山东省公共建筑节能设计标准 [附条文说明] DB37/5155-2019 建标库

4.4  室内供暖系统

4.4.1  室内集中供暖系统分环、分区控制要求。

    室内集中供暖系统南、北向分环设置,可以有效平衡南北向房间因太阳辐射导致的温度差异,克服“南热北冷”的现象,避免为保证北向房间温度而使南向房间过热,浪费能源问题。

4.4.2  对散热器集中供暖系统设计的要求。

    1  推荐双管异程系统基于以下几点:

        (1)跨越管减小1号的单管系统,流经散热器的流量仅为总流量的30%左右,因此单管系统散热器总片数多于双管系统,尤其是垂直系统的底层或水平系统的末端房间,散热器数量过多、占据空间过大。

        (2)双管系统各组散热器的进出口温差大,恒温控制阀的调节性能好(接近线性);而单管系统串连的散热器越多,各组散热器的进出口温差越小,恒温控制阀的调节性能越差(接近快开阀),见图1。

        (3)单管系统相对双管系统,恒温阀口径大、价格高,且目前适合单管系统并且调节性能好的低阻力两通恒温阀和三通恒温阀产品较少。

        (4)双管系统能形成变流量水系统,循环水泵可采用变速调节,有利于节能。

        (5)对于垂直双管系统,由于采用了室温自动控制装置,可以克服一些竖向失调带来的影响。

        (6)一般认为供暖管路同程式布置各环路长短一致,能够容易地达到水力平衡,实际并非如此。

    以图2为例,同程系统通过对两端支路1和支路7所在环路的平衡计算,可确定供回水干管各段阻力和系统总阻力,以及干管和其他中间支路的节点压力和立管的资用压头。当某支路资用压头过大或过小时,该支路管径将需过小或过大,使系统设计不合理,甚至通过调整管径也无法满足要求,需重新调整干管管径。因此同程式布置的水力平衡必须对每个支环路进行资用压头和实际阻力的校核计算和干管的反复调整,否则不但系统达不到水力平衡,支路阻力较小时可能会有一些支路的资用压头为零或负值,使该支路出现滞留和倒流现象,例如图2中4、5支路。

    有文献指出,即使同程系统通过调整管径能够达到管网水力平衡,当末端用户进行调控时,对其他用户的影响较大,即管网的水力稳定性同程系统不如异程系统,尤其是中间支环路。

    实际工程中,当因设计计算或其他原因使系统不平衡,一些散热器不热时,异程并联环路通过阀门一般均可调节成功,但同程系统中间支环路(不是典型的并联关系)无法调节成功的实例很多。

    对于异程式各环路远近不一致造成不平衡的问题,可在设计时采用适当加大靠近末端的干管管径(干管少变径)解决,既有利于水力平衡,又可增加系统稳定性,且与同程式系统需要较长的回水干管比较,并没有不经济。

    上述分析说明,同程式对水力计算的严格程度和复杂程度超过异程式,且同程式难以调节也不经济。因此本条规定室内供热系统的管道布置方式宜采用异程式布置。

    2  散热器安装恒温控制阀时,从图1可以看出,散热器流量和散热量的关系曲线是与进出口温差有关的,温差越大越接近线性。双管系统25℃温差时,比较接近线性,5层楼的单管,每组温差为5℃,已经是快开特性。为了使调节性能较好,增加跨越管,并在散热器支管上设置恒温阀,使散热器的流量减少,增大温差。因此恒温阀用在双管中比较好,尤其像丹麦等国家采用40℃~45℃温差的双管系统,调节性能最好,几乎是线性了。在空调系统中,加热器的温差也比较小,一般采用调节性能为等百分比的电动阀加以配合,综合后形成线性特性。由于散热器恒温阀是接近线性的调节性能,因此只能采用加大散热器温差的办法。当系统温差为25℃时,对于6层以下的建筑,单管系统每层散热器的温差在4℃以上,流经散热器的流量减少到30%时,散热器的温差约为13℃以上,在图1中曲线2与曲线3之间,性能并不够好。如果12层的单管,每层的温差只有2℃,要达到13℃的目标,散热器的流量只能是15%左右,如果达到25℃的目标,则流量减少到7.5%左右才行。而跨越管采用减小一号的做法,流经散热器的流量一般为30%左右。

    流经散热器的流量减少流量后,散热器的平均温度将降低,其散热面积必须增加。6层的单管系统计算表明,面积约增加10%。层数增加,面积会进一步增加。而且采用跨越管时,计算也是很麻烦的。为此,垂直单管加跨越管的系统,比较适合6层以下多层建筑的改造。

    串联的散热器不宜超过6组,是因为串联组数越多,散热器的进出口温差就越小,恒温控制阀对散热器的调节性能就越差。

4.4.3  散热器涂料及安装要求。

    实验证明,散热器外表面涂刷非金属性涂料时,其散热量比涂刷金属性涂料时能增加10%左右。散热器暗装在罩内时,不但散热器的散热量会大幅度减少;而且,由于罩内空气温度远远高于室内空气温度,从而使罩内墙体的温差传热损失大大增加。为此,应避免这种错误做法。对于幼儿园、老年人和特殊功能要求的建筑,散热器不得明装,以免引起烫伤。

4.4.4  公共建筑地面辐射供暖系统节能设计要求。

    面层材料热阻过大,地暖系统散热量减小,势必要减小地暖管间距,增大投资。地暖环路设计时,应注意环路长度不能过长、各环路长度相差不应过大,否则,地暖管道阻力增加,水力失调,造成供暖效果下降,冷热不均现象发生。各环路长度相差不宜超过15%。

4.4.5  对单体建筑供暖工程施工图标注内容的要求。

    单体建筑供暖工程热力入口标注供暖系统数据是为了与室外管网工程配合,并选择静态水力平衡阀、自力式流量控制阀或自力式压差控制阀的规格。本规定与《居住建筑节能设计标准》DB37/5026-2014要求一致。