1 引言固定支架是暖通空调中经常用到的一种支架,它在系统中起固定和支撑管道的作用,一般由设计人员根据需要设定具体位置,各种规范中规定较少,补偿器用于吸收管道因温度增高引起膨胀造成的长度增大。有“г”型、“Z”型的自然补偿器和方形、套筒、波纹管补偿器等多种形式,设计人设计时依据伸缩量、管径等条件选用。可是现在许多设计人员对此不重视,或漏画,或胡乱对付,位置和数量都没有经过仔细推敲,不甚合理,本文根据笔者经验,总结了一套在室内95/70℃热水采暖系统设计中快速设置固定支架和补偿器的方法,结合示例详述如下,望能起到抛砖引玉的作用。由于成文比较仓促,文中定有许多不足之处,望各位指正。
2 设计计算系统中固定支架的设置应在管径计算完毕之后,此时系统管道的布置已经完成,系统每一段的管径已经计算确定,固定支架可以开始布置。
2.1 计算管道热伸长量
(1)
△
X——管道的热伸长量,mm;
t1——热媒温度,℃,
t2——管道安装时的温度, ℃,一般按-5℃计算.
L——计算管道长度m;
0.012——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃
按t1=95℃简化得
(2 )
2.2 确定可以不装补偿器和应用“г”型、“Z ”型管段自然补偿的管段
对于本文所述系统由固定点起,允许不装补偿器的直管段最大长度民用建筑为33m,工业建筑为42m。(管道伸长量分别为40mm和50mm)。实际设计时一般每段臂长不大于20~30m,不小于2m。在自然补偿两臂顶端设置固定支架。“г”型补偿器一般用于DN150以下管道;最大允许距离与管径关系见表1。“Z” 型补偿器可以看做两个“г”型补偿器。
表1 г”型补偿器最大允许距离
25 32 40 50 70 80 100 125 150
г 型
长边最大间距L2(m)15 18 20 24 24 30 30 30 30
短边最小间距L1(m)2 2.5 3 3.5 4 5 5.5 6 6
2.3
确定不能进行自然补偿部分管道的热伸长量,
并根据计算结果设置补偿器
补偿器形式 敷设方式
管径DN(mm)
25 32 40 50 70 80 100 125 150
г 型
长边最大间距L2(m)15 18 20 24 24 30 30 30 30
短边最小间距L1(m)2 2.5 3 3.5 4 5 5.5 6 6
能进行自然补偿部分管道确定了,其余部分就是应该设置补偿器的部分。计算这部分伸长量,如果较长要设置多个补偿器,应注意均匀设置;并在两个补偿器中间设置固定支架。选择时注意套筒补偿器容易漏水漏气,适合安装在地沟内,不适宜安装在建筑物上部;波纹管补偿器能力大耐腐蚀,但造价高并且需要设置导向支架;方形补偿器需要的安装空间较大,但运行可靠应用广泛。设计时可以根据工程具体情况选用。
3 例题[已知] 如图1所示,某民用建筑95/70℃热媒供热管道a-b段长度为32m,b-c段长度为24m,c-d段长度为63m,d-e段长度为48m,管径如图所示。
[求] 计算管道热伸长量,设置补偿器和固定支架。
[解] 首先按照公式(2)计算可得
a-b段管道热伸长量=38.4mm
b-c段管道热伸长量=28.8mm
c-d段管道热伸长量=75.6mm
d-e段管道热伸长量=57.6mm
图1 供热干管示意图
a-b段和b-c段伸长量不超过规定值,可不设补偿器,但应在管段中部(点f、g)设一固定支架,使管道可以有固定点向两侧自由伸缩。
d-e段可以从e点开始向d点量33m的p处设一固定支架。p-d段长15m.。
c-d段上设h和k点,这样g-c和c-h形成“г”型补偿器, k-d和d-p形成另一“г”型补偿器。根据管径查表1知c-h长度介于2.5m到18m之间,本系统定为15m; k-d长度介于3m到20m之间,本系统定为15m.。h-k长度为33m设置一个方形补偿器,详见国标图N106,本不再赘述。设定好固定支架和补偿器的系统如图2所示。
图2 供热干管补偿器和固定支架设置示意图
参考文献[1] 陆耀庆. 供暖通风设计手册. 北京:中国建筑工业出版社,1987[Z]
[2] 陆耀庆. 暖通空调设计指南. 北京:中国建筑工业出版社,1996[Z]