低温热水地板采暖水力计算表

R
=
λ
d
ρ 2
V2
.
化 ,因此在储存 、运输及应用时应充分考虑.
t 2 加热管的水力计算 ne 网 作者计算过程选用的供水温度为 60 ℃;回水 . 能 温度为 50 ℃; 温差为 10 ℃; 供回水的平均温度为 b 55 ℃. 以 55 ℃作为水的定性温度查取水的物性参
数[4]可知 :水的密度 ρ55 = 985. 44 kg/ m3 ; 比热 c =
能 条件 、施工技术和投资费用等因素 ,选择采用以下
管材 :交联聚乙烯 ( PEX) 等 ; 无规共聚聚丙烯 ( PP2
期限 50 年的规定中是非常可靠的. 由于塑料管道与钢管的力学特性不同 , 设计
R) 管 ;交联铝塑复合 ( XPAP ,PAX) 管 ; 聚丁烯 ( PB) 时应注意以下几点.
管. 对于以上四种管材 , 目前我国还没有国家标
规范其设计 、施工. 各地先后制订了一系列低温热
w 水地板辐射采暖的技术规程 , 在这些规程中存在 w 中 着不很完善的地方 ,譬如加热管的水力计算步骤 w 繁琐 ,计算精度低. 作者采用计算机计算技术 , 对 / — 地板辐射采暖技术规程中规定的四种管材进行计 / 算 ,从而得出各种管材的水力计算表. p: 界 1 加热管的选择 tt 世 敷设于地面填充层内的加热管 ,应根据耐热 h 源 年限、热媒温度和工作压力、系统水质、材料供应
16 12. 4 1. 8
PB 20 17. 4 1. 3 PP2R 20 16. 2 1. 9
25 22. 4 1. 3
25 20. 4 2. 3
ISO 10508 标准为一般的压力冷热水管的使 用条件建立了分级体系 ,在该分级体系中对于低 温地板采暖常用的塑料管的适用条件为 4 级 ,在 使用的 50 年中 ,40 ℃下工作时间累积为 20 年 , 60 ℃下工作时间累积为 25 年 ,最高温度 70 ℃工作 时间累积为 2. 5 年 ;异常水温 100 ℃工作累积时间 为 100 h ,总计 47. 5 年 ,其余 2. 5 年为不供暖时间 (其计算温度均按 20 ℃冷水温度计算) [3] . 与以上 数据相比 ,在山东其使用年限相差是很大的 ,山东 地区供暖每年为 110 天左右 ,在 40～60 ℃适用条 件下总共占到 30 % ,其余 35 年均按 20 ℃计算 ,这 是非常安全的 ,也就是采用以上四种管材 ,在山东 地区作为低温地板辐射采暖的加热管材 ,在应用
根据文献[5 ] ,管道的沿程阻力系数与管道的 粗糙度 ( k) ,流体的流动状态有关 ,根据
Re = V d/ v ,
式中 , Re 为雷诺数 ; v 为运动粘滞系数 (m2/ s) , 在 此取 V = 0. 25 m/ s , d = 12. 4 mm 和 V = 0. 5 m/ s , d = 22. 4 mm. 由两种在水力计算中出现的最小和最 大的 Re 数知 : Remin = 6 001. 94 , Remax = 21 684. 41 , 所以 ,对塑料管取 λ= 0. 809 5/ Re0. 382计算沿程阻 力系数[5 ,6 ] .
39
流量/ 散热量 10 - 3m3/ h / W
13. 4/ 16
流速
比摩阻
内径/ 外径 (mm)
17/ 20
流速
比摩阻
20. 4/ 25
流速
比摩阻
/ m·s - 1
/ Pa·m - 1
/ m·s - 1
/ Pa·m - 1
/ m·s - 1
/ Pa·m - 1
360 4 126. 04
0. 441
g 节 4. 19 kJ/ (kg·K) ; 水的运动粘滞系数 ν55 = 0. 516 5 a ×10 - 6 m/ s. 为了便于排除管内的空气 , 加热管内 n 筑 的热水流速不应小于 0. 25 m/ s. 同时 ,加热管内流 i 速应控制在 0. 25～0. 5 m/ s 之间 ,每一个环路的阻 h 建 力不宜超过 3 ×104 Pa. c 采暖系统的阻力由沿程阻力和局部阻力组 . 国 成 ,局部阻力又由管路局部阻力和设备阻力 (如分 w 水器 、集水器阻力) 组成. 由于加热管的弯曲半径 w 中 较大 ( ≥6 Dw) , 对局部阻力可按沿程阻力的附加 w 方法处理 ,经过总结 ,局部阻力大约占沿程阻力的 / — 20 %～30 %[2]. 沿程阻力计算根据公式为
低温热水地板辐射采暖快速水力计算表
刘学来1 李永安1
百度文库
(1. 山东建筑工程学院 空调系 ,山东 济南 250014)
摘 要 :根据低温热水地板辐射采暖的许多优点 ,阐述了低温热水地板辐射采暖系统加热管的选择原则及注意
事项 ,建立了系统水力计算的数学模型 ,给出了四种常用管材的水力计算表. 工程技术人员在实际工作中可快
p:/ 界 流量/ 散热量 t 世 10- 3m3/ h / W ht 源 90 1 031.51
表 2 PEX塑料管道水力计算表
内径/ 外径 (mm)
13. 4/ 16
流速
比摩阻
17/ 20
流速
比摩阻
/ m·s - 1 0. 177
/ Pa·m - 1 37. 343
/ m·s - 1
/ Pa·m - 1
由热水带来的热量经由加热管放热 , 通过地 板散发到室内 ,则有
Q = mc ( tj - tc) = ρGc ( tj - tc) , 式中 , Q 为管道所输送的热水供应热量 (房间热负 荷) ( kW) ; G 为管道输送热水的体积流量 (m3/ s) ; m 为管道输送热水的质量流量 ( kg/ s) ;ρ为水的 密度 ( kg/ m3) ; tj 为供水温度 ( ℃) ; tc 为回水温度 ( ℃) ,可以确定管道流量与散热量的关系 ,具体计 算结果详见表 2 ( 因篇幅有限 , 只刊载其中一种 , 对此有兴趣者可与作者联系) .
式中 , Pm 为沿程阻力损失 ( Pa) ;λ为沿程阻力系
c. 由于塑料管具有较高的纵向线膨胀系数 , 数 ,无因次 ; l 为加热管长度 (m) ; d 为加热管内径
即 XPAP 管 ,PAX 管为 0. 025 mm/ (m·k) ; PB 管为 (m) ; V 为管断面平均流速 ( m/ s) ;ρ为水的密度
20. 4/ 25
流速
比摩阻
/ m·s - 1
/ Pa·m - 1
能108 1 237. 81
126 1 444. 11
0. 213 0. 248
50. 156 64. 364
144 1 650. 41 0. 284
79. 887
162 1 856. 72 0. 319
96. 658
0. 198
32. 210
180 2 063. 02 0. 355
114. 624
0. 220
38. 197
198 2 269. 32 0. 390
133. 736
0. 242
44. 566
213 2 475. 62 0. 426
153. 954
0. 265
51. 303
234 2 681. 92 0. 461
175. 241
15876. 在 ISO 中不包含 XPAP 和 PAX ,故推荐采用 来明确地表示 ,并考虑壁厚的差异选取管径.
美国 ASTM 标准 (表 1) .
b . 塑料管材的氧渗透问题 ,当与其它供暖系
收稿日期 :2002 - 05 - 20. 作者简介 :刘学来 (1965 - ) ,男 ,副教授 ;济南 ,山东建筑工程学院空调系 (250014) .
速查询 ,方便应用.
关键词 :低温热水 ; 地板辐射采暖 ; 水力计算 ; 塑料管材 ; 加热管 中图分类号 :TU832. 1 + 6 文献标识码 :A 文章编号 :1000 - 5730 (2002) 03 - 0037 - 03
et 网 低温地板辐射采暖具有舒适、节能、便于分户 n 热计量和有利于装饰 ,室内温度分布均匀 ,并可改 . 能 善楼板的隔音和降低撞击声等显著优点. 早在 20 b 世纪二三十年代就在西方发达的法国 、德国等国 g 节 家得到应用 ,到 70 年代应用就更为广泛. 到 1994 a 年 ,法国约有 20 %的住宅应用地板采暖系统 , 在 n 筑 德国为 41 % , 奥地利为 25 % , 瑞士为 48 %[1]. 20 i 世纪 80 年代以后 ,我国先后从韩国及芬兰等国家 h 建 引进低温地板采暖及相应的管道技术[2] , 并在随 c 后的发展中得到了迅速的应用. 低温地板采暖技 . 国 术在应用过程中 ,急需与之相应的规程来指导和
第 19 卷第 3 期 华 中 科 技 大 学 学 报 (城市科学版) Vol. 19 No. 3 2002 年 9 月 J . of Huazhong Univ. of Sci. & Tech. (Urban Science Edition) Sep . 2002
38 华 中 科 技 大 学 学 报 (城市科学版) 2002 年
统共用同一集中热源水系统 、且系统中存在钢管 或钢制 ( 铸铁) 散热器等易腐蚀的构件时 , 对 PB
Pm
=λ
l d
ρV 2 2
,
管 、PEX 管和 PP2R 管 ,应采用有效阻氧层.
245. 211
0. 353
81. 714
0. 245
35. 208
306 3 507. 13
0. 375
91. 136
0. 260
38. 836
324 3 713. 43
0. 397
98. 869
0. 275
42. 599
第 3 期 刘学来等 :低温热水地板辐射采暖快速水力计算表
0. 287
58. 397
0. 199
25. 161
252 2 888. 23 0. 497
197. 565
0. 309
65. 836
0. 214
28. 367
270 3 094. 53 0. 532
220. 897
0. 331
73. 612
0. 230
31. 717
288 3 300. 83 0. 568
117. 246
0. 306
50. 517
378 4 332. 34
0. 463
126. 877
0. 321
54. 667
396 4 538. 64
0. 485
136. 795
0. 337
58. 940
414 4 744. 94
0. 507
146. 996
0. 352
63. 336
432 4 951. 24
表 1 各种加热管的规格参数 mm
管材
公称 外径
内径
最小 壁厚
管材
公称 外径
内径
最小 壁厚
16 12. 7 1. 65
XPAP , PAX
20
16. 2 1. 90
PEX
25 20. 5 2. 25
16 13. 4 1. 3 20 17 1. 5 25 21. 2 1. 9
16 13. 4 1. 3
a . 塑料管道的使用寿命取决于不同使用温度
准 ,大都采用国际标准化组织的 ISO 标准 , 或其它 对管材的累积破坏作用 , 温度每提高 10 ℃, 其使
先进国际标准 ,对于 PEX 管 , 采用 ISO/ DIS 15875 ; 用寿命就减少 2. 5 倍 , 不能单纯沿用钢管的强度
PP2R 管 ,采用 ISO/ DIS 15874 ; PB 管 , 采用 ISO/ DIS 选取管道. 在选取塑料管道时 ,应用“外径 ×壁厚”
0. 13 mm/ (m·k) ; PP2R 管为 0. 18 mm/ (m·k) ; PEX (kg/ m3) . 每米管长的沿程阻力叫比摩阻 , 用 R 表
管为 0. 2 mm/ (m·k) , 所以这类管材不宜明装 , 只 示 ,可用达西·维斯巴赫公式计算
设于混凝土中. 在计算时 ,应适当考虑安全系数. d. 在 - 10 ℃的环境下 , PP2R 管会发生低温脆
0. 529
157. 475
0. 367
67. 851
450 5 157. 55
0. 551
168. 228
0. 383
72. 483
468 5 363. 85
0. 573
179. 250
0. 398
77. 232
486 5 570. 15 504 5 776. 45
t 522 5 982. 75 e 网 540 6 189. 05 n 558 6 395. 36
576 6 601. 66