供热管网敷设方式的对比分析

供热管网敷设方式的对比分析

摘要：供热管网是集中供热系统中工程量最大、投资最多、施工任务最重、综合影响因素最多的一个环节，选择合理的敷设方式对管网设计及节能具有重要意义。该文对管网的不同敷设方式进行对比分析，并计算不同方式敷设方式的管道热损失。

关键词：供热管网敷设方式管道热损失

1 管网的主要敷设方式

集中供热系统供热管网敷设形式分为地上敷设和地下敷设两种。其中以地下敷设为主，主要方式有直埋敷设和地沟敷设，地上敷设主要为架空敷设。直埋敷设是指将热力管道直接敷设于土壤中，是目前供热系统中应用最多的一种敷设方式，工程中直埋敷设的管道一般选用聚氨酯预制直埋保温管。地沟敷设是将热力管道敷设在围护结构内，利用围护结构来承受外界的荷载，并防止水腐蚀热力管道的保温材料。架空敷设是在地面上，利用支架或支墩来敷设热力管线的一种方式。

2 不同敷设方式需要注意的问题分析

2.1 直埋敷设

直埋敷设管道选择热力管线路由力求短直，尽量靠近热负荷相对集中的位置，管道要尽量利用自然补偿，通过合理选择固定支架的位

置来减少固定支架的推力，从而减少管网的危险点及初投资。直埋敷设的管道为了减少摩擦力，管道周围需要进行填沙，填沙量不小于200?mm。

2.2 地沟敷设

尽量避免其他管道与热力管道同沟敷设，如特殊情况下热力管道与其他管道同沟敷设时，要做好其他管道的保温。通行地沟应设置通风，使地沟内温度不超过40?℃，并按照规范要求设置事故人孔。当采用地沟型预制保温管道时，地沟内支架处管道的保温需要做特殊处理，做好地沟的防水工作。

3 不同敷设方式优缺点对比分析

不同敷设方式优缺点对比分析表见表1，通过对比表中各种敷设方式的优缺点，可以看出直埋敷设无论从施工工程量，还是管网的建设投资都是最优选择方案。

4 直埋敷设与地沟敷设管道热损失计算

热源在输送过程中，很大一部分热量损耗在于管道的散热损失，因此在选择管网的敷设方式时，管道的热损失是重要的参考因素。目前城市集中供热系统中以直埋敷设和地沟敷设为主要方式，因此本文以直埋和地沟敷设的管道为计算对象，分析两种敷设方式的管道热损失情况。

4.1 埋敷设管道热损失计算如下

工程中供、回水管道一般并列敷设在同一沟槽内，需要考虑其相互间传热的影响，供水管道的散热损失为：

（1）

回水管道的散热损失：

（2）

式中：，－供水管和回水管道单位长度的散热损失，W/m；t1，t2－供水管和回水管的热媒温度，℃；－土壤地表面温度，℃；－供水管和回水管的总热阻，m·℃/W；Rc－附加热阻，m·℃/W，根据理论分析，其相互传热影响可以考虑取一个假想的附加热阻R，在双管直埋情况下，附加热阻为：

（3）

式中：b－供回水管中心间距，m；－土壤的导热系数，W/（m·℃）。

4.2 沟敷设管道热损失计算如下

地沟管道的热损失的计算与直埋管道的热损失计算方法相同，只是在总的传热热阻中，除了保温层热阻和土壤热阻外，还包括地沟壁的热阻以及保温层表面到地沟空气的放热热阻和地沟空气到地沟壁面的放热热阻，即：（4）

式中：RKg－地沟空气到地沟壁面的热阻，m·℃/W；Rg－地沟壁的热阻，m·℃/W；Rb－保温材料热阻，m·℃/W；Rw－管道保温外表面到周围空气的热阻，m·℃/W；其中，Rkg地沟空气到地沟壁面的热阻计算公式为：（5）

式中：－地空气到沟内壁的放热系数，W/(m·℃)；ddg·n－地沟横断面内表面的当量直径，m；

其中，地沟壁热阻Rg可按下式计算：（6）

式中：－地沟壁材料导热系数，W/(m·℃)；－地沟横断面外表面的当量直径，m；

根据上述计算公式，在设定管网供水温度为恒定值（130?℃），改变回水温度的情况下，分别计算直埋和地沟敷设方式两种形式管道的热损失，计算结果见表2；并根据计算结果绘制不同敷设方式的管道散热损失对比图，如图1所示。

通过对以上计算数据和图表的分析可见，对于同等供回温度下，直埋敷设管道单位管长热损失比地沟敷设管道单位管长热损失减少5%，特别是工程中所采用的直埋敷设保温管为聚氨酯预制直埋保温管，保温材料的导热系数更低，管道热损失也越小。在供热输送过程中，供热管网所散失的总热量在整个供热系统中占较大份额，通过选择管道热损小的敷设方式可有效减少散热损失，使更多的热量充分分配到末端用户，从而达到节能目的。

参考文献

[1]王飞.直埋供热管道工程设计[M].北京:国建筑工业出版社,2007:15-20.

[2]设备及管道保温技术通则(GB4272-1992)[S].中华人民共和国建设部,2002.

[3]田玉卓,闫全英,赵秉文.供热工程[M].北京:机械出版社,1994:120-135.