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壁掛爐選型之一:采暖與生活熱水熱負荷的計算詳解

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壁掛爐選型之一:采暖與生活熱水熱負荷的計算詳解

發布日期:2018-07-30 作者: 點擊:

李偉 北京瑞帝安熱能技術有限公司總經理 中國土木工程學會燃氣分會燃氣供熱專業委員會副秘書長 專家組組長

    家用壁掛爐的選型,可以無需考慮采暖麵積,主要看熱水需求。現在熱指標取120W/m2便足矣,南方地區取150W/m2也足夠。以前沒有保溫的時候取150W/m2的也不少。總之別去考慮采暖麵積,也別去信專家說的“大馬拉小車”。也別去聽專家說的板換機比套管機好,出水溫度穩定的說辭。末端選型以後再說,先問用戶麵積多少?以前使用的是燃氣熱水器還是電熱水器?對地暖、暖氣片有何想法?

    國內目前現狀是麵積100m2以下的房屋,一個衛生間+洗菜盆,麵積120m2~140m2的房屋,兩個衛生間+洗菜盆,麵積140m2~180m2的房屋,三個衛生間+洗菜盆。推薦麵積120m2以下的房屋采用18kW的壁掛爐,麵積180m2以下的房屋采用24kW的壁掛爐,麵積230m2以下的房屋采用28kW的壁掛爐,麵積280m2以下的房屋采用32kW的壁掛爐。

 

    建議麵積230m2以上的房屋使用一個帶水箱的壁掛爐(內置或者外置)。關於熱水的關鍵就是需要問用戶以前用燃氣熱水器還是電熱水器,用用戶的感受去說明普通壁掛爐和燃氣熱水器一樣需要等待,等待的時間比以前熱水器還要長幾秒鍾(可以放大一點),因為壁掛爐吹掃時間更長。

 

一、采暖熱負荷的計算

1.1 單位體積熱指標法

計算公式:Qn=a×qn×V×(tn-tw)

Qn—采暖熱負荷:W

tn—室內空氣溫度:℃

tw—室外供暖計算溫度:℃

V—建築體積:m3

qn—體積熱指標根據建築的保溫情況宜取:0.4W/m2~0.7W/m2


a—修正係數,請參考表1


 

1.2 單位麵積熱指標法

計算公式:Qn=qn×S×(tn-tw)

Qn—采暖熱負荷:W

tn—室內空氣溫度:℃

tw—室外供暖計算溫度:℃

S—建築麵積:m2

qn—麵積熱指標:W/m2

表2中單位麵積熱指標數值僅供參考,詳細數據需從設計部門或開發商處取得。

 

此辦法計算簡單,常用。

總建築麵積大、外圍結構熱工性能好、窗戶較小,可采用小指標;反之采用大指標;考慮到房屋的保溫性、采暖的普及度等,南方地區的建築熱指標普遍比北方高。另外,多估算10%的熱負荷值對今後係統安全可靠運行有很大幫助。

對於不同的末端采暖形式,應因地製宜的根據其使用特點進行設計。

這個熱指標數值僅僅提供參考。

 

二、生活熱水熱負荷的計算

2.1 快速式生活熱水供應係統

采用獨立采暖係統的建築,如果其生活熱水的加熱方式為快速式,滿足各種用水器具要求所需的熱水器小功率見表3。

 

表3所需加熱器的小功率(kW);使用生活熱水的衛生器具冷水溫度(℃)

 

例如:

1個普通淋浴器,冬季使用時,自來水冷水溫度為4℃,要求出水被加熱到40℃,需要選擇熱輸出為24kW的兩用型燃氣采暖熱水爐。

注:

1、浴盆所需的加熱功率是指,將12min充滿浴盆所對應流量的冷水加熱至使用水溫所需要的加熱器功率,其他用水器具的計算流量為其額定流量。

2、洗滌盆使用水溫按50℃計算,其餘用水器具按40℃計算。

3、若要滿足多個衛生器具同時用水的需要,此加熱器所需要的小功率為表中對應用水器具所需加熱功率之和,以上可供參考。

2.2 燃氣采暖熱水爐的選擇確定

2.2.1 兩用型燃氣采暖熱水爐

對於兩用型燃氣采暖熱水爐,分別計算采暖熱負荷與生活熱水熱負荷,然後將二者比較,按照功率大的選擇燃氣采暖熱水爐的型號即可。

這種即熱式燃氣采暖熱水爐加熱方式的優點是安裝簡單,可節省安裝空間,避免熱水儲存在水箱中的散失熱量。缺點是直接加熱的水流量小,無法滿足短時間提供大量生活熱水的需求。

2.2.2 單采暖型燃氣采暖熱水爐和儲水箱的容積

根據1.2計算確定采暖熱負荷。

根據2.2計算儲水箱的容積。

單采暖型燃氣熱水爐+儲水箱方式的優點是家庭供應熱水係統,可以瞬時提供大量的生活熱水,並可根據需要提供即時即熱的熱水,在滿足熱水使用需求的同時,提高熱水的舒適性。

 

下麵是一個舉例說明:

例題:

北京某棟350m2的別墅,平均采暖設計熱負荷為每平米100W,同時有1個普通浴缸+1個淋浴需要提供生活熱水。根據以上條件計算,選擇燃氣采暖熱水爐及水箱。

注:根據用水定額確定用水指標。

普通浴缸用水標準:150L,40℃;

淋浴器用水標準:100L,40℃;

自來水溫度:5℃。

 

(1)計算采暖負荷:100W/m2×50m2=35kW

(2)選擇水箱總用水量:150L+100L=250L

根據儲水溫度60℃,自來水溫度為5℃,混合後實際用水需求水溫40℃:

水箱儲水量:Q1=250×(40-5)/(60-5)=159L

V有效=159×70%=111L;V設計=1.3×111=146L;選擇150L水箱。

(3)選擇燃氣采暖熱水爐:

150L水箱(水箱盤管持續加熱換熱功率為26kW,此數據由水箱供應商提供)35kW>26kW,因此根據燃氣采暖熱水爐型號,選用輸出功率≥35kW的產品即可。

(4)加熱時間的計算:

t=V(th-tc)/860P=150(60-5)/(860×26)=0.37h=22min

即:150L的儲水箱,用36kW的燃氣采暖熱水爐加熱,將5℃的自來水加熱到60℃,需要22min。

其中,P為儲水箱的連續加熱功率,若燃氣采暖熱水爐的功率>P,按照P的功率計算;若燃氣采暖熱水爐的功率<P,按照燃氣采暖熱水爐的輸出功率計算。

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