计量供热新双管系统主立管系统形式及水力..

详细内容

摘要 　本文对计量供热中建议要用的新双管系统进行了深入分析，回答了困扰计量供热室内系统设计中的若干问题，包括：1.最佳的主立管形式；2.在不额外设置水力平衡元件时，主立管可以负担的合理最多层数；3.重力水头、户内系统的总阻力及主立管比摩阻的合理取值。本文获得的研究成果被天津市工程建设标准《集中供热住宅计量供热设计规程》采用。

　　引言：随着我国社会主义市场经济改革的变化，逐步实现计量供热势在必行，而实现计量供热必须有与之相适应的室内采暖系统形式，目前我国供热界对新建住宅适合计量供热的室内采暖系统形式形成了共识，即新建住宅宜采用新双管系统，以适应计量供热的需要。然而，有关新双管系统尚缺乏较深入的分析与研究，主要内容涉及：1.最佳的主立管形式；2.在不额外设置水力平衡元件时，主立管可以负担的合理最多层数；3.重力水头、户内系统的总阻力及主立管比摩阻的合理取值。本文就上述问题进行了较深入的分析与研究，其结论和数据已成功应用于工程实践，并被地方相关设计规程采用。
　　
一、主立管形式：
　　可能采用的主立管系统形式如图（一）所示，其中（a）、（b）、（c）、（c）依次为上行下给异程式、上行上给异程式、下行下给异程式及下行下给同程式。
　　在这种系统形式中我们判断其优劣的标准是：在不额外设置阻力平衡元件的情况下，系统易于克服重力水头的影响而实现较好的水力平衡。理论分析不在此赘述，下面仅就三种形式在同样的条件下进行水力平衡计算，对每一种形式首层并联环路与顶层并联环路进行不平衡度计算，即：计算A
　　　　　　 　　　　　　　　　　　 (1)

计量供热新双管系统主立管系统形式及水力工况分析 : 二、在不额外设置水力平衡元件时，主立管可以负担的合理最多层数：
　　
　　主立管的形式确定后，另一个工程实践中关心的问题是一对立管究竟可以负担多少层水平分环系统，换句话说，一对主立管负担多少层水平分环系统是合理的？研究这一问题的基本出发点是，在满足系统水力平衡要求，不设置额外水力平衡元件（如分层平衡阀），保证底层散热器不超压以及避免户内采用塑料管材时，因压力过高而产生选型困难、寿命缩短等问题的前提下，尽量提高立管可以负担的层数，因为这样可以节省宝贵的建筑空间，简化管道系统。
　　以下从三方面入手对这一问题进行分析：

　　（一）、主立管的水力平衡
　　这里所讨论水力平衡是在水平分环不额外加设平衡手段（如静态平衡阀）时的水力平衡，基本判断标准，在合理的管径匹配下，首层与顶层水平分环系统的资用压差不平衡率≤15%。
　　①分析简图见图（二）。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图（二）
　　②部分数据同本节"1"中算例。　
　　③根据水力计算原理有下列各式：
　　　　　　 　　　　　　　　　（2）
　　　　　　 　　　　　　　　　　　（3）
　　　　　　令 　　　　　　　　　　　　　　　 （4）
　　并整理得：
　　　　　　 　　　　　　　　　　　 （5）
　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　（6）
　　以上各式中：N-层数
　　　　　　　　R-立管平均比摩阻Pa/m
　　　　　　　　B-重力水头系数
　　　　　　　　ΔPuser--分环系统额定资用压头Pa
　　　　　　　　143-85/60℃条件下的重力水头Pa/m
　　由式（6）可知N是一个关于ΔPuser、B、R的多变函数，将ΔPuser、B、R设定为不同数值，代入式（6），结果列入表-2。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表-2 ΔPuser =15KPa
计量供热新双管系统主立管系统形式及水力工况分析 :