采暖系统设计与估算方法解析：供热指标、设备选型与造价估算
wujiai
|但当暖通公司在初建、扩建或可研阶段需要为业主做采暖设备选型、造价估算、供热管道、锅炉负荷核定，或施工过程中需要做局部变更、编制采暖锅炉煤耗计划时，往往因资料不足而无法开展工作。这些零散、琐碎的工作，不给设计部门增添麻烦，下面就相关估算方法进行分析。
01 建筑供热指数
供热指数是在当地室外供热计算温度下，维持设计规定的室内温度，每平方米建筑面积所消耗的热量（W/㎡）。在没有设计文件，无法详细计算建筑耗热量，只知道建筑总面积的情况下，可利用此指数估算供热设备，粗略确定系统投资。q0值详见表1。
阐明：
1）本表所列散热器个数为64.5℃恒定温差条件下的数量。
2）本表所列散热器数量可根据q0的变化做相应修改。
02 散热器散热及数量估算
1、以四柱640散热器为例，供暖供回水温度为95℃～70℃
1、使用热水采暖时，散热器的Q值为：
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、采用低压蒸汽加热时：
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℃
根据热平衡原理，建筑热工指标及所需散热器数量如表1所示（以四柱640模型计算）。
2.各种散热器之间的转换
如果需要将四柱640型散热器改为其他型号散热器，散热器数量可按如下方式换算：
K1×F1×Δt=K2×F2×Δt
即K1×F1=K2×F2。
3. 调整房间内散热器的数量
1、朝向修正：朝南的房间减少一块，朝北的房间增加一块；两间面积、窗墙比相同的房间，南北方向相差两块。
2、窗墙比校正：面积、朝向相同的情况下，有门窗的房间比只有窗户、没有外门的房间多出两扇窗户。
3. 角落房间（有两面外墙的房间）：在估算金额基础上额外加收100％。
修正散热器数量后，即可按适用性、经济性、美观性的要求，选取所需的散热器型号，并利用互换公式换算出所要订购的散热器数量。
4、如果需要比较精确地确定散热器翅片的数量，请参考暖通空调设计手册或其他相关资料。
03 暖气管估算
1. 供热管道布置
供热管道布置形式有多种，按主管位置可分为上供下回、下供下回、中供等；按立管可分为双管、单管，单管又可分为立式、卧式串联；蒸汽加热又可分为干式、湿式回水等。另外，按介质流经各回路的距离是否相等，还可分为以下几种：
1、异程式。介质流经各环路的距离不相等，近环路阻力小，流量大，所以散热器会过热；远环路阻力大，流量小，所以散热器会冷；中间环路散热器温度适宜。特别是在环路较多的大系统中，这种热不平衡现象更容易发生，且不易调节。但异程系统可节省管道，供热系统有效半径小。
2、同程系统。介质流经各环路的距离大致相同，各环路阻力也几乎相等，因此容易达到水力平衡无烟煤指标，流量分配也比较均匀，不会出现异程系统那样的热量不均匀。但同程系统需要的管路数量比异程系统多，但调试简单方便，加热安全可靠，建议最好选择同程加热系统。
2. 供热管道估算
1、供热管道管径的估算是根据允许的单位摩擦阻力[热水供热R=80～120Pa/m；蒸汽供热R=60Pa/m和管内流动的热介质最大允许流量(见表2、表3、表4)]确定的。
管径估算表中的Q、W、R、N值为常用估算值，而Qmax、Wmax、Rmax、Nmax值为最大值，适用于距离锅炉房较近、有效半径较小、回路较小的供热系统。
2、此表可根据管道所载散热器翅片数量，快速确定管道直径，也可用于对系统进行局部更改或检查管道是否超载。
3、根据同口径低压蒸汽管道与冷凝水管道热负荷比较，DN70以下蒸汽管道所用冷凝水管道应小于1号蒸汽管道，DN70以上蒸汽管道所用冷凝水管道应小于2号蒸汽管道。
04 供暖系统压力损失估算
1. 配方
ΣH水=1.1Σ(RL+Z)Pa
∑H = 1.1∑(RL + Z) +
式中：R为单位管长沿程压力损失，按100Pa/m估算；1.1为考虑施工过程中阻力增加、计算误差等因素的系数。
2、热水供暖循环泵估算
1. 交通
G = (1.2 至 1.3) × [Q / (Δt × C)]
式中：Δt=tG-tH=95℃-70℃=25℃；c为水的比热容，取c=1；1.2~1.3为储备系数。
2. Lift：按照以下公式估算
H=1.1(H1+H2+H3)千帕
式中：H1为锅炉房内压力损失(70KPa～)；H2为室外管网最不利回路压力损失(KPa)；H3为房内最长、最高回路压力损失，一般取10KPa～20KPa；带加热器时压力损失为20KPa～50KPa；水平串联系统为50KPa～60KPa；带混合器时压力损失为80KPa～，R值按100Pa/m计算。
根据以上公式和数据，就可以计算出水泵的流量、扬程，进而选择水泵。
3、低压蒸汽加热系统对锅炉恒压的要求
当蒸汽量能满足系统供热负荷时，锅炉压力可按低压蒸汽系统压力损失估算方法确定。室外压力损失：
H1=1.1×(RL/0.7)+
式中：R值为100Pa/m；L为室外管道长度，单位为m；室内压力损失为H2，可按20KPa估算，锅炉内压力损失，储备系数为1.2。锅炉设定压力值：
P = 1.2 × (H1 + H2) ×
05 锅炉供热负荷面积估算
1、新锅炉效率η=0.75以上
0.7MW蒸发锅炉受热面积可按下式计算：
F = (1 × 70 × 104 × 0.8) / 70 = 8000 平方米
式中：0.8—考虑锅炉及供热管道损失，室外占20%，室内占80%；q0—按70W/㎡估算。
2.煤炭发热量
炼焦煤：7.6kW/kg；
无烟煤：7.0kW/kg；
烟煤：6.0kW/kg；
褐煤：5.0kW/kg；
泥炭：3.54kW/kg；
3. 每日销毁量
B2=B1×日供暖小时数（T/日）
4.全年采暖期煤炭消耗量
B3=B2×供暖期天数（T/年）
5.锅炉煤耗经验数据
蒸发量为0.7MW的锅炉所需煤量为：无烟煤：180kg/h；
烟煤：270kg/h；褐煤：360kg/h。