电锅炉蓄能式供暖系统设计规范.docx
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电锅炉蓄能式供暖系统设计规范.docx
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电锅炉蓄能式供暖系统设计规范
电锅炉蓄能式供暖系统设计规范
0、总则
0.1为了进一步规范设计及指导电锅炉蓄能式供暖工程施工,扭转设计与工程存在的不合理与不统一的状况,制定本规范;
0.2本设计规范适用于电锅炉蓄能式供暖系统的设计及工程施工与验收等;
0.3按本规范进行系统设计时,尚应符合国家现行的有关标准、规范的规定。
当有所冲突时,应以国家规范、标准为准。
1、系统综合设计
1.1系统简介
1.1.1电锅炉蓄能式供暖系统工作原理
电锅炉蓄能式供暖是采用电锅炉为制热设备,利用供电电费峰谷差值,在供电谷值时段,开启电锅炉,加热热媒并储存在蓄能水箱中。
在供电高峰时段关闭电锅炉,由储存在蓄能水箱中的热水向采暖系统供热。
这样,它既能使供电电网运行“削峰填谷”,又可充分利用廉价的低谷电价,达到经济运行的目的,使用户和供电部门都能从中受益。
因此,电锅炉蓄能式供暖系统是取代燃煤锅炉、值得推广的最佳供暖方式之一。
1.1.2电锅炉供暖的优越性
1.1.2.1电锅炉是真正的环保型绿色产品,具有无污染、无噪音等优点,这是燃煤、燃油及燃气锅炉无法比拟的。
1.1.2.2电锅炉蓄能式供暖系统既能合理分配用电负荷、提高配电设备利用率,同时又充分利用低谷电价,节约运行费用,降低运行成本。
1.1.2.3电锅炉蓄能式供暖系统中,锅炉本体体积小,结构简单、紧凑,占地面积小,不需要烟囱和燃料堆放场地,极大的节约锅炉房用地。
1.1.2.4电锅炉蓄能式供暖系统自动化控制程度高,具有超温、过载、短路、漏电、缺水,缺相等六重自动保护功能,运行安全可靠,实现了机电一体化。
1.1.2.5电锅炉具有高效、节能等优点。
其运行热效率达98%以上。
1.1.2.6电锅炉可逐级加减负荷,调节过程平稳,控制精度高。
1.1.2.7电锅炉蓄能式供暖系统适用范围广,可以满足各种环境及条件的需要,适用于宾馆、饭店、机关、学校、住宅等的取暖和洗浴。
1.1.3电锅炉蓄能式供暖系统
1.1.3.1常压电锅炉原则上一般不作为蓄能式供暖系统的热力设备。
1.1.3.2承压蓄能供暖系统示意图见图一。
图一电锅炉蓄能供暖系统图
1.1.3.3本蓄能系统中蓄能水箱设计为敞开式、无压型,为防止水泵汽蚀,其最大设计温度为90℃。
1.1.3.4本系统具有全自动蓄热功能,可以实现全程自动监控。
电锅炉的启闭、水泵的互换等均为编程控制,整个系统可以实现无人职守。
1.1.3.5本系统可以实现用户系统的恒温供暖。
此功能是通过设计方案中的电动三通调节阀节蓄热水箱供水量与回水混合量来实现的。
1.1.4电锅炉蓄能式供暖系统的运行方式
蓄能式电锅炉的运行方式,主要分为两种形式:
一种是全部使用低谷电,称为A种形式,其运行时间为:
23:
00-7:
00开启电锅炉,加热蓄能水箱中的水,并部分向系统供热。
7:
00-23:
00关闭电锅炉,利用蓄能水箱中的热水向系统供热。
另一种运行方式是在使用低谷电的同时使用一部分平值电,称为B种形式,其运行时间(以4h平电为例)为:
23:
00-7:
00开启电锅炉,加热蓄能水箱中的水,同时向系统供热。
7:
00-13:
00关闭电锅炉,由蓄能水箱向系统供热。
13:
00-17:
00开启电锅炉,加热蓄热水箱中的水,并同时向系统供热。
17:
00-23:
00关闭电锅炉,由蓄能水箱向系统供暖。
利用平电的时间可根据用户的要求灵活掌握。
运行方式不同,将对电锅炉的容量、蓄能水箱的容积、变压器的大小、除投资及采暖运行费用的高低等产生较大的影响。
全谷电运行方式,运行费用较低,但其缺点是电锅炉容量大,蓄能水箱容积大,初期投资较大。
谷电+平电运行方式,初投资较低,但运行费用比全谷电要大。
用户可根据实际情况进行选择。
1.2热负荷的计算及其锅炉的选配
1.2.1热负荷的计算
采暖热负荷的计算分两种情况考虑:
1.2.1.1第一种情况为民用建筑供暖,在供电谷值时段,电锅炉不仅要加热水箱里的水,同时还给用户供暖。
热负荷(Q1):
Q1=F·t·q1/1000
Q1—供暖热负荷(KW);
F—供暖面积(m2);
t—为用户供暖的时间(h);
q1—平均供暖热指标(W/m2);
1.2.1.2第二种情况为办公建筑供暖,其特点是白天采暖,夜间时段为保温状态,可降低采暖标准。
一般保温时段的热负荷取计算热负荷的40%~60%即可。
供暖热负荷(Q1):
Q=F·t1·q1+F·t2·q2
Q1—供暖热负荷(KW);
F—供暖面积(m2);
t1—为用户供暖的时间(h);
t2—为用户保温的时间(h);
q1—供暖热指标(W/m2)
q2—保温时段热指标(W/m2),取值为40%~60%q1;
实际设计热负荷应考虑动力管道的损耗,对于热水系统,损耗系数K取值:
地沟:
1.05~1.08
架空:
1.08~1.12
(依据《建筑设备设计施工图集(锅炉、供热、保温、水处理工程)》)
设计热负荷Q=K·Q1
供暖热指标的确定根据用户房间保温情况及房间高度而定,一般情况下,取值原则见表一。
表一民用及公用设施采暖热负荷概算指标
建筑物
类型
住宅
居住区
综合
学校
办公
医院
幼托
旅馆
商店
食堂
餐厅
影剧院
展览馆
大礼堂
体育馆
热指标(W/m2)
58~64
50~67
60~80
65~80
60~70
65~80
115~140
95~115
115~165
(1、本表摘自《城市热力网设计规范》CJJ34-90。
)
(2、热指标中已包括了约5%的管网热损失。
)
注:
总建筑面积大,外围护结构热工性能好,窗户面积小,采用较小的热指标;反之,总建筑面积小,外围护结构热工性能差,窗户面积大,采用较大的热指标。
1.2.2电锅炉功率设计
电锅炉功率(P)的确定:
(KW)
P—电锅炉额定功率(KW);
Q—设计总供暖热负荷(Kcal);
T—锅炉蓄能运行时间(h);
—电锅炉的热效率(%)。
功率确定后,电锅炉蓄能式供暖系统形式的选用应根据用户具体要求并视具体情况而定。
1.2.3蓄能水箱容积的计算
根据采暖面积确定锅炉功率后,便可进行蓄能水箱容积的计算:
V=(P×860×T-Q3)/K·(Δt×1000×C)
Q3=Ft3q2
K—散热损失系数,一般取1.163;
V—蓄能水箱的容积(m3);
P—电锅炉功率(KW);
T—锅炉全天运行时间(h);
Q3—电锅炉蓄能时段供暖消耗的热量;
F—供暖面积(m2);
t3—电锅炉蓄能运行的时间(h);
q2—蓄能时段供暖热指标(Kcal/(m2·h));
Δt—蓄能水箱设计温差;
C—水的比热容(取值为1Kcal/(kg·℃));
1000—质量换算系数。
注:
由此计算出V为蓄能水箱的有效容积,在水箱结构设计时,需考虑相应的有效容积系数,确定水箱外形体积。
1.3系统管线的保温方法
1.3.1管线的保温设计应符合GB8175《设备和管道保温设计导则》和GB4272《设备和管道保温技术通则》中的要求,并应满足JGJ26-95《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》中的最小保温厚度要求。
对于小于400mm的圆管,可按下式:
d——管外径()。
圆管的计算,可在计算出A=后,查圆管保温层厚度计算表:
水管直径
A=
公称直径
外径
15
23
0.027
0.064
0.107
0.155
0.206
0.262
0.320
0.380
20
28
0.026
0.061
0.101
0.146
0.195
0.245
0.301
0.358
25
34
0.025
0.058
0.096
0.138
0.184
0.233
0.284
0.338
32
43
0.024
0.055
0.090
0.130
0.172
0.217
0.265
0.315
40
48
0.024
0.054
0.088
0.126
0.167
0.211
0.257
0.305
50
60
0.023
0.051
0.083
0.119
0.157
0.198
0.241
0.286
65
72
0.023
0.050
0.080
0.113
0.150
0.188
0.228
0.271
80
89
0.022
0.048
0.077
0.109
0.143
0.179
0.217
0.256
100
108
0.022
0.047
0.074
0.105
0.137
0.171
0.206
0.244
150
159
0.021
0.045
0.070
0.098
0.127
0.157
0.189
0.222
200
219
0.021
0.044
0.068
0.093
0.120
0.148
0.178
0.209
250
273
0.021
0.043
0.066
0.091
0.116
0.143
0.171
0.200
300
325
0.021
0.042
0.065
0.089
0.114
0.140
0.167
0.194
保温层厚度(mm)
10
20
30
40
50
60
70
80
1.3.2室内管线:
室内管线保温采用聚胺脂发泡瓦扣上,用黑白料将接口缝隙处密封完好,保温厚度为30㎜,要求平整,外缠玻璃丝布,一般可刷绿色调和漆。
管道的拐弯处保温,作成直角。
1.3.3地上架空管线:
架空管线保温采用聚胺脂发泡保温,保温厚度为60㎜。
1.3.4地沟管线保温:
采用直埋管,发泡管厚度为30mm。
1.3.5管线保温应符合下列规定:
①、保温瓦的接缝应错开,多层保温瓦应交错盖缝绑扎;
②、保温层厚度要求均匀,绑扎牢固,缠绕搭接长度不得小于10-20mm;
③、管道保温应粘贴紧密,表面平整,圆弧均匀,无环形断裂,保温层厚度应符合设计要求,允许偏差为0.1倍保温厚度值。
1.4锅炉房管线保温涂色
锅炉房内的设备及管道,其保护层或保温层的表面宜涂色或色环,并作出箭头标示内部介质的种类及其流向。
具体可参考《建筑设备设计施工图集(锅炉、供热、保温、水处理)》(上)GL1-38锅炉房管道系统涂色。
2、蓄能水箱的设计
2.1蓄能水箱设计、制造、安装技术条件:
电锅炉蓄能式供暖系统中,蓄能水箱起到在低谷电时段充分储存电锅炉低谷时段发热量、在非低谷电时段取代电锅炉直接向系统供暖的作用。
因此蓄能水箱在整个系统中是关键的设备之一。
在蓄能水箱的设计、制作及安装过程中,须严格按照本规范执行,以保证设备在系统中的安全经济运行。
2.1.1设计技术条件:
2.1.1.1蓄能水箱在系统中为敞开式、无压型;
2.1.1.2蓄能水箱应按照达到介质在水箱中充分混合的原理设计,以保证箱内温度场均匀,从而充分合理地利用箱体的容积,提高水箱蓄能容积的有效利用率。
2.1.1.3设计蓄能水箱内部混水管及外接管口位置时,应充分考虑介质在箱的高度方向上的对流及冷热流的混合情况,在设计时原则为供暖系统回水管接水箱的上部混水管,经锅炉加热的蓄能热水接水箱底部的混水管。
2.1.1.4在蓄能水箱设计中应考虑水位计(玻璃管)的位置、系统的温度显示仪表、传感器的位置及传感器所需开孔的大小。
传感器不开在水箱本体上,应按系统的需求开在水箱各开口管座处。
2.1.1.5蓄能水箱应有排污及溢流口,口径大小应根据水箱容积的大小确定,其
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- 电锅炉 蓄能 供暖 系统 设计规范