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山地型小區供暖外網設計分析

10-04 19:34:57  瀏覽次數:563次  欄目:暖通空調
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    隨著社會的發展,城市人口的增加,城市建設用地的減少,在多山的城市如大連等地,建設山地型小區不可避兔;另外隨著環境污染的加劇,崇尚自然、回歸自然成為人們物質和精神追求的一個目標。經過有關專家、部門的論證審批,野外型住宅、鄉村型住宅、山地型住宅等一大批具有自然特色的住宅小區應運而生,山地型住宅小區成為現代住宅小區發展的一個方向。下面就以筆者設計的吉林市運河里住宅小區為例,談一談山地型住宅小區的供暖外網設計。外網設計可分為熱源與管網兩大部分,下面分別予以說明。

    1、熱源

    熱源的選擇應根據中心城市供熱條件、小區周圍環境條件、小區內部設施條件、投資情況等綜合確定。通常可按照以下順序選擇熱源:

    ①城市熱網;

    ②集中供熱鍋爐房,可分為電熱型、燃氣型、燃油型、燃煤型4種;

    ③新型能源,如太陽能、地熱能、風能等。

    1.1 城市熱網供熱

    當小區在城區附近(1~2km),且城市熱網條件較好,那么利用城市熱網作為供暖熱源應是第一選擇。它的優點是熱源穩定,初投資較小,運行管理簡單,對自然環境影響小,環保價值高。它的不足之處是缺乏熱水供應,適合于標準較低的住宅小區,如果小區標準較高,就要考慮加設換熱泵房或熱水供應鍋爐房。

    供熱泵房一般設置在山下,便于熱源接設、設備的運輸和安裝、小區的物業管理等;內部設備一般包括計量設備、循環水泵、定壓裝置、換熱器(可選)、升減壓裝置(可選)及水處理設備(可選)等。

    1.2 集中供熱鍋爐房

    當小區距城區較遠,或不具備與城市熱網接設的條件時,應設集中供熱鍋爐房。它的特點是內部設置靈活,可提供熱水,不足之處是初投資較大,運行管理較復雜。鍋爐房根據燃料類型可分為電熱、燃氣、燃油、燃煤4種,從環保角度看電熱最好,燃氣、燃油次之,燃煤最差;從投資和運行費用角度看,電熱、燃氣、燃油較高,燃煤較低,一個供暖季能耗費用燃煤僅為其它形式的正巧左右,所以,通常情況下宜選用燃煤型鍋爐房,以節省初投資和降低運行費用。如果在風景名勝地區、旅游療養勝地,建議選擇電熱型鍋爐,它污染小,自動化程度高,缺點是受電力條件限制及電能無法儲備,但在未找到新能源之前它是最好的熱源形式;由于燃氣、燃油和燃煤鍋爐房在消防和燃料存儲方面存在較多的問題,應盡量少選,非選不可時應解決好消防和燃料存儲等問題,并應與消防部門溝通,簽署有關協議。

    在選用鍋爐房設備時,應盡量選用環保型設備,如低噪聲風機、低噪聲水泵、脫硫型除塵器等,在社會環保意識逐步增強的形勢下,環保應成為設計的首要任務之一。另外還要與建設單位(開發商)做好設備選型的協商工作。

    1.3 新型能源

    新型能源的使用,在我國仍處于試驗階段。比較典型的新型能源有太陽能、地熱能、風能。在我國華北和西北的大部分地區,日照時間長,太陽輻射照度高,對于太陽能的利用有著充分的自然條件,很多科研機構和高等院校已對其進行了一定的研究,并取得了較好的進展。這些能源形式由于受技術條件、地區條件、地理條件、投資條件的限制和影響較大,只能在局部地區、局部范圍內使用,無法大面積推廣使用,但其優越的環保價值、低廉的運行費用已得到國家有關部門的充分重視,相信在不遠的將來一定會作為主要的能源形式的。

    2、管網設計

    2.1 管道敷設

    山地型小區地質條件一般比較復雜,各用熱點之間高差大,管道的敷設方式根據具體情況大致可分為3種:架空、直埋和地溝。

    在通常情況下,如果小區地面和道路規劃比較好,房屋附近較平整,宜設置供暖地溝,且應采用通行地溝,以便于管道安裝、檢查和維修。一般情況下可采用階梯狀地溝與豎井相結合的形式。筆者設計的運河里小區位于半山坡,總面積 10萬㎡,供熱鍋爐房位于山腳下。小區內住宅高低錯落,地質條件變化復雜,并且道路縱橫交錯。設計中針對落差大(相鄰兩樓高差5~7rn)、樓距近、道路窄 (兩樓間包括道路距離 12 m)等具體問題,借鑒了排水落差井的原理,采用了階梯式爬坡、單雙層管道豎井相結合的形式,即管道整體呈階梯狀上升,管道翻身處設單層豎井,高低連接、橫過道路處,根據情況設單層和雙層管道豎井,即出戶處設第一層豎井,管道翻身、橫過道路后再設第二層豎井,然后翻身人戶,使得管道能夠順利通行。

    架空敷設一般用于以下情況:

    ①多雨地區,地下水位高,采用有效防水措施經濟上又不合理時;

    ②濕陷性大孔土或具有較強腐蝕性地段;

    ③不影響道路通行;

    ④壓力大于2.2 MPa,溫度大于等于350℃的蒸汽管道;

    ⑤冬季平均氣溫較高(一5℃左右)地區;

    ⑥地形復雜、標高差較大、土石方工程量大或地下障礙很多且管道種類較多時。

    架空敷設的優點是投資省,管道受地形影響小,架設方便;缺點是美觀性差,熱損失大,在寒冷地區,尤其是高寒山地極易發生凍害,設計時要特別注意。

    直埋敷設應盡量少采用,因為:

    ①山地的地質條件復雜,原土及回填土層強弱不均,沉降不均;

    ②管道基礎不易處理,特別是爬坡段及上下翻身處;

    ③巖層區埋深無法保證。

    在土壤地質條件比較好的地方,可酌情采用。

    2.2 系統水力平衡

    系統水力平衡是決定供暖效果好壞的關鍵因素。由于山地型小區各熱用戶地勢高低不一樣,對供水溫度、壓力的要求可能也各有不同,因此在設計階段必須繪制熱水網路的水壓圖,用以全面地反映熱網和各熱用戶的壓力狀況,并確定保證能使其實現的技術措施。同時,在實際運行中,還可以根據網路實際的水壓圖全面地了解整個系統的壓力狀況,分析和解決運行中的問題,保證安全運行。

    在具體設計中可按以下幾條原則進行設計。

    ①系統可采用枝狀管網異程系統,以節省投資,原則上采用1~2條主干線;

    ②主干線設計比摩阻一般可采用400~800Pa/m;

    ③支線宜采用同程式系統,以確保末端熱用戶有足夠的資用壓力;

    ④干線、支線應按允許壓降確定管徑,但熱水流速不宜大于3.5 m/s;

    ⑤每條支線間平衡壓差不宜超過 10%,否則在壓力不足或供熱溫度較低的情況下,山頂用戶供暖將會受到影響;

    ⑥如果個別支線難以平衡,可以考慮在各支線和用戶熱力人口加設調節裝置。

    在運河里小區中,主干線的長度約 800 m,最大管徑為DN350.為了保證供熱效果,經反復比較確定了"一干帶三支"的系統平衡方案,每條支管線的長度在350~400 m之間,支線管徑確定在DN125~15O之間。為了更好地保證供熱系統的水力平衡,在外網中采用了一種新設備——水暖人口平衡問,它集關閉、調節、除污于一體,有效地保障了外網系統的運行。實踐證明,該方案的施行使得小區取得了良好的供暖效果。

    2.3 系統定壓

    2.3.1 當采用城市熱網熱源時,其系統定壓(通常為0.35~ 0.4MPa)一般不能完全滿足小區的定壓要求,因此對于高差較大的小區,其供暖系統的定壓可仿照高層建筑的定壓形式,即采用雙水箱分層式供暖定壓系統,整個小區的供暖系統按山的坡向分成兩個或兩上以上,低區可與外網直接相連,它的高度主要取決于室外管網的壓力工況和散熱器的承壓能力,高區部分增設高低位水箱,利用進回

    水兩個水箱的水位高差進行高區系統循環,同時利用低位水箱的非滿管流動的溢流管使系統與外網回水管壓力隔絕,從而達到單獨定壓的目的。目前我國大部分的高層建筑均采用此種系統定壓形式,在實際中已得到認可。此種定壓系統的優點是人口設備少,降低了系統造價,缺點是采用開式水箱,空氣容易進人系統中,增加了系統的腐蝕因素,另外需設專門的水箱間,影響建筑物美觀。

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