深谈加热电缆地面辐射供暖系统的配电设计

xpxys99 2018-03-05

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深谈加热电缆地面辐射供暖系统的配电设计

问题提出：我们公司是从事加热电缆电地暖施工的企业，现在有一个约16万㎡的小区需要设计加热电缆地面辐射供暖系统，我们对小区的配电不是很清楚，麻烦您讲解一下如何对小区的整体配电进行设计，以及变压器应如何选择？

关于加热电缆地面辐射供暖系统配电的问题有很多，特别是对于整栋楼或者整个小区的电采暖配电问题更多。在这期的论坛里，我将详细分析加热电缆地面辐射供暖系统的配电设计过程。

加热电缆地面辐射供暖系统是通过埋设在地面下的加热电缆通电加热后来工作的采暖系统，整个系统末端由加热电缆、温控器等电器设备构成。

在民用建筑上该系统一般以每个房屋作为单独的控制单元，通过设置在每个房间的温控器自动智能控制该区域的温度。

深谈加热电缆地面辐射供暖系统的配电设计

加热电缆的工作形式为断续运行，当房间的温度低于温控器的设置温度时，温控器接收到信号后产生动作，加热电缆通电加热，使房间温度升高；当房间温度达到设定温度时，温控器接收到信号后产生动作，加热电缆停止加热，使房间温度降低；当房间温度低于温控器设定温度时，温控器接收到信号后产生动作，加热电缆通电加热，如此往复运行。

一般用于地暖的单根加热电缆额定电流都小于16A，标准的温控器额定电流也是16A，和加热电缆相匹配。

民用建筑的每个房间都需要一套甚至多套系统来进行加热，对于单户、一个门洞或者整栋楼来说由于本身需要多套系统，而每套系统的工作是由温控器自动控制的，也就产生了同时使用的问题，这就是我们电气专业所说的同时使用系数。

我们所谈到的功率在专业上有很多的分类，设计功率和安装功率的关系影响着加热电缆地面辐射供暖系统的采暖效果和初投资；用电负荷和变压器额定功率的选择就要考虑到同时使用系数，如果同时使用系数选大了，那么加热电缆地面辐射供暖系统的配电部分初投资就会增加，造成了无谓的浪费；同时使用系数选小了，在比较冷的时候多根加热电缆可能同时工作，容易造成变压器超载，引起跳闸或者变压器烧毁的情况。

深谈加热电缆地面辐射供暖系统的配电设计

一、设计功率和安装功率

设计功率（Ws）：在民用建筑的采暖设计里，设计功率是暖通工程师考虑到建筑的实际情况后，根据暖通热负荷计算方法，按照每个房间分别进行热负荷计算，并考虑到各种不利条件（风力、高度、地面材料等）的影响后，计算出来的采暖热负荷。

热负荷基本计算公式为：Ws=k×ε×F×(tn-tw)×a

式中：

k——传热系数，W/(㎡·℃)；

ε——传热系数的修正系数；

F——该面围护物的散热面积，㎡，

tn——室内空气计算温度，℃；

tw——室外供暖计算温度；

a——温度修正系数；

在进行计算时，其他修正系数须根据朝向、风力、是否与外界直接接触等因素进行相应的调整。

安装功率（Wa）：安装功率是以设计功率为依据，根据选择不同品牌的加热电缆，按照每个房间的设计功率选择加热电缆的平均安装功率。

需要注意的是：加热电缆为成型采暖设备，不能进行裁剪，另外加热电缆的功率为多种，一般选择时根据设计功率选择相近的型号即可。

经验方法：一般设备的选择都是功率大于或者等于设计功率的，所以安装功率和设计功率的关系为：Wa≥Ws。

参照表格如下：某种加热电缆的规格表

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二、用电负荷和变压器额定功率

用电负荷（We）：用电负荷是为整个采暖区域的照明、空调、采暖、电器等用电设备正常工作综合匹配的，而加热电缆地面辐射供暖系统只是其中的一个负荷，对于单户来讲：We＞Wa；对于多户或者整个小区，则需要按照相关电气规范计算后确定。

在加热电缆地面辐射供暖系统工程中，电气负荷在原用电负荷基础上，增加供暖用电负荷，并按供暖建筑面积及户数选取需用系数。

计算公式如下：

We=(Wy+Wa)×Kx

We≥Wh

式中：

Wy——原设计用电负荷（生活用电负荷），W/㎡；

Wa——电采暖用电负荷密度，（单位面积安装功率）W/㎡；

Kx——需要系数，见下表；

Wh——采暖设计安装总功率，kW；

We——计入采暖负荷后，电气计算总功率，kW；

需用系数（Kx）取值表：

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变压器额定功率（Wb）：为了满足整个小区的电气使用功率，选择变压器的铭牌功率。该参数的选择依据是用电负荷，一般情况下：Wb＞We。

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三、各种功率关系及处理方法

1、整栋楼内个别住户，以及小型别墅采用时：遇到这种情况，一般是建筑已经竣工，用电负荷（We）已经确定，由业主进行后期装修时已选用的系统进行处理，在此情况下配电步骤分为：

1.1 按照分户计量要求计算各个房间的热负荷（Ws）；

1.2 按照电缆品牌及参数表选择加热电缆后，计算出安装功率（Wa）；

1.3 如果用电负荷（We）减去生活负荷后大于安装功率（Wa），则可以直接按照电气标准配置后进行安装使用；

1.4 如果用电负荷（We）减去生活负荷后小于安装功率（Wa），但是大于80%的安装功率（Wa），即可以直接按照电气标准配置后进行安装使用，也可以增加用电负荷后使用。但是直接安装后，在使用的时候，初次同时开启的电缆功率不能大于80%的安装功率（Wa）；也可以在系统中增加功率匹配器或者使用智能分段控制温控器，使同时使用的功率值不会超出已定的值，避免出现危险；

1.5 如果用电负荷（We）减去生活负荷后小于80%的安装功率（Wa），就必须增加用电负荷后才能使用；

1.6 对于此类情况用户一般不需要考虑变压器额定功率。

2、新建住宅楼等大型建筑整体或者大部分采用时：

2.1 按照分户计量要求计算各个房间的热负荷（Ws）；

2.2 按照电缆品牌及参数表选择加热电缆后，计算出每户的电采暖安装功率（Wa）；

2.3 每户按照累加的方式计算出户用电负荷，即生活用电功率加上该户的电采暖安装功率（Wa）；

2.4 根据该建筑的户数或者面积，结合使用功能，选择同时使用系数（Kx）；

2.5 根据公式We=（Wy+Wa）×Kx计算出用电负荷；

2.6 根据计算出的用电负荷（We），确定该建筑的变压器规格即额定功率，选择原则为：Wb≥We/80%×S（S为建筑物面积）；

2.7 变压器的选择一般可考虑选择多台，以增加配电系统的安全系数。

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