某民用住宅低溫地板輻射采暖節(jié)能設(shè)計(jì)

目錄中文摘要（關(guān)鍵詞）（℃）供暖期圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型Ⅳ型日平均溫度≤+5℃天數(shù)平均溫度平均相對(duì)濕度采暖度日數(shù)（℃）（%）（℃·d）沈陽-26-29-32-34180-9.56451123采暖熱負(fù)荷計(jì)算3.1各計(jì)算參數(shù)的確定室內(nèi)計(jì)算溫度根據(jù)遼寧省標(biāo)準(zhǔn)《地面輻射采暖交聚乙烯管道工程技術(shù)規(guī)程》采暖熱負(fù)荷宜取房間常規(guī)計(jì)算95%或?qū)⑹覂?nèi)計(jì)算溫度降低2-3℃計(jì)算[13]。本設(shè)計(jì)采用降低室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度的方法。室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度如表3.1所示：表3.1各房間室內(nèi)計(jì)算溫度℃臥室餐廳客廳廚房衛(wèi)生間1515151515室外計(jì)算溫度冬季室外計(jì)算溫度的確定要根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型來確定，通過計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)，可確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型[14]，計(jì)算如下：熱惰性指標(biāo)：（3-1）式中：——材料層熱阻，m2?℃/W——材料層蓄熱系數(shù)，m2?℃/W外墻：磚墻360mm防潮層15mm水泥砂漿內(nèi)外兩側(cè)30mm厚保溫砂漿1：2.5水泥砂漿6mm1：3水泥砂漿12mm當(dāng)熱惰性指標(biāo)D>6時(shí)（查文獻(xiàn)[2]表1-12），圍護(hù)結(jié)構(gòu)屬Ⅰ型，因此可以確定冬季室外計(jì)算溫度為：。圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)（1）墻體傳熱系數(shù)計(jì)算：（3-2）式中：——圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻，m2·℃/W——圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面對(duì)流換熱系數(shù)，W/m·℃——圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面對(duì)流換熱系數(shù)，W/m·℃——材料層厚度，m——材料層導(dǎo)熱系數(shù)，W/m·℃外墻：W/m2?℃（2）窗戶、門外窗：單層平開雙玻塑鋼窗K=2.8W/m2?℃陽臺(tái)外窗：單層平開單玻塑鋼窗K=3.26W/m2?℃屋面窗：改性PVC節(jié)能塑鋼窗K=2.58W/m2?℃內(nèi)門：單層木夾板門K=2.91W/m2?℃單元門：保溫防盜電子對(duì)講門K=2.33W/m2?℃（3）屋面20mm木望板上冷底子油瑪蹄脂λ=0.1W/m2?℃100mm聚苯保溫板粘貼于木望板下空腔內(nèi)λ=0.04W/m2?℃W/m2?℃維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱熱阻最小傳熱阻校核最小傳熱熱阻：（3-3）式中：——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻，m2?℃/W——供暖室內(nèi)計(jì)算溫度與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的允許溫差，℃取=15℃；=-26℃；=6.0（查文獻(xiàn)[2]表1-11）外墻最小傳熱熱阻：m2?℃/W外墻實(shí)際傳熱熱阻：m2?℃/W>，該外墻滿足保溫要求。3.2熱負(fù)荷計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量基本耗熱量:W（3-4）式中：——圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)W/m2?℃——圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積m2——冬季室內(nèi)計(jì)算溫度℃——供暖室外計(jì)算溫度℃——圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)（查文獻(xiàn)[2]附錄4）例：101房間南墻：m2=15℃W/m2·℃=-26℃W其它房間計(jì)算結(jié)果見表3.2、表3.3冷風(fēng)滲透耗熱量采用換氣次數(shù)法計(jì)算：（3-5）式中：——房間的內(nèi)部體積，m3——冷空氣的定壓比熱，=1kJ/kg·℃——房間的換氣次數(shù)——供暖室外計(jì)算溫度下的空氣密度，kg/m3例：101房間南外窗取=2/3，m3=1.399kg/m3W其它房間計(jì)算結(jié)果見表3.2、表3.3冷風(fēng)侵入耗熱量冷風(fēng)侵入耗熱量：（3-6）式中：——外門附加率——外門基本耗熱量，W圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加耗熱量（1）朝向修正本設(shè)計(jì)地點(diǎn)是沈陽，地處嚴(yán)寒地區(qū)，因此朝向修正取值為：東、西：-5%南：-15%北：5%（2）風(fēng)力附加此地點(diǎn)不必考慮風(fēng)力附加（3）高度附加房間高度均不高于4米，不必考慮高度附加根據(jù)以上方法，計(jì)算出各房間的耗熱量，1-6層耗熱量計(jì)算結(jié)果相同，見表3.2；7層由于存在屋頂，其耗熱量不同，計(jì)算結(jié)果，見表3.3。綜上所得，可計(jì)算一單元居民樓總熱負(fù)荷為70492W。表3.2首層各房間耗熱量計(jì)算表房間編號(hào)房間名稱圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)室內(nèi)計(jì)算溫度室外計(jì)算溫度計(jì)算溫差溫差修正系數(shù)基本耗熱量耗熱量修正冷風(fēng)滲透圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量Q'名稱及方向面積W/m2·℃℃℃℃W%%%WQ2W101主臥室西外墻13.441.1815-26411.0650.23-50.95617.72345.661515南外窗2.702.8015-26411.0309.96-150.85263.47南外墻6.541.1815-26411.0316.41-150.85288.62102臥室西外墻10.921.1815-26411.0528.31-50.95501.89278.321432北外窗2.252.8015-26411.0258.3051.05271.22北外墻6.991.1815-26411.0362.9251.05381.07103餐廳北外門3.603.2615-26411.0481.1850.91.05505.23184.06787廚房1.682.91151051.024.4400.9124.44北外墻3.021.7615-26410.7152.7550.91.05160.39104客廳南外墻6.601.1815-26411.0319.31-150.85271.41284.57978南外窗4.322.8015-26411.0495.94-150.85421.55105衛(wèi)生間北向墻8.262.37151051.097.880197.880.0098106廚房衛(wèi)生間8.262.371515-51.0-97.8801-97.88125.67482北外窗1.802.8015-26361.0181.4451.05190.51北外墻6.461.1815-26361.0274.4251.05288.14餐廳門1.682.911515-51.0-24.4401-24.44107臥室南外墻4.081.1815-26411.0197.39-150.85167.78214.60568南外門4.323.2615-26411.0577.41-150.70.85490.80111主臥室南外窗2.702.8015-26411.0309.96-150.85263.47345.66898南外墻6.541.1815-26411.0316.41-150.85288.62112臥室北外窗2.252.8015-26411.0258.3051.05271.22278.32931北外墻6.991.1815-26411.0362.9251.05381.07113餐廳北外門3.603.2615-26411.0481.1850.91.05505.23184.05787廚房1.682.91151051.024.4400.9124.44北外墻3.021.7615-26410.7152.7550.91.05160.39114客廳南外墻6.601.1815-26411.0319.31-150.85271.41284.57978南外窗4.322.8015-26411.0495.94-150.85421.55115衛(wèi)生間北向墻8.262.37151051.097.880197.880.0098表3.3頂層各房間耗熱量計(jì)算表房間編號(hào)房間名稱圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)室內(nèi)計(jì)算溫度室外計(jì)算溫度室內(nèi)外計(jì)算溫差溫差修正系數(shù)基本耗熱量耗熱量修正冷風(fēng)滲透圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量Q'名稱及方向面積W/m2·℃℃℃℃W%%%WQ2W701臥室南外窗1.142.5815-26411.0120.17-150.85102.14285.54998西外墻8.141.1815-26411.0393.91-50.95374.21屋面19.340.3515-26411.0277.59-150.85235.95702臥室北外窗1.142.5815-26411.0120.1751.05126.17263.961027屋面19.340.3515-26411.0277.5951.05291.47西外墻7.521.1815-26411.0364.01-50.95345.81703北客廳北屋面11.490.3515-26411.0164.8851.05173.13215.96515北外窗1.142.5815-26411.0120.1751.05126.17704南客廳南屋面17.620.3515-26411.0252.83-150.85214.91337.93757南外窗2.272.5815-26411.0240.33-150.85204.28705臥室屋面7.560.3515-26411.0108.49-150.8592.21131.19326南外窗1.142.5815-26411.0120.17-150.85102.14706衛(wèi)生間屋面6.200.3515-26411.088.9051.0593.340.0093711臥室南外窗1.142.5815-26411.0120.17-150.85102.14285.54624屋面19.340.3515-26411.0277.59-150.85235.95712臥室北外窗1.142.5815-26411.0120.1751.05126.17263.96682屋面19.340.3515-26411.0277.5951.05291.47713北客廳北屋面11.490.3515-26411.0164.8851.05173.13215.96515北外窗1.142.5815-26411.0120.1751.05126.17714南客廳南屋面17.620.3515-26411.0252.83-150.85214.91337.93757南外窗2.272.5815-26411.0240.33-150.85204.28715臥室屋面7.560.3515-26411.0108.49-150.8592.21131.19326南外窗1.142.5815-26411.0120.17-150.85102.144地板輻射采暖設(shè)計(jì)及水力計(jì)算本設(shè)計(jì)采用低溫?zé)崴鳛闊崦?，主要參?shù)[15]如下所示：結(jié)構(gòu)層厚度：70mm（結(jié)構(gòu)如圖4.1所示）地面材料：瓷磚供回水溫度：供40℃；回30℃供水方案：區(qū)域鍋爐房供水管材：PE-X管圖4.1地板輻射采暖構(gòu)造層結(jié)構(gòu)4.1地板輻射采暖設(shè)計(jì)采暖盤管布置本設(shè)計(jì)采用PE-X管，總管設(shè)在各戶的管道井內(nèi)，在分設(shè)支管進(jìn)入各戶，各戶連在同一個(gè)分水器上。加熱盤管的布置按房間分組：客廳、臥室管道布置采用雙回蛇形，衛(wèi)生間及廚房采用往復(fù)形或直列形。此建筑為民用住宅，采暖管通常采用管徑為DN20的管子。各采暖盤管間間距根據(jù)熱負(fù)荷計(jì)算在150-300mm之間，沿外墻和熱損失大的部位布管間間距可稍小一些，布管間距由外墻到內(nèi)可逐漸擴(kuò)大。每40m2左右設(shè)置5-8mm寬的伸縮縫，縫中填充彈性材料，加熱板管穿越膨脹縫處時(shí)應(yīng)加柔軟性套管。首層地面、衛(wèi)生間及廚房必須設(shè)防水層[16]。采暖地面構(gòu)造層與外墻接觸部分用聚苯乙烯保溫板作保溫處理。采暖盤管設(shè)計(jì)計(jì)算單位長度傳熱量：（4-1）式中：——導(dǎo)熱系數(shù)，W/m·℃——形狀因子——盤管溫度，℃——地板表面溫度，℃（經(jīng)常有人停留的表面，溫度取在24-26℃間）形狀因子：（4-2）式中：——埋深，mm——管徑，mm——管間距，mm導(dǎo)熱系數(shù)：W/m·℃（4-3）構(gòu)造層：瓷磚地板層δ=10mmλ=1.1W/m·℃水泥沙將找平層δ=20mmλ=0.93W/m·℃豆石混凝土層δ=40mmλ=1.51W/m·℃W/m·℃例：101房間房間總耗熱量：=1515W可查得：地板表面溫度：=24.8℃盤管溫度：=35℃管間距：=175mm管徑：=20mm埋深：=50mm形狀因子：單位長度耗熱量：W管長：m1-6層各房間采暖管設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果相同，見表4.1；頂層計(jì)算結(jié)果，見表4.2表4.1首層PE-X管設(shè)計(jì)計(jì)算表房間號(hào)圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量面積單位面積耗熱量地板表面溫度平均水溫溫差管間距平均導(dǎo)熱系數(shù)管徑埋深形狀因子單位管長散熱量管長QAQ′Tt⊿tωλdHSQ0LW㎡W/㎡℃℃℃mmW/m.kmmmmw/mm101151514.14107.1624.83510.21751.0720502.7930.5049.68102143211.38125.8026.50358.501001.0720503.6032.8143.641037877.82100.6024.203510.802001.0720502.6831.0525.3510497811.6084.3122.703512.33001.0720502.4832.6629.95105982.6736.6718.403516.63001.0716502.7048.042.041064825.8582.3422.603512.43001.0716502.7035.8913.431075688.7864.7221.103513.93001.0716502.7040.2314.1211189814.1463.5221.0035143001.0720502.4837.1724.1611293111.3881.7922.503512.53001.0720502.4833.1928.051137877.82100.6024.203510.82001.0720502.6831.0525.3511497811.6084.3122.703512.33001.0720502.4832.6629.95115982.6736.6718.403516.63001.0716502.7048.042.04表4.2頂層PE-X管設(shè)計(jì)計(jì)算表房間號(hào)圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量面積單位面積耗熱量地板表面溫度平均水溫溫差管間距平均導(dǎo)熱系數(shù)管徑埋深形狀因子單位管長散熱量管長QAQ′Tt⊿tωλdHSQ0LW㎡W/㎡℃℃℃mmW/m.kmmmmw/mm70199810.6593.7223.603511.402501.0716502.7833.9029.4470210279.73105.5424.803510.201751.0716503.0132.9331.187035156.2083.0822.703512.303001.0716502.7035.6014.4770475710.5471.8221.603513.403001.0716502.7038.7819.527053265.6357.9020.403514.603001.0716502.7042.257.72406932.0345.8119.203515.803001.0716502.7045.732.0371162410.6558.6024.903510.103001.0716502.7029.2321.357126829.7370.0920.403514.603001.0716502.7042.2516.147135156.2083.0822.703512.303001.0716502.7035.6014.4771475710.5471.8221.603513.403001.0716502.7038.7819.527153265.6357.9020.403514.603001.0716502.7042.257.724.2水力計(jì)算基本原理總阻力：Pa（4-4）比摩阻：Pa/m（4-5）水流量：Kg/h（4-6）式中：——每米管長的沿程損失，Pa/s——管段長度，m——摩擦阻力系數(shù)——管子內(nèi)徑，mm——熱煤在管中的流速，m/s——熱煤密度，kg/m3——熱煤的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)，m2/s戶內(nèi)環(huán)路水力計(jì)算本系統(tǒng)采用下供下回垂直雙管并聯(lián)系統(tǒng)，戶內(nèi)為水平單管閉合式，各組盤管并聯(lián)。查《地面輻射采暖交聚乙烯管道工程技術(shù)規(guī)程》，由水量查得管段比摩阻，算得沿程阻力。系統(tǒng)管道的總阻力取沿程阻力的120%。管徑的確定，根據(jù)盤管流量G和比摩阻R，可查得接近R的管徑[17-20]。戶內(nèi)盤管水力計(jì)算結(jié)果如表4.3所示：表4.3熱水采暖系統(tǒng)盤管水力計(jì)算表房間號(hào)熱負(fù)荷流量管長管徑密度比摩阻沿程阻力總阻力QGLDρR⊿Py⊿PwL/hmmmKg/m3Pa/mPaPa1011515131.3164.0820992.2342178.722614.471021432124.1252.4420992.2321678.132023.7610378768.2128.7520992.211316.20379.4410497884.7733.9520992.217577.10692.52105988.492.0416992.236.127.3410648241.7813.4316992.210.8145.06174.0710756849.2325.1216992.216401.91482.3011189877.8438.5620992.214.3551.39661.6611293180.7036.8520992.216589.63707.5511378768.2128.7520992.211316.20379.4411497884.7733.9520992.217577.10692.52115988.492.0416992.236.127.3470199886.5042.8416992.2401713.702056.43702102789.0242.8416992.2421799.482159.3870351544.6416.4316992.212.5205.34246.4170475765.6131.3816992.225784.50941.4070532628.2620.7416992.27145.15174.18706938.064.0316992.2312.1014.5271162454.0933.8116992.218608.54730.2571268259.1126.7016992.221560.71672.8671351544.6419.4916992.212.5243.59292.3171475765.6124.4816992.225612.00734.4071532628.2618.4016992.27128.77154.52系統(tǒng)水力計(jì)算系統(tǒng)管路簡圖如圖4.2所示。圖4.2系統(tǒng)管路圖圖4.2為一單元系統(tǒng)管路圖：圖中阿拉伯?dāng)?shù)字為管段號(hào)，橫線上行數(shù)字為管段熱負(fù)荷（W），下行表示管段長度（m），羅馬數(shù)字為環(huán)路標(biāo)號(hào)[21-22]。計(jì)算步驟為：（1）選擇最不利環(huán)路：由圖可見，最不利環(huán)路為0-6-7-13即通過環(huán)路Ⅵ及閣樓的環(huán)路。這個(gè)環(huán)路從0開始，經(jīng)過1、2、3、4、5、6、6′，再由7、8、9、10、11、12、13回到室外管網(wǎng)（2）本設(shè)計(jì)采用推薦的經(jīng)濟(jì)比摩阻Rpj大致為60-120Pa/m來確定環(huán)路管徑。根據(jù)各管段熱負(fù)荷，求出個(gè)管段的流量（3）利用以上所列公式，計(jì)算出個(gè)管段的D、R、v（4）確定沿程阻力損失。將每一段的R與l相乘可得（5）確定局部阻力。利用系統(tǒng)圖中管路的實(shí)際情況，參閱文獻(xiàn)[2]查出局部阻力系數(shù)，再根據(jù)流速和密度算出動(dòng)壓，求出局部阻力（6）用同樣方法計(jì)算其它環(huán)路的阻力。列入表中。計(jì)算不平衡率，調(diào)節(jié)管徑使并聯(lián)管路間阻力平衡。例：總立管0-1，Wkg/h選管徑為DN70，面積：流速：動(dòng)壓：局部阻力:Pa雷諾數(shù)：阻力系數(shù)：比摩阻:Pa/m沿程阻力：Pa總阻力：Pa不平衡率：環(huán)路Ⅴ：管段5-6-7-8與管段5-8并聯(lián)Pa；Pa不平衡率系統(tǒng)管路水力計(jì)算結(jié)果如表4.4所示：表4.4系統(tǒng)水力計(jì)算表管段號(hào)熱負(fù)荷流量管長管徑截面積密度流速動(dòng)壓局部阻力系數(shù)局部阻力阻力系數(shù)比摩阻沿程阻力總阻力QGLDAρV⊿PdΣξ⊿PZλR⊿Py⊿PWKg/hmmmm2Kg/m3m/sPaPaPa/mPaPa0--1708396092.151.80700.00363992.20.470109.421109.420.02134.3161.77171.181--2602395180.552.80700.00363992.20.39979.12179.120.02225.8472.35151.472--3496394268.952.80700.00363992.20.32953.73153.730.02318.4251.56105.293--4360393099.352.80700.00363992.20.23928.32128.320.02510.5229.4457.764--5284392445.752.80700.00363992.20.18917.64117.640.0276.9519.4537.095--6178391534.152.80700.00363992.20.1186.9416.940.0303.078.6015.546--6′9577823.629.95500.00221992.20.1055.421370.450.0333.3833.62104.076′1515130.2964.082034.002178.722614.476′--7′3717319.666.48320.00100995.70.0893.931351.080.0404.3928.4379.527--8708396092.151.50700.00363995.70.468109.032218.070.02235.9853.97272.048--9602395180.552.80700.00363995.70.39878.84178.840.02327.0975.86154.719--10496394268.952.80700.00363995.70.32853.54153.540.02519.3154.07107.6010--11360393099.352.80700.00363995.70.23828.22128.220.02711.0330.8759.0911--12284392445.752.80700.00363995.70.18817.57117.570.0287.2820.4037.9712-152.80700.00363995.70.1186.9116.910.0323.229.0215.93Pa5--5′5860503.969.95320.001004992.20.1419.8013127.410.03399.2892.36219.785′1515130.2964.082034.002178.722614.475′--85860503.969.95320.001004995.70.1409.7713126.970.03569.7396.85223.81PaPa不平衡率：4--4′5860503.969.95320.001004992.20.1419.8013127.410.03399.2892.36219.784′1515130.2964.082034.002178.722614.474′--95860503.969.95320.001004995.70.1409.7713126.970.03569.7396.85223.81PaPa不平衡率：3—3′5860503.969.95320.001004992.20.1419.8013127.410.03399.2892.36219.783′1515130.2964.082034.002178.722614.473′--105860503.969.95320.001004995.70.1409.7713126.970.03569.7396.85223.81PaPa不平衡率：2—2′5860503.969.95320.001004992.20.1419.8013127.410.03399.2892.36219.782′1515130.2964.082034.002178.722614.472--115860503.969.95320.001004995.70.1409.7713126.970.03569.7396.85223.81PaPa不平衡率：1—1′5860503.969.95320.001004992.20.1419.8013127.410.03399.2892.36219.781′1515130.2964.082034.002178.722614.471′--125860503.969.95320.001004995.70.1409.7713126.970.03569.7396.85223.81PaPa不平衡率：注：系統(tǒng)的不平衡率取±15%，可見表中所計(jì)算所得結(jié)果在這范圍內(nèi)，符合要求。4.3設(shè)備選型4.3.1溫控閥的選擇用戶室內(nèi)的溫度控制是通過溫控制閥來實(shí)現(xiàn)的。溫控制閥是由恒溫控制器、流量調(diào)節(jié)閥以及一對(duì)連接件組成，其中恒溫控制器的核心部件是傳感器單元，即溫包。溫包可以感應(yīng)周圍環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生體積變化，帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥芯產(chǎn)生位移，進(jìn)而調(diào)節(jié)散熱器的水量來改變散熱量。溫控閥設(shè)定溫度可以人為調(diào)節(jié)，恒溫閥會(huì)按設(shè)定要求自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)散熱器的水量，從而來達(dá)到控制室內(nèi)溫度的目的[23]。地板輻射采暖溫控閥集中設(shè)置在分水器處。溫控閥帶有溫度調(diào)節(jié)和預(yù)設(shè)定裝置，用戶可以通過調(diào)節(jié)旋鈕自己隨時(shí)調(diào)整供熱量，降低了不必要的能源消耗。為節(jié)約能源創(chuàng)造了條件。接溫控閥處的管徑為DN20，選擇甘普爾公司的BB型溫控閥，選擇溫控閥規(guī)格如表4.5所示。表4.5溫控閥參數(shù)公稱直徑最高水溫最大壓力DN15120℃1MPa4.3.2熱表的選擇熱表由熱量計(jì)、供回水溫度感溫元件及積算顯示裝置組成。熱能表按照熱表流計(jì)結(jié)構(gòu)和原理不同，可分為機(jī)械式（其中包括：渦輪式、孔板式、渦街式）、電磁式、超聲波式等種類。本設(shè)計(jì)選用超聲波式流量計(jì)，設(shè)置在管井內(nèi)供水管上，前設(shè)過濾器，且管徑宜小于或等于入口管徑。選型為:CRL-H戶用型超聲波熱量表[24]。技術(shù)參數(shù)如表5.2所示。表4.6熱表參數(shù)準(zhǔn)確度溫度范圍溫差范圍管徑流量范圍電池壽命2級(jí)4-95℃2-90℃DN250.0075-4.0m3/h10年以上4.3.3分集水器的選擇分集水器是用于連接各路加熱管供回水的配水和匯水裝置。分集水器是地暖系統(tǒng)的一個(gè)組成裝置，對(duì)地面輻射供暖系統(tǒng)而言十分重要。

分集水器的結(jié)構(gòu)：一般分集水器主要由分水器、集水器和固定支架三部分組成。分水器的作用是將熱源熱水分開導(dǎo)入每一路的地面輻射供暖所鋪設(shè)的管內(nèi)，實(shí)現(xiàn)分室供暖和調(diào)節(jié)溫度的目的。集水器是將分開散熱后的每一路內(nèi)的低溫水匯集到一起，并固定到墻體或地面的作用。分水器和集水器都是由主管、分路調(diào)解閥和接頭、排氣閥、泄水閥、主管終端堵頭幾個(gè)部件組成。所用材料常見有：銅、銅鍍鎳、不銹鋼、聚丙烯（PP-R）、合金鋁（防腐處理）。支架由墻板、面板式和掛架式，常見材料為鋼，表面需防腐處理，一般為噴塑或鍍鋅。工作原理：進(jìn)水分水器是由一個(gè)黃銅合金管構(gòu)成的，管內(nèi)每一回路配備一帶有記憶功能的平衡鎖閉閥，它的作用是單獨(dú)控制調(diào)整每一回路所需要的位置，記憶功能的原理是通過使用新的R558N扳手（或使用標(biāo)準(zhǔn)的R558扳手）調(diào)節(jié)一個(gè)特制圈來限制鎖閉閥的最大開啟程度，以便保持流量的穩(wěn)定。為了方便查看表上標(biāo)有（0.5-5L/h（30-300L/h)的刻度。本設(shè)計(jì)所選用的銅分集水器[25]，根據(jù)《中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/T251-2007）選擇分集水器型號(hào)為：ZF25F×25-6-CJ/T251。選擇上?？履透ル姎馍a(chǎn)制造的本型號(hào)的分集水器，其詳細(xì)的技術(shù)參數(shù)如下：表4.6分集水器參數(shù)材質(zhì)適用介質(zhì)公稱壓力介質(zhì)溫度流量調(diào)節(jié)Kv值調(diào)節(jié)精度主管通徑支管通徑支管間距黃銅冷水、熱水與乙二醇混合溶液1.0Mpa0-85℃0-10±5%DN2516/20mm50mm5系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析5.1系統(tǒng)初投資計(jì)算根據(jù)所選設(shè)備、材料的市場價(jià)格可得出以下的初投資計(jì)算表：表5.1初投資計(jì)算表項(xiàng)目單位價(jià)格采暖盤管元/㎡25.20熱表元200溫控閥元40分集水器元210土建追加費(fèi)元/㎡18系統(tǒng)總投資：（5-1）5.2系統(tǒng)的節(jié)能收益計(jì)算節(jié)能收益為：（5-2）式中：B——燃煤的費(fèi)用A——年耗煤量P——煤炭的價(jià)格，這里取500元/噸，發(fā)熱值=20935KJ/kg則可計(jì)算得每年的節(jié)能收益為：(元)5.3系統(tǒng)的回收年限計(jì)算回收年限按公式5-3、5-4進(jìn)行計(jì)算：（5-3）（5-4）式中：——回收年限——折現(xiàn)系數(shù)d——年市場折現(xiàn)率，取10%e——年燃料價(jià)格上漲率，取5%——維修費(fèi)用，每年的維修費(fèi)用占總投資的百分比，取1%則根據(jù)式5-3、5-4可計(jì)算得：=10.2；=5.2即可算得回收年限為5.2年。6系統(tǒng)的節(jié)能分析和環(huán)保健康效益分析地板輻射采暖系統(tǒng)的節(jié)能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）其室內(nèi)計(jì)算溫度降低了2-3℃，采暖熱負(fù)荷相應(yīng)的降低；（2）由于地板輻射采暖熱媒的溫度較低，因而在室外管網(wǎng)的傳送過程中無效熱損失可大大減少，節(jié)省了采暖能耗；（3）使用熱計(jì)量裝置的初投資可能會(huì)高出不采用的系統(tǒng)10%左右，但其降低的燃料費(fèi)用卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于10%[26]。6.1建筑熱負(fù)荷節(jié)能分析由于地板輻射采暖室內(nèi)計(jì)算溫度比普通采暖的室內(nèi)計(jì)算溫度要低2-3度，總的熱負(fù)荷將會(huì)比普通采暖少5%左右。本設(shè)計(jì)中一單元樓可節(jié)約的能耗：w6.2外網(wǎng)熱損耗節(jié)能分析6.2.1熱損耗計(jì)算無溝敷設(shè)的管道直接埋于土壤中，在計(jì)算管道散熱損失時(shí)，需要考慮土壤的熱阻。根據(jù)福爾赫蓋伊默推導(dǎo)的傳熱學(xué)理論計(jì)算公式[27]。土壤的熱阻：m·℃/w（6-1）式中：—與土壤接觸的管子外表面的直徑，m—土壤的導(dǎo)熱系數(shù)，當(dāng)土壤溫度為10-40℃時(shí)取值在1.2—2.5w/(m·℃)—管子的折算埋深，m；按式計(jì)算（h：從地表面到管中心線的埋設(shè)深度，m；hj：假想土壤層厚度，m，此厚度的熱阻等于土壤表面的熱阻；：土壤表面的放熱系數(shù)，可取12-15w/(m2·℃)計(jì)算。）則無溝敷設(shè)保溫管道的散熱損失（h/dz<2的條件），按下式計(jì)算：W（6-2）式中：——土壤地表面溫度，℃通常采暖地溝至少有一根供水和一根回水兩根管道，當(dāng)兩根管道并列直埋敷設(shè)時(shí)，需要考慮其相互間的傳熱影響。根據(jù)前蘇聯(lián)學(xué)者E.П.舒賓提出的方法，其相互傳熱影響可以考慮為一個(gè)假想的附加熱阻RC。在雙管直埋敷設(shè)情況下，附加熱阻可用下式表示：m.℃/w（6-3）式中:b—兩管中心線間的距離，m第一根管的散熱損失：q1=w/m（6-4）第二根管的散熱損失：q2=w/m（6-5）∑R1=Rb1+Rt；∑R2=Rb2+Rt（Rb1、Rb2為第一根和第二根管道保溫層的熱阻）6.2.2熱損耗計(jì)算實(shí)例分析（1）普通采暖系統(tǒng)：假設(shè)在整個(gè)供暖期間，供水管的平均水溫按=86℃，回水管的平均水溫=55℃。供暖期小時(shí)數(shù)n=4296h。供暖期間土壤地表面平均溫度=-3℃。假設(shè)管徑=3257mm，兩管中心距b=0.76m。管子埋深h=1.2m。采用聚氨酯保溫，供回水管采用相同的保溫層厚度=45mm，其導(dǎo)熱系數(shù)=0.023w/(m2·℃)。按上述計(jì)算公式，此雙管的散熱損失分別為：q1=46.42w/m，q2=28.96w/m。普通采暖系統(tǒng)雙管在整個(gè)供暖期間的總散熱損失為：J/m=1.1658GJ/m（2）低溫地板輻射采暖系統(tǒng),假設(shè)在整個(gè)供暖期間，供水管的平均水溫按=40℃，回水管的平均水溫=30℃。供暖期小時(shí)數(shù)n=4296h。供暖期間土壤地表面平均溫度=-3℃。假設(shè)條件與普通散熱器采暖系統(tǒng)相同，則=0.72GJ/m以上計(jì)算說明，在相同保溫層厚度的條件下，低溫地板敷設(shè)采暖由于熱媒參數(shù)低，外管網(wǎng)熱損失比普通采暖系統(tǒng)低。6.3熱計(jì)量方式節(jié)能分析使用熱計(jì)量裝置的初投資可能會(huì)高出不采用的系統(tǒng)10%左右，但其降低的燃料費(fèi)用卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于10%。根據(jù)沈陽市節(jié)能辦、墻改辦多年實(shí)測數(shù)據(jù)[28]，安裝熱計(jì)量裝置的建筑物，采用按熱量收費(fèi)方式時(shí)采暖費(fèi)用比較見表6.1：表6.1采暖費(fèi)用比較表分戶熱計(jì)量試點(diǎn)單位分戶熱計(jì)量民戶數(shù)（戶）供熱面積（m2）用熱量（GJ）按熱量繳費(fèi)（元）按面積繳費(fèi)（元）節(jié)省采暖費(fèi)金額比例電力設(shè)院92127524643126893.19280544153650.8154.77%企業(yè)工委7083683602.26984501840968564646.52%墻改辦181404.90760.0720772.6030937.8010135.2032.80%合計(jì)18022524.909005.23264115.79495547.8249432.0150.33%注：費(fèi)用未包括熱計(jì)量表定期檢測維護(hù)費(fèi)、預(yù)交采暖費(fèi)、抄表決算等物業(yè)管理費(fèi)從表6.1可以看出：三家單位總供暖建筑面積是22524.90㎡（規(guī)定按熱計(jì)量收費(fèi)的價(jià)格為27.33元/GJ；按面積收費(fèi)價(jià)格為22元/㎡）計(jì)費(fèi)是246115.79元，按供暖建筑面積計(jì)費(fèi)是495547.80元，綜合節(jié)省采暖費(fèi)495547.80-246115.79=249432.01元，節(jié)省比率249432.01/495547.80=50.33%。即每建筑平方米節(jié)省2250.33%=11.07元。6.4環(huán)保健康效益（1）系統(tǒng)的環(huán)保效益系統(tǒng)的環(huán)保效益體現(xiàn)在其二氧化碳減排和粉塵污染控制上面，采用地板輻射采暖系統(tǒng)，由于建筑的耗熱量減少，從而燃煤量也會(huì)減少，相應(yīng)的大氣污染也會(huì)降低，下面主要從二氧化碳減排方面來分析地板輻射采暖系統(tǒng)的環(huán)保效益[29]。系統(tǒng)二氧化碳減排量：（6-6）其中：——系統(tǒng)壽命期內(nèi)二氧化碳減排量，kg；——標(biāo)準(zhǔn)煤熱值，20.934MJ/kg；——常規(guī)能源水加熱裝置的效率，對(duì)于集中供熱來說，按現(xiàn)今的第三階段建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)《建筑節(jié)能“九五計(jì)劃”和2023年規(guī)劃》），=66.2%；——二氧化碳排放因子，對(duì)于燃煤，取0.726kgCO2/kg標(biāo)準(zhǔn)煤?！到y(tǒng)壽命周期（取系統(tǒng)的使用壽命為50年）計(jì)算得：（2）系統(tǒng)的健康效益對(duì)人體的健康而言，供暖的最佳的效果是從下到上，逐漸由暖變涼的方式，地板輻射采暖是最接近理想的供暖方式。因此，用地暖方式供熱，室內(nèi)地表的溫度均勻，室內(nèi)溫度由下而上逐漸遞減，給人以腳暖頭涼的感覺。當(dāng)人們滯留在溫暖的地板上時(shí)，會(huì)感覺腳暖，而身體上部又不易受冷輻射的影響，故感到十分舒適。另外，室內(nèi)溫度均勻、溫差較小、梯度合理，加熱人體最容易感覺寒冷的足部區(qū)域，符合人體生理學(xué)需求，有利于人的身體健康[30]。地暖對(duì)人體健康還有如下的好處：①有利于身體健康，具有理療作用，能改善血液循環(huán)及新陳代謝，尤其是對(duì)風(fēng)濕病療效明顯，使腰腿痛等疾病人數(shù)大為減少。②無風(fēng)感的地板采暖可減少對(duì)老年人心血管的環(huán)境壓力，有利于老年人健康。③有利于婦女皮膚水份的保持。④與傳統(tǒng)取暖方式比較，減少了室內(nèi)粉塵飛揚(yáng)，從而減少哮喘病的發(fā)生率。⑤提高了兒童學(xué)習(xí)的記憶力和理解力，從而提高了學(xué)習(xí)效率和成績。⑥提高睡眠質(zhì)量，入睡快、深度休息、起床易、感覺舒服。⑦取消暖氣片和支管敷設(shè)，有利于人身安全和家庭的團(tuán)聚活動(dòng)。⑧據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，地暖可增加人的活動(dòng)欲望，使人更勤快，有利于健康。7結(jié)論及建議7.1結(jié)論本文是對(duì)沈陽某民用住宅樓進(jìn)行低溫?zé)崴匕遢椛洳膳南到y(tǒng)設(shè)計(jì)。首先通過對(duì)沈陽地區(qū)氣候特點(diǎn)、能源狀況以及采暖方式的調(diào)研分析，同時(shí)考慮到采用降低室內(nèi)計(jì)算溫度的方法來計(jì)算采暖熱負(fù)荷，選擇室內(nèi)計(jì)算溫度為15℃，室外計(jì)算溫度為-26℃，計(jì)算出建筑采暖總熱負(fù)荷為70492W。在管道鋪設(shè)方面，選擇了PE-X管雙回形鋪設(shè)的方式，這種鋪設(shè)方式地板表面的均勻，滿足了舒適性要求。接著對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了水力計(jì)算，包括戶內(nèi)盤管系統(tǒng)水力計(jì)算、系統(tǒng)總立管的力計(jì)算，得到系統(tǒng)總阻力為3721.49Pa，總干管管徑為DN70，進(jìn)入各戶分水器支管的管徑為DN32，戶內(nèi)盤管管徑為DN20和DN16。然后，選取各戶需安裝溫控閥、熱計(jì)量表及分集水器，通過計(jì)算分析分別選擇CRL-H戶用型超聲波熱量表、甘普爾溫控閥、ZF25F×25-6-CJ/T251型分集水器，對(duì)各戶房間進(jìn)行溫度控制和熱計(jì)量。最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了節(jié)能經(jīng)濟(jì)性分析和環(huán)保健康分析，通過數(shù)據(jù)計(jì)算得出系統(tǒng)在每年采暖期內(nèi)可以節(jié)省4.9×107kw的能量，使用周期內(nèi)可減少二氧化碳排放3.6t。系統(tǒng)節(jié)能附加投資為4554元，每年的節(jié)能收益為1071.3元，算得系統(tǒng)的投資回收期為5.2年。本文通過對(duì)地板輻射采暖系統(tǒng)的房間進(jìn)行了一系列的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和環(huán)境效益評(píng)價(jià)，為地板輻射采暖系統(tǒng)在全國范圍內(nèi)的推廣提供理論依據(jù)，體現(xiàn)了其應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值。7.2展望地板輻射采暖初投資可能會(huì)高出不采用的系統(tǒng)10%左右，但其降低的燃料費(fèi)用卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于10%，加上其在環(huán)境和人體健康方面的效益，地板輻射采暖有很高的應(yīng)用價(jià)值，尤其在我國北方地區(qū)，它的廣泛應(yīng)用將有很大的現(xiàn)實(shí)意義。但是由于地板輻射采暖系統(tǒng)與常規(guī)采暖系統(tǒng)相比熱惰性較強(qiáng)，所以該系統(tǒng)可采用間歇運(yùn)行的調(diào)控方式，對(duì)系統(tǒng)間歇運(yùn)行時(shí)房間的熱過程和室內(nèi)熱環(huán)境研究較少，缺乏系統(tǒng)運(yùn)行控制的理論依據(jù)，系統(tǒng)難以發(fā)揮其運(yùn)行調(diào)節(jié)節(jié)能作用。對(duì)于北方各地區(qū)住宅小區(qū)應(yīng)用地板輻射采暖供熱，沒有可參考的間歇運(yùn)行方案。因此，因加強(qiáng)這方面的研究，以推廣低溫地板輻射采暖在我國的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)[1]陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第一版.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002:15-21[2]賀平,孫剛.供熱工程[M].第三版.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002:8-325[3]趙容義,范存養(yǎng),薛殿華,錢以明.空氣調(diào)節(jié)[M].第三版.北京:中國建筑工業(yè)出版社[4]楊世銘,陶文銓.傳熱學(xué)[M].第三版.北京:高等教育出版社,1998:3-50[5]民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住部分)[S].北京:中國建筑工業(yè)出社,1996:8-60[6]哈爾濱工業(yè)大學(xué).暖交聚乙烯管道工程技術(shù)規(guī)程[M].哈爾濱.2000[7]宗立華.塑料埋管地板供暖的熱性能分析[J].暖通空調(diào).2003:30(2)，6-8[8]夏喜英,王建華.低溫?zé)崴匕遢椛洳膳绞郊肮?jié)能[J].技能技術(shù).2001:19(1)，33