采暖补偿器的计算
管道补偿器计算公式.docx
热伸长量管材的线膨管道的计输送介质管道安装
蒸汽表压胀系数算长度温度时温度
△X(mm)(KPa)
α(mm/m.k)L(m)t2( ℃)t1( ℃)
27.300.01203560-5
65.100.012035150-5
说明：
1、热水采暖管道尽量利用本身的转角来自然补偿，在自然补偿不足而必须安装伸缩器时，一般尽量采用方形伸缩器。
2、室内采暖总立管直线长度大于20m时，应考虑热补偿。
3、管道的热伸长量△X=αL（t2-t1）
△X--- 管道的热伸长量 (mm)
α--- 管材的线胀系数 (mm/m.k)
L --- 计算管道长度 (m)
t2 --- 输送热媒的温度℃
t1 --- 管道安装时的温度℃
一般取 -5 ℃, 管道在地下室或室内时取 -0 ℃，室外架空安装时取采暖室外计算温度。
4、垂直双管系统、闭合管与立管同轴垂直单管系统的散热器立管，长度≤ 20m时，可在立管中间设固定卡。
固定卡以下长度 >10m时的立管，应以三个弯头与干管连接，弯头宜采用热煨制作。
5、方形补偿器宜布置在两固定支架的中点，偏离时，不得大于固定支架跨距的0.6 倍。
6、波纹管补偿器和套筒补偿器，应配置导向支架。
管材的线膨胀系数α(mm/m.k)
管道材料普通钢不锈钢铸铁碳素钢聚氯乙烯聚乙烯聚丙烯
管材线膨涨系
0.0120.01030.0110.0120.070.10.16
数。
供热基础知识(1)
1．城市集中供热由（热源）、（热网）及（热用户）三部分组成。
2．热电联产是指发电厂既生产（电能），又利用汽轮发电机作过功的蒸汽对用户（供热）的生产方式。
3．供热首站位于热电厂的出口，完成（汽）—（水）换热过程，并作为整个热网的热媒制备与输送中心。
4．热媒是指用以传递热能的中间媒介物质，主要有（蒸汽）介质和（热水）介质两种。
5．热网是指由城市集中供热热源，向热用户输送和分配供热介质的管线系统。
它由（一次网）和（二次网）组成。
6．换热站内主要设备有：（板式换热器）、（循环泵）、（补水泵）、（除污器）、（软化器）以及电气设备仪表等。
7．一次网通常指的是由（热源厂）至（换热站）的管道系统。
二次网通常指的是由（换热站）到（热用户）的供热管道系统。
8．一次网常设置的阀门有：（排气阀）、（泄水阀）、（关断阀）。
9．二次管网常设置的阀门有：（关断阀）、（排气阀）、（泄水阀）、（平衡阀）、（安全阀）。
10．北京地区供暖期为每年（11月15日）至次年的（3月15日），供暖时间为（120）天。
供暖期内，在用户房屋正常保温的情况下，室内温度应保证在（18±2）℃。
11．供热系统运行调节方式主要有：（质调节）、（量调节）、（质量调节）、（间歇调节）。
12．热量的传递方式有（传导）、（对流）、（辐射）。
13．1GJ=（109）J；1KWh=（0.0036）GJ14．1MPa=（100）m水柱=（10）kg/cm2=（1000）Kpa15．汽化是热水供热系统内，由于水的压力低于该点水温下的（汽化压力）而产生水蒸发变成蒸汽的现象。
16．管道支架分为（固定）支架、（导向）支架、（活动）支架。
17．热水管网根据平面布置分为（枝状）管网和（环状）管网。
18．系统定压点选在循环泵（入口）处。
19．热网的失水率一般控制在（1-2）%。
20．保证供热系统正常运行对水压的要求（保证运行合理压力）、（不倒空）、（不超压）、（不汽化）。
管道热补偿量计算
采暖补偿器计算该帖被浏览了4176次| 回复了27次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补偿器形式敷设方式管径DN（mm）25 32 40 50 70 80 100 125 150г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 62.3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。
采暖管道热补偿计算
采暖立管热补偿计算
热补偿是指补偿供热管道被加热引起的受热伸长量，从而减弱或消除因热胀冷缩力所产生的应力。
主要是利用管道弯曲管段的弹性变形或在管道上设置补偿器。
热力网管道的热补偿设计，应考虑如下各点：
（1）充分利用管道的转角等进行自然补偿。
（2）采用弯管补偿器或轴向波纹管补偿器时，应考虑安装时的冷紧。
（3）采用套筒补偿器时，应计算各种安装温度下的安装长度，保证管道在可能出现的最高和最低温度下，补偿器留有不小于20mm的补偿余量。
（4）采用波纹管轴向补偿器时，管道上安装防止波纹管失稳的导向支座，当采用套筒补偿器、球形补偿器、铰接波纹补偿器，补偿管段过长时，亦应在适当地点设导向支座。
（5）采用球形补偿器、铰接波纹补偿器，且补偿管段较长时，宜采取减小管道摩擦力的措施。
（6）当一条管道直接敷设于另一条管道上时，应考虑两管道在最不利运行状态下热位移不同的影响。
（7）直埋敷设管道，宜采用无补偿敷设方式。
计算方式:
1、高区立管管道顶端采用自然补偿，底端采用L型自然补偿。
中间分两段，两个固定支架间距离为24米，则热补偿量为：
ΔL=0.012∗24∗(50−0)=14.4
选用波纹补偿器，补偿量为14.4m。
2、低区立管管道顶端采用自然补偿，底端采用L型自然补偿。
方形补偿器的补偿能力
方形补偿器的补偿能力热补偿器有弯管补偿器、套管式补偿器、球形补偿器及波纹补偿器四大类。
(1)弯管补偿器。
弯管补偿器有方形和a形两种，根据臂长和宽度的不同分为I、II、Ⅲ、IV型，如图3 - 22所示。
通常采用方形补偿器较多，方形补偿器一般用无缝钢管械制而成。
对于尺寸较小的方形补偿器，应用整根无缝钢管蜮制，对于尺寸较大的方形补偿器，可由两根或三根管子热弯而成，其焊口应设在垂直臂的中间位置。
方形补偿器具有构造简单十安装方便、热补偿量大、工作可靠等优点，但其占地面积大、水阻力大。
管道热伸长计算式为(3 -1)式中：△L为管道热伸长量，mm；α为管材的线膨胀系数，mm/m℃；L为管道计算长度，m；t2为热媒温度，℃；t1为管道安装时温度，℃。
为了减少补偿器的膨胀应力：提高补偿能力，在方形补偿器安装时应进行预拉伸，拉伸长度应接设计要求，无要求时为其伸长量的1/2，预拉伸的焊口应选在距补偿器弯曲起点2 ~ 2.5m为宜。
预拉伸方法可选用千斤顶或撑拉器将补偿器的两臂撑开，还可以用拉管器进行冷拉。
采用千斤顶顶撑时,. 如图3 -23所示，拉伸前将两端固定支架焊好，补偿器一端直管与方形补偿器焊好，补偿器另一端直管与连接末端之间预留其伸长量的1/2，用千斤顶进行拉伸。
拉伸时，千斤顶横放于方形补偿器两臂间，加好支撑和垫块，起动千斤顶撑开两臂使预拉焊口靠拢至要求间隙，焊口找正焊好。
采用拉管器冷拉时，如图3-24所示，拉伸前将两端固定支架焊好，补偿器两端直管与连接末端之间预留其伸长量的1/4，用拉管器进行拉伸。
拉伸时，将拉管器的法兰管卡卡在被拉焊口两端。
通过调整穿在两个法兰管卡之间的双头长螺栓，使预拉焊口靠拢至要求间隙，焊口找正焊好。
两侧冷拉可同时进行，也可分别操作。
方形补偿器一般安装在两固定支架中间。
方形补偿器水平安装时，应与管道的坡度、坡向一致；垂直安装时，高点应设排气阀，低点应设泄水装置。
补偿器安装就位时，起吊点应为3个，以保持补偿器的平衡受力，以防变形。
采暖固定支架及补偿器的选择、设计与计算
采暖固定支架及补偿器的选择、设计与计算1、固定支架及热补偿的重要性在暖通空调设计中，固定支架是一个不可避免的技术节点。
特别是在北方冬季的热水采暖管道、冬季空调冷冻水供回水管道以及生活热水管道中，管道在“热胀冷缩”的情况下必然产生巨大的自然推力。
如果不按照预先的设计方案来泄掉这部分巨大的自然推力，其产生的后果将是毁灭性的。
例如，前段时间某商业广场项目地库车位上方的热水管道瞬间脱离，管道支吊架等根本支撑不住瞬间的巨大推力。
许多非专业人员基本都会认为是施工技术差，或者认为施工方偷工减料，其实首先应该检查的是热水系统管道是否做了冷热补偿和合理的固定支架。
2、补偿器的分类在大面积的地库平面图中，如何做热水管道冷热补偿和合理的固定支架是有规律和技巧的。
但这些规律和技巧对于刚刚入职设计院的暖通设计师来说根本不掌握，或者说根本引起不了设计人员的注意。
在“三边工程”盛行的今天，出事的概率是非常高的。
首先，热水管道的托架和吊架跟固定支架并非一个意思。
只有把管道固定不动的吊架才叫“固定支架”，而普通支吊架是允许管道在其内顺着管道敷设方向自由移动的。
因为热膨胀产生多余的管道长度必须在此处让其释放、延申，吸收此多余长度的管件就是“补偿器”。
所以采暖系统中必须设置固定支架限定其只向一个预想的方向延申，而设置固定支架就必须配合使用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。
在本文中，我们首推“自然补偿器”。
管道的自然补偿是利用管道本身自然弯曲来补偿管道的热伸长。
自然补偿常用的有L形补偿器、Z字形补偿器及“几”字型补偿器。
与自然补偿相对应的是人工补偿器，常用的人工补偿器有波纹补偿器、套筒补偿器、球形补偿器、方形补偿器及填料式补偿器等。
自然补偿器相对于人工补偿器来说优点颇多，比如减少初投资、节省施工工期、系统安全不漏水以及补偿能力不会随着时间的推移而打折扣等。
当供回水系统为大口径管道时，人工煨弯也存在一定难度。
3、自然补偿器的设计步骤自然补偿器的设计步骤主要包括以下几个方面：1）确定管道的自由长度，即管道在不受限制的情况下，由于热胀冷缩而产生的长度变化。
采暖补偿器
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补偿器形式敷设方式管径DN（mm）25 32 40 50 70 80 100 125 150г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 62.3 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。
补偿器计算
热伸长量
△X(mm)管材的线膨胀系数α(mm/m.k)管道的计算长度L(m)输送介质温度t2(℃)管道安装时温度
t1(℃)
蒸汽表压(KPa)
27.300.01203560-5
65.100.012035150-5说明：
1、热水采暖管道尽量利用本身的转角来自然补偿，在自然补偿不足而必须安装伸缩器时，一般尽量采用方形伸缩器。
2、室内采暖总立管直线长度大于20m时，应考虑热补偿。
3、管道的热伸长量 △X=αL（t2-t1）
△X---管道的热伸长量(mm)
α ---管材的线胀系数(mm/m.k)
L ---计算管道长度 (m)
t2 ---输送热媒的温度 ℃
t1 ---管道安装时的温度 ℃
一般取-5℃,管道在地下室或室内时取-0℃，室外架空安装时取采暖室外计算温度。
4、垂直双管系统、闭合管与立管同轴垂直单管系统的散热器立管，长度≤20m时，可在立管中间设固定卡。
固定卡以下长度>10m时的立管管连接，弯头宜采用热煨制作。
5、方形补偿器宜布置在两固定支架的中点，偏离时，不得大于固定支架跨距的0.6倍。
6、波纹管补偿器和套筒补偿器，应配置导向支架。
卡。
固定卡以下长度>10m时的立管，应以三个弯头与干。
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采暖补偿器的经验计算
1 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，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。
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
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
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
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
由以上计算可知，
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
4 固定支架和补偿器的设置应按照一定的步骤精心设计，并密切配合施工单位施工才能
获得较好的效果。
对此我们应充分重视，不能草草了事。