可再生能源的利用 50kWh/m 2.a( 包括采暖和生活热热水 ) (BBC Bâtiment Basse Consommation) 1kWh=3.6MJ 50kWh/m 2.a=0.18GJ/m 2.a 6

208Wh/(L.K.d) 太阳能集热器 : 集热器类型 : 平板式极热面积 :2.33m 2 光热转换效率 :B=0.

7 燃气冷凝壁挂锅炉 : 额定功率 :26kW 额定负荷下低热值效率 :98.5% 部分负荷下低热值效率 :109.2% 准备损耗 :60W 辅助电功率 :34W 待机电功率 :6W 循环泵功率 :85W 生活热水加热罐 300L: 静态冷却损失 :0.208Wh/(L.K.d) 太阳能集热器 : 集热器类型 : 平板式极热面积 :2.33m 2 光热转换效率 :B=0.77 散热系数 :K=4.99W/(m 2.K) 光热转换效率 :h=0.758 散热系数 :a1=4.13w/(m 2.K) 散热系数 :a2=0.0108w/(m 2.K) 7

8 2. 生活热水负荷建筑给水排水设计规范 (GB ) 1) 热水定额及热水温度热水用水定额建筑物名称最高日用水定额使用时间 (L/ 人 / 日 ) (h) 住宅, 有自备热水供应和沐浴设备 40~80 24 住宅, 有集中热水供应和沐浴设备 60~ 别墅 70~ 注 : 热水温度按 60 计住宅旅馆别墅宾馆酒店式公寓卫生器具的一次和小时热水用水定额及水温卫生器具名称一次用水量小时用水量使用水温 (L) (L) ( ) 带有淋浴器的浴盆无淋浴器的浴盆淋浴器 70~ ~200 37~40 洗脸盆盥洗槽水嘴洗涤盆 ( 池 )

9 2) 冷水计算温度 ( 不同地区不同水源, 冷水温度不同 ) 冷水计算温度 ( ) 区域行政区地面水地下水区域行政区地面水地下水黑龙江 4 6~10 山东 4 10~15 东北吉林 4 6~10 东南上海 5 15~20 北京 4 10~15 河南北部 4 10~15 华北山西大部 4 10~15 中南湖北西部 7 15~20 陕西大部 4 10~14 重庆 7 15~20 西北秦岭以南 7 15~20 西南贵州 7 15~20 热水供水温度宜 55~60 因为集中供应热水时, 配水点温度 45 9

10 3) 热负荷淋浴 ( 即时式 ): 储水罐加热 ( 容积式 ): 即时式热水加热功率 P(kW),( 热水温度 tr=40 ) 流量 G 冷水温度 t l( ) (L/min) 储水罐蓄热量 Q(kWh),( 热水温度 tr=60 ) 储罐容水冷水温度 t l( ) V(L)

11 3. 供暖系统末端与系统形式 1) 单一形式的供暖末端如 : 散热器 / 低温热水地板辐射供暖末端形式简单配套方便散热器普通炉 / 冷凝炉 ; 地板供暖冷凝炉 2) 混装系统热源为冷凝炉系统相对简单, 但需要低温散热器 ( 体积大 ) 热源为普通炉系统复杂 ( 考虑温度变换流量匹配锅炉保护 ) 11

12 2) 混合形式的供暖末端如 : 普通壁挂炉, 输出功率 =30kW 散热器供暖负荷 =10kW, 供回水温度 =80/60 地板供暖负荷 =20kW, 供回水温度 =50/40 流量如何分配? 如何控制? 壁挂炉 30kW G 散热器 10kW Gb Gb G0 G1 G 地板 20kW 30

13 4. 管径与压降局部阻力与末端压降水泵扬程及流量 1) 管路沿程阻力 ( 比摩阻 ) 常用管材 :PB,PP-R,PE-RT,PE-X( 机械接头连接 ) 比摩阻可查相关产品资料, 或地面辐射供暖技术规程 JGJ , 附录 C 2) 局部阻力管件形式尺寸不同, 阻力系数不同比摩阻流速流量管径之间的关系? 13

14 PER,PB 管比摩阻 (mmh 2 O) 室内采暖系统, 最不利环路比摩阻不宜小于 50Pa/m 法国根据管径推荐的流速 (t=20 粗糙度为 0.05) 流量 (L/s) 最小冲洗流速 : 在水平管道中能携带 5mm 铁粒 14

15 2) 局部阻力管件形式尺寸不同, 阻力系数不同管件直径 (DN) 管件弯头三通止回阀阀门当量长度 (m) DN 球阀角阀闸阀

16 3) 末端阻力散热器阻力损失可查厂家给出的资料如没有, 可查相似产品数据进行估算如 : 某品牌散热器, 根据所需的散热量选择型号 Type11, 流量为 70kg/h, 查曲线得到压力损失约为 630Pa 选择散热器时注意散热量的修正 Q( t1) Q( t ) 0 t1 ( ) t 我国定义标准散热温差 : ts + tr Δt 0 = - tn = -18 = 欧洲定义标准散热温差 : ts + tr Δt 0 = -t = -20 = 50 2 n n

17 3) 末端阻力地板供暖比散热器供暖房间室温低 2K 或取 90~95% 负荷注意地面面层对散热的影响设计参数 : 室温 18 ; 管间距 200mm; 平均水温 35 ; 加热管外径 20mm; 填充层厚度 50mm, 聚苯乙烯绝热层 20mm; 供回水温差 10K PE-X 管 ; 地面为瓷砖 : 单位面积散热 =94W/m 2 ; 向下损失 =23W/m 2 PE-X 管 ; 地面为木地板, 单位面积散热 =63W/m 2 ; 向下损失 =23W/m 2 地表温度核算 : 如要求室温 18 ; 地表平均温度为 25, 则单位面积的功率 q 不应大于 70.3W/m 2 ( 最高 102W/m 2 ) 17

18 地板供暖地暖阻力一般比散热器要大, 主要为管路损失, 局部阻力占 10% 如 : 房间面积 30m 2 ; 可布管面积 22m 2 ; 选择 PE-X 管 ; 管间距 200mm; 热负荷为 70W/m 2 ; 供回水温差 10 ; 集分水器到房间的管长 ( 供 + 回 ) 为 10m 计算户内压损 : 地暖管的管长 :L=A/T=22/0.2=110m; 集分水器到房间的管长 ( 供 + 回 )=10m; 总长 =120m 流量 G= /10=181kg/h 差表得到 :Δp=86Pa/m 总压损 =86 120=10.3kPa 18

19 4) 集分水器阻力厂家应提供相关技术参数如没提供, 可使用有技术参数的相近产品做参考 Δp 集水器 Δp 温控阀集分水器上的阻力损失数要包括 : 集水器分水器主管损失 Δp 调节阀各支路内置调节阀的损失内置温控阀损失 ( 如有 ) 内置流量计损失 ( 如有 ) 总损失不是各支路损失相加, 应取各支路中的最大值 Δp 分水器 19

20 例 : 一个 3 路的集分水器, 厂家提供相应技术数据和曲线经前期计算, 各路流量及至末端的压力损失分别为 : 1# G1=80L/h;Δp1=3kPa 2# G2=130L/h; Δp2=10kPa 3# G3=200L/h; Δp1=13kPa Δp(kPa)=G 2 /K v 集分水器主管压损 =( ) 2 / =0.06kPa 集分水器总压损 =14*9.8+25* =503.6Pa 20

21 5) 水泵杨程与流量流量选择 : 裕量取 1.05( 水泵所辖回路流量之和 ) 杨程选择 : 裕量取 1.05( 水泵所辖回路中最不利回路损失 ) 水泵工作点应落在水泵流量范围的 60% 附近 ( 高效区 ) 水泵在额定流量下工作时, 所对应的杨程应不小于系统最不利环路的阻力 ( 压损 ) 如 : 经计算, 系统总流量为 1.2m 3 /h, 最不利回路的压力损失为 2.5mH 2 O 现选择泵的特性如图运行后会出现何种情况? 21

22 三生活热水设计 1. 不同形式生活热水系统的特点 1) 即时式生活热水系统 2) 半容积式生活热水系统提高生活热水用水的舒适性, 解决小功率壁挂锅炉无法满足大流量用水的问题注意 : 生活热水的卫生问题 22

23 2. 半容积式生活热水系统中的储水罐例如 : 一个用水量 150L 的浴缸, 用水温度为 40, 冷水温度为 10, 要求浴缸充水时间不大于 10min, 所配的壁挂锅炉生活热水加热功率为 P ch =18kW 解决方法 1: 纯容积式? 解决方法 2: 半容积式储罐容积? 23

24 2. 半容积式生活热水系统中的储水罐例如 :150L 的浴缸, 水温 40, 冷水温度 10, 浴缸冲水时间 10min, 壁挂炉输出 P ch =18kW 解决方法 1: 纯容积式? 解决方法 2: 半容积式储罐容积? 一次洗澡所需总热量 Q: Q=150*4.18*(40-10)/3600=5.2 kwh 壁挂炉工作 10min 所能产生的热量 Q1: Q1=18*10/60=3.0 kwh 二者相差 ΔQ: ΔQ= =2.2 kwh 热水储罐储存的热量 2.2 kwh 壁挂炉 10min 可放出的 40 热水量 V1: V1=3/(40-10)*3600/4.18=86 L 水量差 ΔV: ΔV=150-86=64 L 热水储罐储存的水量 64 L 可选 80 L 储水罐 24

25 例如 :150L 的浴缸, 水温 40, 冷水温度 10, 浴缸冲水时间 10min, 壁挂炉输出 P ch =18kW kwh L min 壁挂炉越大, 储水容积可以越小多大功率就不需要储水罐了? 在此, 如果储存 60 的水, 储水罐容积是多少? 如果考虑连续使用, 第一个人用完后, 多长时间第二个人可以使用? 25

26 四大户型中太阳能的集成及选型太阳能的利用, 主要用于生活热水加热 1. 哪些地区适宜利用太阳能加热生活热水日照时数 1400h/ 年 & 年太阳辐射量 4200MJ/m 2 & 年极端最低气温 -45 的地区宜优先采用太阳能作为热水供应热源中国的太阳能资源分布情况 ( 年辐射量 :MJ/m 2 ; 日辐射量 :kwh/m 2 ) 26

27 2. 太阳能集热板面积的确定直接加热供水系统的集热器总面积 A jz (m 2 ) : q rd 设计日用热水量 (L/d)( 取用水定额下限 ) t r 热水温度 t l 冷水温度 J t 集热器采光面上年平均日太阳幅照量 (kj/m 2 d) f 太阳能保证率, 取 30%~80% η j 集热器年平均集热效率, 按产品数据确定, 经验值 45%~50% η l 贮水箱和管路的热损失率, 取 15%~30% 例 : 北京地区, 别墅, 三口之家, 每人每日用水定额 70~110L, 采用直接加热方式加热水温要求达到 40, 冷水温度为 15, 北京地区的太阳辐照量为 5400~6700MJ/m 2.a, 太阳保证率为 40%, 集热器效率厂家未给出, 管路由较好的保温确定配置的集热器面积取值 :3m 2 27

28 安装方式外表面积 ( 毛面积 ) 壁挂炉采暖系统培训纵向 ( 第三期横向 ) 受光面积吸收光面积水容量选择性重量效率吸收度散失度资料来源 : 实际传热效率热容量安装角度修正系数流量静止温度试验压力最高温度集热板产热量 (BAFA 标准的最低值为 525kW/(m 2.a)) DIN 标准号 28

29 真空管数安装方式外表面积 ( 毛面积 ) 纵向受光面积水容量选择性重量效率吸收度散失度资料来源 : 传热系数实测值热容量流量静止温度试验压力集热板产热量 (BAFA 标准的最低值为 525kW/(m 2.a)) 遵从 CE 标准 29

30 3. 太阳能集热系统贮热水箱容积 (L): 按上例确定水箱容积 ( 储存一天的用水 ): V r 贮水箱有效容积 (L); A j 集热器总面积 (m 2 ); q rjd 集热器单位采光面积平均每日产热水量 [L/(m 2 d)] 由集热器产品的实测结果确定无条件时 : 直接供水系统 q rjd =(40~100)[L/(m 2 d)] 间接供水系统 q rjd =(30~70)[L/(m 2 d)] 30

31 总容水量 / 上部容水量太阳能加热盘管容水量太阳能加热盘管换热面积保温消耗热量性能系数 ( 上部盘管 ) 80/45/10 下的连续产热功率 ( 上部盘管 ) 可连接的集热板数量净重最高工作压力 ( 加热水 / 生活热水 ) 最高工作温度 ( 加热水 / 生活热水 ) 资料来源 : 31

32 4. 太阳能循环泵 : 强制循环的太阳能集热系统应设循环泵 1) 循环泵的流量 G p (L/s): G p 集热系统循环流量 (L/s); g rj 单位采光面积集热器对应的工质流量 [L/(s m 2 )], 按集热器产品实测数据确定无条件时, 可取 (0.015~0.02)[L/(s m 2 )] A j 集热器总面积 (m 2 ) 2) 杨程 Hx(kPa) 开式 :Hx=hp+hj+hz+hf 闭式 :Hx=hp+he+hj+hf hp 管道沿程与局部阻力损失 (kpa) hj 集热器阻力损失 (kpa) hz 集热器与贮热水箱之间的几何高差 (kpa) hf 附加压力 (kpa), 取 20 kpa~50kpa he 集热水加热器的阻力损失 (kpa) 32

UDC

UDC Technical specification for safety operation of construction machinery JGJ 33 2001 J 119 2001 2001 1 Technical specification for safety operation of construction machinery JGJ 33-2001 : :2001 11 1 2001