采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與估算方法解析：供熱指標(biāo)、設(shè)備選型與造價(jià)估算
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但當(dāng)暖通公司在初建、擴(kuò)建或可研階段需要為業(yè)主做采暖設(shè)備選型、造價(jià)估算、供熱管道、鍋爐負(fù)荷核定，或施工過程中需要做局部變更、編制采暖鍋爐煤耗計(jì)劃時(shí)，往往因資料不足而無法開展工作。這些零散、瑣碎的工作，不給設(shè)計(jì)部門增添麻煩，下面就相關(guān)估算方法進(jìn)行分析。
01 建筑供熱指數(shù)
供熱指數(shù)是在當(dāng)?shù)厥彝夤嵊?jì)算溫度下，維持設(shè)計(jì)規(guī)定的室內(nèi)溫度，每平方米建筑面積所消耗的熱量（W/㎡）。在沒有設(shè)計(jì)文件，無法詳細(xì)計(jì)算建筑耗熱量，只知道建筑總面積的情況下，可利用此指數(shù)估算供熱設(shè)備，粗略確定系統(tǒng)投資。q0值詳見表1。
闡明：
1）本表所列散熱器個(gè)數(shù)為64.5℃恒定溫差條件下的數(shù)量。
2）本表所列散熱器數(shù)量可根據(jù)q0的變化做相應(yīng)修改。
02 散熱器散熱及數(shù)量估算
1、以四柱640散熱器為例，供暖供回水溫度為95℃～70℃
1、使用熱水采暖時(shí)，散熱器的Q值為：
Q水量=K×F×Δt=7.13×0.20×64.5=92（W/件）
其中：K=3.663Δt0.16；
K=3.663×［(95-70)/2-18］0.16=7.13W/m2·℃
2、采用低壓蒸汽加熱時(shí)：
Q蒸汽=K×F×Δt=7.41×0.20×（100-18）=122（W/件）
其中：K=3.663Δt0.16；
K=3.663×（100-18）0.16=7.41瓦/平方米℃
根據(jù)熱平衡原理，建筑熱工指標(biāo)及所需散熱器數(shù)量如表1所示（以四柱640模型計(jì)算）。
2.各種散熱器之間的轉(zhuǎn)換
如果需要將四柱640型散熱器改為其他型號(hào)散熱器，散熱器數(shù)量可按如下方式換算：
K1×F1×Δt=K2×F2×Δt
即K1×F1=K2×F2。
3. 調(diào)整房間內(nèi)散熱器的數(shù)量
1、朝向修正：朝南的房間減少一塊，朝北的房間增加一塊；兩間面積、窗墻比相同的房間，南北方向相差兩塊。
2、窗墻比校正：面積、朝向相同的情況下，有門窗的房間比只有窗戶、沒有外門的房間多出兩扇窗戶。
3. 角落房間（有兩面外墻的房間）：在估算金額基礎(chǔ)上額外加收100％。
修正散熱器數(shù)量后，即可按適用性、經(jīng)濟(jì)性、美觀性的要求，選取所需的散熱器型號(hào)，并利用互換公式換算出所要訂購的散熱器數(shù)量。
4、如果需要比較精確地確定散熱器翅片的數(shù)量，請(qǐng)參考暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊或其他相關(guān)資料。
03 暖氣管估算
1. 供熱管道布置
供熱管道布置形式有多種，按主管位置可分為上供下回、下供下回、中供等；按立管可分為雙管、單管，單管又可分為立式、臥式串聯(lián)；蒸汽加熱又可分為干式、濕式回水等。另外，按介質(zhì)流經(jīng)各回路的距離是否相等，還可分為以下幾種：
1、異程式。介質(zhì)流經(jīng)各環(huán)路的距離不相等，近環(huán)路阻力小，流量大，所以散熱器會(huì)過熱；遠(yuǎn)環(huán)路阻力大，流量小，所以散熱器會(huì)冷；中間環(huán)路散熱器溫度適宜。特別是在環(huán)路較多的大系統(tǒng)中，這種熱不平衡現(xiàn)象更容易發(fā)生，且不易調(diào)節(jié)。但異程系統(tǒng)可節(jié)省管道，供熱系統(tǒng)有效半徑小。
2、同程系統(tǒng)。介質(zhì)流經(jīng)各環(huán)路的距離大致相同，各環(huán)路阻力也幾乎相等，因此容易達(dá)到水力平衡無煙煤指標(biāo)，流量分配也比較均勻，不會(huì)出現(xiàn)異程系統(tǒng)那樣的熱量不均勻。但同程系統(tǒng)需要的管路數(shù)量比異程系統(tǒng)多，但調(diào)試簡單方便，加熱安全可靠，建議最好選擇同程加熱系統(tǒng)。
2. 供熱管道估算
1、供熱管道管徑的估算是根據(jù)允許的單位摩擦阻力[熱水供熱R=80～120Pa/m；蒸汽供熱R=60Pa/m和管內(nèi)流動(dòng)的熱介質(zhì)最大允許流量(見表2、表3、表4)]確定的。
管徑估算表中的Q、W、R、N值為常用估算值，而Qmax、Wmax、Rmax、Nmax值為最大值，適用于距離鍋爐房較近、有效半徑較小、回路較小的供熱系統(tǒng)。
2、此表可根據(jù)管道所載散熱器翅片數(shù)量，快速確定管道直徑，也可用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行局部更改或檢查管道是否超載。
3、根據(jù)同口徑低壓蒸汽管道與冷凝水管道熱負(fù)荷比較，DN70以下蒸汽管道所用冷凝水管道應(yīng)小于1號(hào)蒸汽管道，DN70以上蒸汽管道所用冷凝水管道應(yīng)小于2號(hào)蒸汽管道。
04 供暖系統(tǒng)壓力損失估算
1. 配方
ΣH水=1.1Σ(RL+Z)Pa
∑H = 1.1∑(RL + Z) +
式中：R為單位管長沿程壓力損失，按100Pa/m估算；1.1為考慮施工過程中阻力增加、計(jì)算誤差等因素的系數(shù)。
2、熱水供暖循環(huán)泵估算
1. 交通
G = (1.2 至 1.3) × [Q / (Δt × C)]
式中：Δt=tG-tH=95℃-70℃=25℃；c為水的比熱容，取c=1；1.2~1.3為儲(chǔ)備系數(shù)。
2. Lift：按照以下公式估算
H=1.1(H1+H2+H3)千帕
式中：H1為鍋爐房內(nèi)壓力損失(70KPa～)；H2為室外管網(wǎng)最不利回路壓力損失(KPa)；H3為房內(nèi)最長、最高回路壓力損失，一般取10KPa～20KPa；帶加熱器時(shí)壓力損失為20KPa～50KPa；水平串聯(lián)系統(tǒng)為50KPa～60KPa；帶混合器時(shí)壓力損失為80KPa～，R值按100Pa/m計(jì)算。
根據(jù)以上公式和數(shù)據(jù)，就可以計(jì)算出水泵的流量、揚(yáng)程，進(jìn)而選擇水泵。
3、低壓蒸汽加熱系統(tǒng)對(duì)鍋爐恒壓的要求
當(dāng)蒸汽量能滿足系統(tǒng)供熱負(fù)荷時(shí)，鍋爐壓力可按低壓蒸汽系統(tǒng)壓力損失估算方法確定。室外壓力損失：
H1=1.1×(RL/0.7)+
式中：R值為100Pa/m；L為室外管道長度，單位為m；室內(nèi)壓力損失為H2，可按20KPa估算，鍋爐內(nèi)壓力損失，儲(chǔ)備系數(shù)為1.2。鍋爐設(shè)定壓力值：
P = 1.2 × (H1 + H2) ×
05 鍋爐供熱負(fù)荷面積估算
1、新鍋爐效率η=0.75以上
0.7MW蒸發(fā)鍋爐受熱面積可按下式計(jì)算：
F = (1 × 70 × 104 × 0.8) / 70 = 8000 平方米
式中：0.8—考慮鍋爐及供熱管道損失，室外占20%，室內(nèi)占80%；q0—按70W/㎡估算。
2.煤炭發(fā)熱量
煉焦煤：7.6kW/kg；
無煙煤：7.0kW/kg；
煙煤：6.0kW/kg；
褐煤：5.0kW/kg；
泥炭：3.54kW/kg；
3. 每日銷毀量
B2=B1×日供暖小時(shí)數(shù)（T/日）
4.全年采暖期煤炭消耗量
B3=B2×供暖期天數(shù)（T/年）
5.鍋爐煤耗經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)
蒸發(fā)量為0.7MW的鍋爐所需煤量為：無煙煤：180kg/h；
煙煤：270kg/h；褐煤：360kg/h。