低溫地板輻射設(shè)計說明書

低溫地板輻射設(shè)計說明書工程概況該工程某17層建筑中的第十層某用戶地板輻射供熱系統(tǒng)?？偯娣e為140m2，有7個小房間及兩個衛(wèi)生間，即：書房、客廳、廚房、客房、子女房、主臥室和父母房。住宅的采暖形式采用低溫?zé)崴匕遢椛洳膳ㄐl(wèi)生間用散熱器），熱源有燃氣熱水器提供。由于各房間大小不同，墻體朝向及性質(zhì)不同，所以每個房間的單位熱負荷均不同故分別計算。由于衛(wèi)生間比較潮濕、防水要求較高并且衛(wèi)生間地下有很多管路，不便埋管，所以衛(wèi)生間用地板輻射而采用散熱器為其供暖。為平衡每環(huán)管路的阻力，燃氣熱水器、分水器等設(shè)在廚房（整個房間較為中間的地方）。室內(nèi)設(shè)計溫度為16℃，供回水溫度50/40℃。系統(tǒng)設(shè)計1.設(shè)計參數(shù)：1）室外設(shè)計參數(shù)：冬季采暖室外外計算干球球溫度0℃冬季室外平均均風(fēng)速3.7m/ss冬季空調(diào)室外外計算相對對濕度(最冷月月平平均相對濕濕度)81%冬季主導(dǎo)風(fēng)向向及其頻率率C39%，N122%冬季大氣壓力力101.999KPa最大凍土深度度5cm2）室內(nèi)設(shè)計參數(shù)：地板輻射系統(tǒng)的室內(nèi)計算溫度可降低2℃，即：陽臺、起居室室、臥室16℃衛(wèi)生間14℃廚房14℃3）維護結(jié)構(gòu)參數(shù)：圍護結(jié)構(gòu)材料組成導(dǎo)熱系數(shù)外墻加氣混凝土K=0.222W/m2.℃外窗單框雙層玻璃璃窗K=3.499W/m2.℃屋面100mm鋼鋼筋混凝土土，苯板、芯芯板各5mmmK=0.466W/m22.℃陽臺門帶玻璃，金屬屬框K=6.400W/m2.℃內(nèi)隔墻240mm磚磚墻K=2.033W/m22.℃內(nèi)面抹灰內(nèi)面抹灰砂漿漿20mmmK=0.877W/m2.℃軟件查得濕空氣相關(guān)參數(shù)如下：2.熱負荷計算1）校核圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻是否滿足最小傳熱阻要求Ro·min=a(tn-tw)Rn/Δty式中：Ro·min---圍護結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻（m2·℃/W）tn---冬季室內(nèi)計算溫度（℃）tw---冬季圍護結(jié)構(gòu)室外計算溫度（℃）a---圍護結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)Δty---冬季室內(nèi)計算溫度與圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的允許溫差（℃）αn---圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱系數(shù)[W/(m2·℃)]Rn---圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱阻(m2·℃/W)Ro·min=1×（16-0）/6/8.7=0.306513m2℃/W校核結(jié)果小于實際總熱阻1.272m2℃/W,滿足要求。2）圍護結(jié)構(gòu)熱負荷各房間尺寸，窗戶尺寸以及相關(guān)計算入計算表所示。地面向下的散熱量，隔熱層為40mm厚泡沫混凝土，導(dǎo)熱系數(shù)為0.08w/m·℃，樓板層厚120mm，材料為混凝土，導(dǎo)熱系數(shù)為2.94w/m·℃，所以總熱阻為0.54m2·℃/W。設(shè)計供回水溫度為50/40，平均溫度為45℃，樓下溫度按15℃計算，則傳熱溫差為30℃。樓上有住戶為供暖房間，耗熱量不計。3）冷風(fēng)滲透耗熱量由于該建筑為17層，設(shè)計樓層為10層，綜合考慮樓高引起的熱壓作用和風(fēng)壓作用，所以按照高層建筑供暖設(shè)計熱負荷對冷風(fēng)滲透進行計算。查每米門窗縫隙滲入空氣量表得，雙層鋼窗每米門窗深入空氣量在風(fēng)速為3.7m/s時為L=2.4m3/m.h，空氣密度1.29Kg/m3在常壓下:Cp=Ca+CvH=1.01+1.88H=1.0157kJ/kg干空氣?℃式中: H為含濕量Ca-干空氣比熱，其值約為1.01kJ/kg干空氣?℃Cv-水蒸汽比熱,其值約為1.88kJ/kg干空氣?℃在設(shè)計參數(shù)中沒有長沙地區(qū)滲透空氣量的朝向修正系數(shù)，故將長沙與貴陽的氣象參數(shù)及風(fēng)玫瑰圖進行對比，從而估計出長沙的滲透空氣量朝向修正系數(shù)。長沙貴陽氣象象參數(shù)長沙貴陽室外計算干球球溫度0-1室外計算相對對濕度81%78%風(fēng)速3.72.6風(fēng)向如風(fēng)玫瑰所示示滲透空氣量的朝向修正系數(shù)朝向貴陽長沙東0.70.1南0.250.3西0.10.8北0.70.8計算北向10層窗戶滲透空氣耗熱量，即：書房、廚房、客房和子女房房間窗戶的滲透空氣耗熱量。中和面標高在整個建筑物高度的一半位置，hz=3.3×17/2=28.5m。設(shè)計窗中心線在層高一半處h=34.6m。cr=0.4，cf=0.5,b=0.67。壓差比 =50*0.4*16*(28.5-34.6)/0.5/34.6^0.4/3.7^2/(273+16)=-0.2391>-1求ch值 =(0.4*34.6^0.4)^0.67=1.3991求m值 =1.3991*(0.8+(1-0.2391)^0.67-1)=0.8852 =0.278*1.0157*2.4*l*16*0.8852*1.29*0.885=10.9576*lW計算南向10層窗戶滲透空氣耗熱量，即：主臥室窗戶的滲透空氣耗熱量。壓差比 C=-0.2391>-1=1.3991*(0.3+(1-0.2391)^0.67-1)=0.1857m=0.278*1.0157*2.4*l*16*0.8852*1.29*0.1857=2.2992*l W計算東向10層窗戶滲透空氣耗熱量，即：衛(wèi)生間窗戶的滲透空氣耗熱量。=1.3991*(0.1+(1-0.2391)^0.67-1)=-0.0942<0則衛(wèi)生間窗戶的冷風(fēng)滲透量Q2’=04）冷風(fēng)侵入耗熱量計算結(jié)果如計算表所示。3.水力計算設(shè)備選型1）管材選擇根據(jù)《低溫?zé)崴匕遢椛涔┡瘧?yīng)用技術(shù)規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定，目前可以使用的塑料管材品種有無規(guī)共聚聚丙烯管PPR，鋁塑復(fù)合管XPAP，交聯(lián)聚乙烯管PEX和聚丁烯管PB四種。綜合考慮各種因素，選用PE管。2）管徑、管間距地板表面使用材料及熱阻系數(shù)：瓷磚、理石、水泥面類RX=0.02㎡K/W，覆蓋管子水泥地面厚度：60㎜。使用20×2.3的管子，查《地面單位面積散熱表》得，室內(nèi)設(shè)計溫度為16℃，單位面積散熱量為76.41W/㎡，地面溫度為24.7℃，管間距為300mm，每平方米管長3.4m。由于所有房間總單位耗熱量為73.15W/㎡接近76.41W/㎡。所以這組數(shù)據(jù)可以滿足需要，實際中可通過節(jié)流等方式對供熱量進行調(diào)節(jié)。根據(jù)公式計算校核單位面積管長：單位面積管長: 計算結(jié)果如計算表中所示，均小于表中查得的數(shù)據(jù)，又因為管間距不應(yīng)過大，所以按照表中查得的數(shù)據(jù)去最大值300，即可滿足要求，多余的余量可在系統(tǒng)初調(diào)節(jié)時通過閥門節(jié)流的方法進一步調(diào)節(jié)。3）管路布置根據(jù)各房間的面積，將房間分為4個供熱區(qū)域：客廳、主臥室和父母房、客房和子女房。分水器設(shè)在廚房東南角，客廳、主臥室父母房、客房子女房的管路由廚房南墻下穿過。廚房餐廳書房的管路依次經(jīng)過廚房餐廳和書房。衛(wèi)生間裝散熱器。到主臥室、子女房等的管路設(shè)在走廊下，同時為走廊供熱。詳情見圖。實際布管的長度滿足熱負荷需要。由于房間尺寸與間距不一定是整倍數(shù)，所以視具體情況調(diào)整局部的間距。如父母房中部有兩管的間距較大，是為了使靠窗的地方有足夠的熱量，并且臥室中間一般是床，局部管間距稍大不會影響采暖效果。廚房靠窗的地方是洗菜池，下有水管，所以不宜加熱管，故加熱管從其周圍繞過保證靠窗區(qū)域的溫度。子女房中，由于東墻是外墻，所以跟其靠近的管距東墻250，而管間距略增大至310；北墻不僅是外墻而且有窗戶，耗熱量相對較大，所以管間距減小為200?？头颗c子女房做相同處理。4）水力計算由沿程阻力、局部阻力、雷諾數(shù)等公式對管路進行水力計算，確定管路阻力。為方便計算，用MATLAB編寫m文件用于計算各個環(huán)路阻力，源代碼如下：functiony=pm(v,dn,l)res=dn*v/0.60925e-6;rez=500*dn/1e-5;b=1+(log10(res)/log10(rez));lmd=(0.5*(b/2+1.312*(2-b)*log10(3.7*dn/1e-5)/(log10(res)-1))/log10(3.7*dn/1e-5))^2y=lmd*l*998*0.25^2/0.016/2;查得90°彎頭局部阻力系數(shù)ξ為0.5。局部阻力及沿程阻力計算結(jié)果見計算表。供熱區(qū)域總管長m90°彎頭個個數(shù)局部阻力PPjPa沿程阻力PPmPa總阻力Paa客廳79.011126406.2555634.666040.885書房廚房餐廳廳79.298863984.37755650.446634.7775子女房客房82.287746718.7555734.886453.555父母房及主臥臥90.361144687.56117.556805合計330.955725934..18根據(jù)相關(guān)資料查得管材及相應(yīng)速度下的比摩阻為85Pa/m，計算得：供熱區(qū)域總管長m90°彎頭個個數(shù)局部阻力PPjpa沿程阻力PPmpa總阻力客廳79.011126406.25567167122.225書房廚房餐廳廳79.298863984.377567407724.3375子女房客房82.287746718.75569947712.775父母房及主臥臥90.361144687.576808367.55合計330.955730926..88兩種算法得出的總阻力相差不大，為保證系統(tǒng)運行去大者。5）分水器計算選型由分水器公式：ρ=983.2Kg/m3 G=0.7542t/h v=0.3m/s計算得：分水器最大直徑為30mm。選用：5路分水器，價格為160RMB。具體參數(shù)如下表：商標三盛產(chǎn)品型號4124產(chǎn)品規(guī)格DN15，DDN20產(chǎn)品價格32元/路（特價）原產(chǎn)地上海包裝塑料精包裝最小起訂量1套公司名稱上海三盛金屬屬制品有限限公司經(jīng)計算管路總長為330M。PE管的規(guī)格為每盤50M或100M。由于地板輻射要求地下無接頭，所以需要4盤100米。PE管單價為3.98RMB/M≈4RMB/M，總價約為1600RMB。6）水泵經(jīng)水力計算得系統(tǒng)總阻力為：30926Pa，約為3m水柱。系統(tǒng)總流量約為0.2095Kg/s（0.7542t/h）。外加分水器，熱水器的阻力損失，系統(tǒng)總阻力取5m水柱。綜合考慮揚程、流量、價格、功率等因素，選用緯樂水泵UPS20-60暖氣循環(huán)泵。價格為238RMB。品牌緯樂屏蔽泵型號UPS20--60功率104W/882W/554W（三三檔功率可可調(diào)）最大揚程6m最大流量2.5噸/小小時管徑一寸重量2.6kg7）膨脹水箱Vp——水箱的有效容積 Lα——水的體積膨脹系數(shù) 1/kΔt——系統(tǒng)內(nèi)水溫的最大變化量 ℃V0——系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)的水容容量 L查表得：常溫溫20℃時α=2.11×10-441//K，60℃時α=5.22×10-411/K，取α=5.22×10-411/K，Δt=500-20==30℃。經(jīng)計算，管內(nèi)內(nèi)可充水體體積為666升，再加加分水器及及燃氣熱水水器，總水水量取V0=80L。所以 Vpp=5.22×10-4×80×30=11.24LL選用浙江樂樂佳佳工貿(mào)貿(mào)有限公司司LJJPPZSX---05221-2LL（由于所需體體積很小，并并且沒有承承壓要求，為為節(jié)省成本本膨脹水箱箱可自制。用用2L的飲料料桶或食用用油的桶即即可。）8）燃氣熱水水器燃氣熱水器的的功率計量量指水溫升升高25度時，每每分鐘流出出的熱水量量。與瓦的的換算關(guān)系系如下：Q=25*44190//60G==17455GG為流量———L/miin則房間總熱負負荷為87778W，需需要的熱水水器功率為為5升。考慮價格，安安全性等因因素，選用用華帝JSQQ12-QQ6B1，10033RMB，產(chǎn)產(chǎn)品參數(shù)如如下：額定熱負12MJ/hh熱水產(chǎn)率6升/分適用水壓0.03-00.7Mppa液化石油2800Paa天然氣壓2000Paa人工煤氣1000Paa電源規(guī)格220V/550Hz點火方式連續(xù)脈沖點火火保護方式防干燒等多重重安全保護護功能顯示屏LED數(shù)碼溫溫顯溫度調(diào)節(jié)冬夏轉(zhuǎn)換功能能，四季皆皆宜外形設(shè)計側(cè)面采用白葉葉窗設(shè)計外形尺寸520×3220×162MMM通常熱水器的的使用壽命命為6-88年。燃氣氣具從售出出當日起，人人工燃氣熱熱水器的判判廢年限為為6年，應(yīng)及及時更換過過期熱水器器。9）衛(wèi)生間散散熱器衛(wèi)生間熱負荷荷為55WW，選用衛(wèi)衛(wèi)浴散熱器器，既可取取暖也可作作為毛巾架架。天津奧達達散熱器暖暖氣片衛(wèi)浴浴背簍高11000mmm,單價為2220元。對對子女房隔隔壁的衛(wèi)生生間，散熱熱器裝在前前半部分，后后半部一般般為浴室，使使用時會使使用浴霸的的特殊加熱熱設(shè)備，故故不需散熱熱器提供熱熱量。另外，散熱器器一般要求求裝在外墻墻窗戶下，但但考慮到衛(wèi)衛(wèi)浴特殊性性，以及散散熱器還可可用作毛巾巾架等，故故將其設(shè)在在房間中部部。4.初投資及及運行成本本1）工程初投投資預(yù)算名稱單價數(shù)量總價（元）PE管4元/米400米1600分水器32元/路5路160水泵238元/臺臺1臺238燃氣熱水器1003元//臺1臺1003泡沫混凝土360元/MM2120M2××0.044M2160C15豆石混混凝土315元/MM3120M2××0.055M1890反射膜0.6元/MM2120M272衛(wèi)浴散熱器220元/組組2組440卡子0.01元//個4004總計7567初投資費用約約為76000元，不不包括地面面裝飾材料料（如瓷磚磚或木質(zhì)地地板，但地地板輻射系系統(tǒng)是按地地面裝飾材材料為瓷磚磚設(shè)計，建建議使用瓷瓷磚）。2）年運行費費用預(yù)算天然氣主要為為開采石油油過程中的的甲烷氣，高高效、干凈凈，為現(xiàn)代