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南方大面积电地暖采暖系统施工探讨
发布时间:2014-03-12 18:52:23 作者: 来源: 文字大小:[][][] 浏览次数:2429次
    北京中润恒大科技有限公司 供热采暖网 南方,冬季供暖一般没有北方的热力管网,也没有一年只用一个多月的供暖锅炉房,但南方的一些大型会议中心、展览馆要熬过短暂而又湿冷的30~40天,确实需要供暖,而且供暖是白天,晚上关闭,一个星期运行五天停运两天。经对各种方案进行比较,认为电地暖是最可靠、最节省投资又最舒适的供暖方式。

    通过在贵州施工、运行过的一个采暖面积达数万平方米的会议中心,其有两个4000m2之多的会议大厅,长81m、宽54m,高12m,中间没有一根立柱,在这样特殊的建筑结构中采用电地暖,有很多技术难题值得探讨,本文希冀总结经验,与同行共同分享。

    关键词:大面积;分区设计;配电设计;计算机控制系统

    该电地暖工程在2010年共用三个月时间施工完毕,经2011年、2012年、2013年三个冬季供暖运行,效果良好。

    以下就其中一个会议大厅进行讨论。

    一供暖区域分区设计

    该供暖大厅的平面图如图1所示:



    按《辐射供暖供冷技术规程》规定,供暖辐射面长度超过6m或面积达到30㎡的建筑要设置伸缩缝,防止填充层受热膨胀而造成地面鼓包、脱层等情况。根据这个思路,同时结合控制分区的设计考虑,我们在54m的宽度上做了7条伸缩缝,在81m的长度上做了17条伸缩缝,如此横纵两向形成了共计144个单元分区,这一个个单元分区也就形成了最小的电地暖设计单位,加热电缆的选型即可按照设计功率和单元的区域面积选择计算。伸缩缝设置如图2所示。



    以上144个单元分区形成的田字格四周,用宽30mm、厚30mm的挤塑板凃胶水贴在保温板上形成伸缩缝,其单元分区内铺设加热电缆。为此,施工时要注意两点:

    1)144个单元分区是按设计图根据施工进度一个一个逐渐推进的,不能一下完成144个单元分区的电地暖铺设,最好是铺设完一部分电地暖就完成这部分水泥填充层的工作,它能确保铺设完的加热电缆不被破坏和误伤(施工现场容易出现的踩踏、破皮、勾翻钢丝网等问题)。

    2)加热电缆在辅设过程中会有一些回路会通过伸缩缝处的挤塑板,为确保加热电缆的散热,避免过热,这些加热电缆的上、下两面都要用宽15cm、长10cm、厚0.35mm的金属条夹住并固定好,确保填充层覆盖后能很好地将热量导出。

    二加热电缆的功率设计及施工设计图

    如图3所示,它包含三部份内容:





    1)由于南方的间歇性供暖,不是每天24小时都要求供暖保热,所以功率设计是按照经验数据比照南方学校冬季电地暖的功率110W/㎡确定,再按照这个功率加一定量的富裕系数选配加热电缆。

    2)图纸设计一定不能脱离实际,要到现场去测量布置加热电缆面积,要根据现场实际情况调整设计参数,比如我们设置的单元分区不一定每一块面积都相同,比如靠墙角、墙边近30cm的地方不铺加热电缆,因此设计人员就必须到现场逐一核实、实际对照,再根据现场实际的参数作电功率的调整再重新配缆。

    3)本会议大厅由于面积太大,有10扇高6m、宽2.8m的大门,此处热工保温性不是很好,实际铺设时功率有120W~125W,此处多出的功率就是墙角墙边不铺加热电缆省出的功率,换句话说就是设计的总功率不能变。我们对4374m2的会议大厅进行计算的电供暖功率是453000W,再加上会议大厅所配套的两个贵宾休息厅所用功率,最终约480kW,即该层会议大厅电地暖所配变压器容量至少是500KVA。

    三电供暖的配电设计

    如上所述,该会议大厅的电地暖功率需480kW,在配电设计中我们将其分为4大块配电,每一大块区域负担负荷120kW,其配电图如图4所示。



    注:按此配电图制作的配电柜共4个

    在每一个配电柜中,我们安装了10个50A的三相空开,其中9个工作、1个备用。空开柜进线采用三相五线制即三相火线A、B、C再加零线、接地线的塑胶外套铠装电缆。空开柜中的9个空开每一个控制一个三相电地暖控制箱,该控制箱是按设计图纸预埋在会议大厅的内墙体上,控制箱的尺寸300mm×250mm×100mm。控制箱的电气原理图如图5所示。



    图5显示的控制箱结构,首先是电源进小型三相空开,然后每一相火线各进一个剩余电流保护器(俗称漏保器),漏保的出线进微型大功率继电器(32A或64A)的上端子,其下端子接加热电缆的火线端,微型大功率继电器的线圈下端接零线,上端接温控器的受控火线端。当温控器探知的温度低于设定的温度,受控火线端带电,启动微型大功率继电器,使之接通电源使加热电缆工作,反之加热电缆断电。

    控制箱的零线端(N端子)接加热电缆的另一端及微型大功率继电器线圈的零线端,接地端(PE端子)用来接加热电缆的接地线,确保加热电缆一旦漏电,漏保能在理论零秒切断电源。

    四电地暖计算机控制系统

    该会议大厅共使用了36个智能型双温双控温控器,两个大厅一共使用了72套,再加上其它区域使用的温控器一共有近120个。如此数量的温控器,用人来一个一个设置温度和时间段,几乎是不可能的操作,更不用说你刚设置好参数离开,用户可能出于好奇就顺手把设好的参数调乱,电地暖根本就不可能正常工作。还有时间段的调乱可能会导致无人时电地暖还在工作,白白浪费电能。凡此种种理由,最后采用计算机控制系统来管理整个电地暖的启、停时间段及温度控制。其原理图如图6所示。



南方大面积电地暖系统施工探讨

    该计算机控制系统在设置好参数后会自动将电地暖的启、停时间段,设置的室温、地温,通过485通讯口传给要工作的温控器,温控器一旦得到指令就会将其导入内存并忠实执行该指令,不再接受人的指令,这样整个电地暖系统就会有条不紊的工作,避免人为干扰。而且计算机工作是按程序流程执行,不会出差错,避免员工下班后忘记关温控器电地暖继续工作的弊端。同时它还有自报警功能,一旦温控器出现故障,计算机屏幕上会及时变红并发出警报,提醒工作人员及时检查并排除故障。

    3年来,我们依靠该套系统自动检测到人为损坏或者故障温控器4只,由于处理及时,根本没影响冬季的供暖。而且只要平时维护到位,一个人就能管理好整个系统,比如会议大厅明天早上9点开会、中午12点结束,下午2点再开会、4点半结束,然后整个会议大厅不再采暖。为此今天下午就输入程序:

    明天早上6点启动,中午11点30分停止;

    下午1点启动,4点结束;

    室温18℃,地温50℃。

    第二天早上人还没有上班,电地暖已经自动先行启动,9点时整个大厅已是暖意融融,极为舒适。3年来,会议大厅开过无数次会,众人皆交口称赞:暖和、安逸。

    五施工中的难点和要点

    1)加热电缆成品出厂时与电源相接的冷引线两端各有2.5米长,在本工程中根本不够用。该会议大厅宽54m,中线处就有27m,从此处向两边铺加热电缆,其冷线进控制盒至少需30m,其它各个方向的冷引线从20多米到15米不等。按照电气工程施工要求,普通的铜芯电源线不能埋入水泥填充层中,用户也要求冷引线绝缘材料与加热电缆必须同材质,这就是一个很大的难题。

    怎么办?那就到现场去精确地测量冷引线长度,然后在加热电缆生产时定制不同长度冷引线的加热电缆,在现场一定要找准不同长度的加热电缆再施工,不能有半点马虎。施工到最后,排到内墙边进控制盒的冷引线并排在一起的宽度就有30cm,试想一下如果用其它方式施工,冷引线的问题确实不好解决。

    2)按规程规定,加热电缆一定要设在水泥填充层中,确保加热电缆工作正常。我们施工时是在加热电缆固定好以后用宽4mm、高3mm的木条插在钢丝网下将热缆提升,水泥填充层施工时热缆就自然在水泥层中了。木条与木条之间的间距一般在20cm~25cm,材质用松木方即可。

    3)在高12m、宽54m、长81m的大空间中,测量室温且中间没有一根柱子放置温控器,还有20扇大门洞开的环境下,以哪一点的温度作为判据实在是难,权衡利弊,我们最后确定以地温探头作为控温依据,室温仅作参考。地温探头从大厅中央起一直设置到离内墙3m远的地方,且采用了双备份的设置方式。探头一般放置在两根加热电缆的中间,开始使用的2010年、2011年我们设置的地温起控温度为55℃,2012年设为50℃,供暖的效果确实令人满意。实际上在家庭中采用电地暖供暖,地温探头设置为45℃,在保温条件好时室温稳定在18℃及以上。保温条件不好就把地温设高,确保地温的温度场能稳住空间的温度场。此工程中,我们将这一想法付诸实施,效果不错。



图7~图10为现场施工图片

    用地温探头作为控制温度的依据有如上述的好处外,还有一个重要的原因:保护热缆。这个工程的地面装饰层采用的是地毯,地毯是热的不良导体,加热电缆蓄存在水泥层中的热量如不能及时导出,会让温度慢慢升高,最终达到加热电缆材质的耐受值而缩短其寿命,甚至酿成故障。

    地温探头温度值设为50℃就确保了热缆及时断电停止工作从而使之得到保护,而蓄存在水泥填充层中的热量再由地毯一点点辐射出去。地毯的热惰性大,散热慢,加热一次能保证屋里半天都是暖和的。任何事情总是辩证的,只要处理好了它们之间的关系,地毯也能很好地发挥装饰、蓄热、散热的作用,地毯用于电地暖一定要让地温探头起主控制和主保护的作用。责任编辑:杨梦曦【北京中润恒大科技有限公司 资讯手机客户端下载】
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