系统阻力分为沿程压力损失、局部压力损失及机器内阻,沿程压力损失是指在管道中连续的、一致的压力损失;局部压力损失是指管道系统中特殊的部件,由于其改变了水流方向,或使局部水流通道变窄(比如缩径、三通、阀门、接头、过滤器等)所造成的非连续性压力损失;机器内阻是机器本身的阻力。
1.2.1沿程压力损失
地暖管为圆管且内壁较为光滑,属低粗糙程度,选择沿程压力损失的计算公式如下:
Hf=λ•L/D•V2/2g(3)
Hf—沿程压力损失,mm/m
λ—摩擦阻力系数(并非定值)
L—环路水管长度,m
D—管道内径,m
V—水平均流速m/s
Re<2300为层流流动:
λ=64/Re(4)
Re>2300为紊流流动:
λ=0.316Re-0.25(5)
Re=VD/γ(6)
γ:动力粘度系数,m2/s
公式(6)用于判断水流方式:层流或紊流
1.2.2局部压力损失
局部压力损失主要受限于一些阀门、滤网的流通能力,选择计算公式如下:
ΔP=102(G/KV0.01)2(7)
ΔP;局部压力损失,mmH2O
G—供暖管网所需水流量,l/h
KV0.01—流通能力(压差等于0.01bar),l/h
1.2.3内阻
机器本身的内阻是一个实测值,由于壁挂炉行业起步较高,标准化程度较好,所以不同厂家的同一类型产品内阻相差不大。
1.3循环水泵效率曲线
目前燃气采暖热水炉中所应用的水泵绝大部分为后向叶轮式离心泵,此种水泵效率较低,根据某水泵厂家提供资料,其效率与流量曲线如图1所示:
由图1看出,不同扬程的循环水泵效率相差不大,水泵运行的最高效率点在水泵流量为1.4m³/h处,最高效率接近20%。
2实例计算
例:这里以北京一套三室两厅总面积120m2的住房为例,假设其采用冷凝壁挂炉加地暖形式采暖,三个房间、一个客厅(40m2)、一个厨房、外加一个卫生间共六条并联支路,采用ZF25F×15-6-CJ/T251型号的分集水器,设计供水温度50℃,回水温度40℃。当所有支路全部打开时,其沿程阻力最小,流量最大,当只打开其中最不利支路时,其沿程阻力最大,流量最小。
经分析可知,客厅面积最大,铺设管路最长,该支路就是我们说的最不利支路(公众号:泵管家),《地面辐射供暖技术规程》建议各环路长度不宜超过120m,这里假定客厅地暖管环路长度为120m(正常计算超过120m),再加上机器到分集水器间的主管路长度约20m,那么整个环路总地暖管长度约140m。环路共有7个阀门,预估阀门KV0.01为669L/h(机器进出水口2个、分水器进出水口2个、集水器进出水口2个、Y型过滤网一个)。