管径的通用计算（一）—九菲暖通

 摘 要：管径计算是地暖同行向九菲问得频率比较高的一个问题，这个专题，九菲就给大家讲讲这个；同时再顺便讲讲设计散热器的折算的方法。

关键字：管径计算；散热器折算

正文：

上一专题我们聊的是热负荷计算。那么有了负荷计算，我们又该如何选择管径呢？

先给朋友们补充一些各类型建筑单位面积耗热指标的参考值（摘自：2003全国技术措施《暖通空调》）。

住宅45～70W/㎡；办公楼60～80W/㎡；医院、幼儿园65～80W/㎡；旅馆60～70W/㎡；图书馆45～75W/㎡；商店65～75W/㎡；单层住宅80～105W/㎡；食堂、餐厅115～140W/㎡；影剧院90～115W/㎡；大礼堂、体育馆115～160W/㎡。

使用上述数值请注意，总建筑面积比较大、外围护结构热工性能好、窗户面积较小，采用较小的热指标；反之采用较大热指标。我们还可以看到，一般来说，大型公共建筑，比如体育馆、礼堂，热指标比较大，多层公共建筑次之，高层及多层住宅能耗较小。现行的暖通空调技术措施是2009版的，2003版虽然已经过期，但仍有一定的参考意义。新建的公共建筑执行节能50%的标准，居住建筑执行节能65%的标准，对于以上所列各类型新建建筑，最低值基本已经足够用。按照新规定，我们应逐个房间逐项计算。举例说明，唐山地区的新建住宅热指标大约为30W/㎡。以上热指标我们仍然可以用来检验我们的计算结果是否与经验值偏离太多。新建节能建筑一般来说应该比所给热指标小。有了热指标就可以估算耗热量，基本公式：耗热量=传热系数×面积×温差。

下面我们讲讲管径的计算方法。最原始的办法就是计算管段所带的热负荷，然后查取暖通设计手册的水力计算表，选择合适的管径。假设某室内管段的流量是28000kg/h，我们查《实用供热空调设计手册第二版》水力计算表，比摩阻（单位长度沿程阻力）选取在80～120Pa/m的范围内。

从下表我们可以看到，选取DN100的管径正好满足要求。如果表中没有合适的流量G，可以采用内插的方法获得。

现在是21世纪，个人计算机普及，我们还可以用计算机辅助软件。常用的暖通软件都有水力计算的模块，我们选取鸿业水利计算器。这个在以前介绍过，不做详细讲解，请看图解。

是不是选完管径就完了？我们还需要校核管道的流速。我们知道，流速过大的时候，会有噪音，我们要将其控制在能够接受的范围之内。参照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736-2012-第5.9.13条。

一般来说，按照控制比摩阻的方法，流速基本都满足要求，但是我们还要结合流速，选取更合理的管径。流量是28000kg/h，选取DN100的管径，比摩阻为90Pa/m，流速为0.9m/s，满足要求室内、室外管道都可以按照控制比摩阻的方法选取管径。所不同的是，室内的经济比摩阻，应控制在80～120Pa/m，室外经济比摩阻，应控制在30～70Pa/m的范围内。需要指出的是，比摩阻不包含局部阻力，只是单位长度沿程阻力。估算单位长度的阻力时，可以估算，比如可以取比摩阻的1.5倍。

《城市热力网设计规范》(CJJ34-2002) 7.3.2节，对热力外网流速有这样的规定：确定热水热力网的干线管径时，宜采用经济比摩阻。经济比摩阻数值宜根据工程具体条件计算确定。一般情况下，主干线比摩阻可采用30～70 Pa/m。第7.3.3条，对热力外网流速有这样的规定：热水热力网的干线、支线应按允许压力降确定管径，但供热介质的流速不应大于3.5m/s，支干线的比摩阻不应大于300Pa/m，连接一个热力站的支线的比摩阻可大于300Pa/m。

按照控制比摩阻的方法结合流速我们可以很方便的计算所需的管径。希望朋友们熟练掌握这个方法。当然，计算管径需要计算热负荷，这又用到了上一专题的内容，负荷计算的简化朋友们是否记得？Q=K×F×ΔT这个公式朋友们是否还记得？如果不记得了，请到《地暖月刊》官网“和九菲学地暖”专栏复习一下吧。

下面我们顺便讲讲散热器的置换。如果设计院的设计师已经给我们设计好了，可恰好那种暖气片我们买不到怎么办？我们可以折算成我们需要的散热器。

一般在设计说明中，都会给出散热器的设计型号，标准工况的散热量。比如说，散热器采用钢柱GBS8-1.0-600，每片标准散热量129W。而我们手头只有每片标准散热量80W的散热器，假如图纸上GBS8-1.0-600散热器是15片，该如何折算呢？129×15/80=24（片）。 

计算到这里是不是就完了呢？我们注意到“标准工况”、“标准散热量”。应该查看样本，所给散热参数到底是在什么情况下的散热量。一般来说，“标准工况”指的温度是95/70℃，是上供下回、明装，10片一组的时候，每一片的散热能力。其中，温度对散热器的散热能力影响最大，其次是安装形式（本文特指明装或暗装），我们在简化计算时主要考虑这两个因素。我们简化计算一个耗热量为1200W房间，采用钢柱GBS8-1.0-600（每片标准散热量129W）时，当供回水温度不同时，所需的散热器的数量。我们使用单管串联水力计算器计算，并直接给出结果。

下面我们给出“温度—片数”对照表：

我们可以看出，随着散热器平均水温的降低，散热器的散热能力明显下降，所需散热器增多。

当散热器水温从95/70℃，降到80/60℃时，所需散热量增加30%；当降到60/50℃时，所需散热量增加1倍；当降到50/40℃时，所需散热量增加2倍。

温度对散热器的散热能力的影响是很大的。我们须引起足够的重视。地暖系统中需要设置散热器时，请参照地暖的设计水温对散热器进行核算，一般来说要比标准工况（95/70℃）增加1～2倍。

散热器暗装的时候根据被包裹的程度不同，可能需要增加30%～100%。请朋友们一定要注意，本篇收笔之际，希望朋友们有所收获，谢谢你和我一起。