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舒适节能型地暖设计方案   

  

      本方案是针对一幢三层别墅进行的供暖系统设计。建筑面积322㎡,供暖面积160㎡,其中卫生间为散热器供暖,其余房间为低温热水地面辐射供暖。设计参数:冬季供暖室内温度20℃,卫生间22℃。总热负荷24KW。 

    地暖管采用φ20mm乔治费歇尔地暖管(PERT),管间距150mm。室内温度控制器选用德国曼瑞德品牌,散热器选用进口毛巾架散热器。 

      水系统采用异程式下供下回双管形式。各层分别设置一个分集水器。热源选用一台28KW博世燃气壁挂锅炉,供热量为28KW。由于客户考虑成本问题,本设计未增加混水装置,即卫生间暖气片采暖供水温度与地暖水温相同,辅以卫生间地暖,温度可以保证。





一、设计依据

1、用户提供的平面布置图、经现场测量的图纸标记和客户要求。 
2、采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003) 
3、地面辐射供暖技术规程(JGJ142-2004) 
4、建筑地面工程施工及验收规范(GB50209)   

二、设计条件 
1、采暖室外计算参数 
供暖室外计算(干球)温度2℃                          冬季室外相对湿度80% 
冬季室外风速0.9m/s                                   冬季最低日平均温度-11℃ 

2、采暖室内计算参数 地暖的供回水温度:56℃/48℃ 
散热器的供回水温度:56℃/48℃ 
室内温度:卫生间22℃,餐厅、卧室、阳光书房、起居室、衣帽间、楼梯间、女儿房20℃。

3、建筑土建资料 墙体:平面建筑见平面图,外墙是内表面抹20mm 厚的石灰砂浆的24砖墙K=2.08,内墙为12墙,外墙外表面贴砖厚8mm,内墙双面20mm 厚的石灰砂浆。201卧室和301阳光书房分别有一面玻璃幕墙,K=1.57。 
门: 外门是双扇双层实体木制外门K=2.33,厚3㎝,餐厅、主卧分别都有两扇双层推拉玻璃门K=2.91而阳光书房有一扇单层推拉玻璃门K=6.4,其余都是单层木门K=3.5,门的高度都为1.9米,宽度见具体的建筑平面图。 
顶棚:保温屋面,防水层加小豆石,水泥砂浆找平层,保温层,隔气层,承重层,内粉刷,保温材料为沥青膨胀珍珠岩,传热系数K=0.93w/m^2. ℃,热惰性指标D=1.53。 
窗子:单层彩色铝合金,钢化玻璃K=6。4,大窗子的高度为2。2米,窗台离地面高度为20㎝,中窗子的高度为1.7米,窗台离地面高度为70㎝,厕所里的窗子高度为1米,窗台离地面的高度为1.8米,宽度见平面图。

 
三、 建筑结构的传热系数 
      建筑体砖墙的导热系数为℃,外墙外表面贴砖的导热系数为℃,墙体内表面抹石灰砂浆的导热系数℃,顶棚的导热系数为℃,热惰性指标D=1.53。 

表面换热系数和换热阻值[1] 

围护结构内表面特征             

an
 W/(m2·℃)
[kcal/(m2·h·℃)] 

Rn
W/(m2·℃)
[kcal/(m2·h·℃)] 

墙、地面、表面平整或有肋状突出物的顶棚,当h/s≤0.3时 

 8。7(7。5) 

0。115(0。133) 


有肋状突出物的顶棚,当h/s<0.3时 

7.6(6.5) 

0。132(0。154) 

注:表中 h-肋高(m);s-肋间净距(m)


四、最小热阻的校核 
 

 首先确定围护结构的热惰性D值。




五、采暖设计热负荷 
      
地暖系统的功能就在于弥补建筑物热量损失,维持房间温度,提供舒适、温暖的环境。要使地暖系统实现这一功能,就必须准确了解建筑物的热量损失。建筑物热量损失即建筑耗热量是指建筑物围护结构的传热量和空气渗透热损失。

建筑物耗热量计算: 
         Q= Q 1+ Q 2-Q 3  
式中:Q-建筑物单位面积耗热量。W/㎡ 
         Q 1-单位建筑面积通过围护结构的耗热量。W/㎡ 
         Q 2-单位建筑面积的空气渗透热量。W/㎡   
         Q 3 -单位建筑面积的建筑物内部得热量。(包括炊事,照明,家电和人体散热等)但人体散热量、炊事和照明热量(统称为自由热),一般散发量不大,且不稳定,通常可不计。
 



      地面散热量的计算 
      由于餐厅区域、二楼衣帽间、女儿房、阳光书房以及三楼衣帽间是局部辐射供暖,所以它们的热负荷是整个房间全面辐射供暖所算得的热负荷乘以该区域面积与所在房间面积的比值和表中所规定的附加系数确定。 
      确定地面散热量时,应校核地表面平均温度,确保其不高于表7-6的最高限值,否则应改善建筑热工性能或设置其他辅助供暖设备,减少地板辐射采暖系统负担的热负荷。 

      地表面平均温度(℃) 
区域特征                  适宜范围       最高限值 
人员经常停留区          24~26         28 
人员短期停留区          28~30         32 
无人停留区                35~40         42 
客厅= 20+9。82×0。810。969=28℃满足要求 
卧室= 20+9.82×0.890.969≈28℃满足要求 
衣帽间= 20+9.82×0.840.969<32℃满足要求 
起居室= 20+9.82×0.410.969=24℃满足要求 
女儿房= 20+9.82×0.790.969=28℃满足要求 
阳光书房= 20+9.82×0.640.969=26.3℃满足要求 
主卧= 20+9。82×0。840。969≈28℃满足要求 
衣帽间= 20+9.82×1.270.969≈32℃满足要求 
      此次设计中的地面面层为木地板,热阻值R=0。1 M2 ·K/W 时,单位地面面积的散热量和向下传热损失可按《地板采暖与分户热计量技术》取值。      


六、供暖设计方案 
 1、热源的引入 


 


      本次设计为分户燃气壁挂炉供暖方式,由于采暖需热负荷为24KW,所以在此次低温热水地板辐射采暖系统中选用一台28KW 室内型燃气壁挂炉。 
      本供暖系统中,卫生间由低温散热器供暖,其他房间由低温热水地板辐射供暖,由于这个供暖系统采用的是低温散热器,所以无需增加温度预混中心(混水装置),减少了初次投资。 
      本设计采用的是双管异程式下供下回式系统,此系统中供、回水干管沿地面暗装,各组散热器的进出水管下供下回,双管异程,都连在分∕集水器支路上

 2低温热水系统的地暖管设计 




            连接在同一分∕集水器上的同一管径的各环路,其加热管的长度宜接近,并不宜超过120m。加热管的布置采用回字型铺设。 
      每个环路加热管的长度为:(单位为m) 
      HL-1HL-2HL-3HL-4HL-5HL-6HL-7HL-8 
      97  93   93   104  104  104  102   116 

 3分水器、集水器设计 
      每个环路加热管的进、出水口,应分别与分水器、集水器相连接。分∕集水器内径不应小于总供、回水管内径,且分∕集水器最大断面流速不宜大于0。8m∕s。
      每个分∕集水器分支环路不宜多于8路,最高工作压力为10MPa,每个分支环路供回水管上均应设置可关断阀门。 




      在分水器的之前的供水连接管道上,顺水流方向应安装阀门、过滤器、阀门及泄水管。在集水器之后的回水连接管上,应安装泄水管并加装平衡阀或其他可关断调节阀。 
  
4壁挂炉的安装位置选择 
(1) 便于烟气的扩散和新鲜空气的吸入 
(2) 气源,水源,电源 
(3) 有合适的排水接口 
(4) 有充足的维修空间 
(5) 能承受壁挂炉满水重量的垂直墙面 
(6) 要考虑便于管道布置和系统的水力平衡 
(7)  便于隐藏下部的管道以及空间的美观 
      综合上述条件,壁挂炉安装在厨房外的墙壁上。  
  
七、卫浴散热器的选型  
    散热器的选型和布置要遵循如下的原则: 
1、散热器的选型要遵循传热性能好、安全可靠、美观、紧凑、便于清扫、使用寿命不低       于供暖系统所选用的PB管的寿命的原则。 
2、散热器的布置要确保室内温度分布均匀,要与卫生间的设施相协调。 
3、散热器的布置应尽可能缩短户内管系的长度。 
4、适用于卫生间的潮湿环境。

 

      

      根据设计的具体情况和以上散热器选型和布置的原则,本设计中选用的散热器为钢制卫浴系列,有附加功能(设毛巾杆)。散热器距地面的高度为90—120cm,离墙30mm。 
      此种散热器适用于各种建筑的卫生间、浴室等封闭式热水供暖系统,允许热媒温度达100℃,允许使用的最大工作压力为10bar,卫浴散热器水路采用下方左进右出形式。 
  
八、供暖系统的水力计算  
      供暖管路的水力计算步骤 :
      等温降计算法的特点是预先规定了每根立管的水温降,系统中供、回水温度的值不改变。本系统的计算步骤是: 
      ⑴首先计算出各管段的流量 
      G=0。86Q/(t,g- t,h) kg/h 
      式中   Q ——管段的热负荷,W; 
      t,g——系统的设计供水温度,℃; 
      t,h ——系统的设计回水温度,℃。 
      。。。。。。。。 
      地暖水管铺设系统图 (部分)





九、地暖系统的调节控制 

     低温热水地面辐射供暖系统构成:

      1、热源:壁挂炉;

      2、总管部分:含分水器到锅炉的总管,保温管、分水器、阀门、过滤器等;

      3、地下盘管部分:含地暖盘管、铝箔、钢丝网等其他辅材组成;

      4、散热器部分:含埋地管、排气阀、自动恒温阀、流量平衡阀     

 

      地暖温控部分:含温控面板、温控阀、执行器三部分组成。 整个系统的温度调节主要是靠分/集水器系统,分水器的各出水支路具备流量平衡的调节装置;集水器的各回水支路配有恒温调节装置,同时在分水器连接的主管上加装电动二通阀,它受相应回路上的室温控制器的控制,可实现地暖分区温度的自动控制。本设计也分别在分/集水器连接的主管上加装球阀,当人工调节好各区域的进水流量平衡阀与回水恒温阀时,也能实现各区域的温度控制。卫浴散热器上安装的手动温阀能够实现卫生间温度的自动控制。 

 
      采暖控制方式有分区控制和分路控制两种。分区控制:一般家庭生活分为动、静两个区域,动区往往是大开间,即多环路同在一个采暖区,这样的空间宜采用电动二通阀+室温控制器形成区域控制,其中温控器可选用一周/一天编程定时恒温控制,温控器备有控制锅炉的联动输出。当房间温度达到设定的舒适温度时,电动阀自动关闭、也可以使锅炉停止工作。在确保舒适的前提,实现自动化控制与节能运行。分路控制:一般家庭静区通常为各个独立较小空间且有不同温度和时间控制要求,所以各房间应设立独自的温度控制器+热电驱动器形成各房间完全个性化的控制。在满足用户需求的前提下,本设计采用了分区控制方式以便节约成本。 
  
十、附属设备  
    1、室温控制器 

     每个供暖区域须设室温控制器,由于本系统设计三层共6个区域,所以选用6个曼瑞德温控器。液晶显示屏,带时钟;带一周编程,多时段自由选择(0、2、4、6);内置感温探头;自保持继电器,断电时钟记忆;独立防冻功能;便利的当前设置温度调整功能;电缆入口在后面,接线端子在里面。端子连接最粗2.5mm导线。外壳材质:PC工程塑料、阻燃、乳白色,适合安装于86型标准暗盒、120型标准暗盒。温控器安装位置距地面1。4m(或与室内照明开关并排设置),避开阳光直射及其它发热物体。 
 
2、电动二通阀 
   电动二通阀由电驱动器和阀体两部分组成.驱动器(执行器)采用同步电机驱动,动作稳和。内置限位触点,能使阀门全开或全关时断电,确保电机长寿命。阀体为黄铜锻造,表面镀铬工艺。。具有人工手动开阀,方便现场调试或调压操作,无须人工关闭。通电后自动复位。通常情况下,阀门出厂时按常闭位置设置。  
其特点是:低功耗,阀门开启或关闭时仅耗电4W ;安装方便,驱动器与阀体可以快速拆卸与连接;关闭压差大于0.4MPa,确保阀门紧闭;人工手动开阀50%,调试试压后通电自动复位。 
 
3散热器自动恒温阀 
     散热器自动恒温阀是无需外加能量即可工作的比例式调节控制阀,它通过改变采暖热水流量来调节、控制室内温度,是一种经济节能产品。散热器恒温阀工作原理:是利用阀的感温原件来控制阀门开度,当室内温度升高时,感温材料膨胀压缩阀杆使阀口关小。反之阀杆弹回,阀口开大。因此,当房间有其它辅助热源时(如白天的太阳光,及其它发热体等),阀门自动关小使散热器的进水量减少,最终达到节约能源的目的。 

 

      三个卫浴散热器上安装的都是DN15的直通恒温阀,阀体材料是黄铜镀镍,手柄材料是阻燃ABS。

 

 

 

       <装现场照片,欢迎->

 

 




  

方案设计施工:上海宝第居安环境工程技术有限公司 
                     上海宝第新能源科技有限公司 
地            址:上海市闵行区景联路439号4A220 
电            话:021-54392270  18121194303 
全国服务热线:400-800-8750 
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