供热基础知识介绍(1)

1、供热基础知识供热基础知识18-Apr-05 Vaillant training11 1、热量、热量能量的一种表现形式 在温差作用下系统与外界传递的能量称为热量 焦耳焦耳 (J)： 1牛顿的力作用1米所作的功为1焦耳 1GJ=1000MJ，1MJ=1000KJ， 1KJ=1000J 卡路里卡路里 (Cal)： 大卡（KCal）=1000Cal 千瓦千瓦时时 (KWh)：也叫度 焦耳 18-Apr-05 Vaillant training21 1、热量、热量- -几种热量单位间的转化:KWhJJCalKWhx3.6x10+6 例如: 将 20 KCal转化为:- 千千瓦瓦*时时CalKWhCal

2、x 4.2KWhx860 x103J / 4.2J/(3.6 x 106) KJ / (3.6 x 103 )Cal/(0.86x106 )KCal/(0.86x103 )- 焦耳焦耳答案表格的详细介绍18-Apr-05 Vaillant training3例如: 将20 Kcal20 Kcal 转化为:焦耳焦耳答案84x103J20 000 Cal x 4.21 1、热量、热量- -几种热量单位间的转化:KWhJJCalKWhx3.6x10+6 CalKWhCal x 4.2KWhx860 x103J / 4.2J/(3.6 x 106) KJ / (3.6 x 103 )Cal/(0.86

3、x106 )KCal/(0.86x103 )18-Apr-05 Vaillant training4例如: 将 20 Kcal20 Kcal转化为:- 千瓦千瓦* *时时答案23.25x10-3KWh20000cal/860 x10-31 1、热量、热量- -几种热量单位间的转化:KWhJJCalKWhx3.6x10+6 CalKWhCal x 4.2KWhx860 x103J / 4,2J/(3.6 x 106) KJ / (3.6 x 103 )Cal/(0.86x106 )KCal/(0.86x103 )1 1度度= J = cal= J = cal18-Apr-05 Vaillant

4、training5例如: 计算3L的水温度从 18升高到 60所需的热量：- 焦耳焦耳答案1 1、热量、热量- -计算物体的得热量（失热量）:Qcm t其中，Q： 得热量，单位为焦耳（J）；c： 物体的比热，水的比热c=4200J/J/（KgKg* *K K） m： 物体的质量，单位为Kg；t：物体的温升，单位为K或者。重要概念：比热重要概念：比热1 L= 1 kgQ = 3x4200 x (60-18)* = 529200 J即即 529.2 KJ 1kg物质每升高（降低）1度所需要（失去）的热量称为物质的比热。比热: 4200 J/Kg/度（K）18-Apr-05 Vaillant tra

5、ining6传导：物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动，而产生的热量传递,称为导热或热传导。是固体中热传递的主要方式，在不流动的液体或气体层中层层传递，在流动情况下往往与对流同时发生。 对流：流体各部分之间发生相对位移、冷热流体相互混掺所引起的热量传递过程。是流体（液体和气体）热传递的主要方式 辐射：物体由于自身的温度而具有向外发射能量的本领。1 1、热量、热量- -传递方式量体温?吹电风扇？隔着窗户晒太阳？18-Apr-05 Vaillant training7各种热传递方式的介质各种热传递方式的介质传导：固体、液体、气体对流：气体、液体辐射：不需要介质

6、三种物质形态的热交换方式三种物质形态的热交换方式：气体：对流、辐射液体：对流、辐射固体：辐射、传导1 1、热量、热量- -传递方式地暖以辐射传热为主，散热器以对流传热为主地暖以辐射传热为主，散热器以对流传热为主18-Apr-05 Vaillant training82 2、温度、温度 温度的微观概念表示物质内部大量分子热运动的强烈程度。常用的温度单位: 开尔文度.- 摄氏度 ()- 开尔文度 (K)- 华氏度 (F)温差温差25K25K？5/95/9( (F-32)F-32)K KF FF FK K5/95/9( (F-32) +273F-32) +273+273+273(9/5(9/5) +

7、32) +329/59/5 (K-273) +32(K-273) +32K - 273K - 2735/95/9( (F-32)F-32)F F5/95/9( (F-32) +273F-32) +273K - 273K - 2735/95/9( (F-32)F-32)F F例如: 初始温度为5757.将将该值转化为该值转化为: :- - 开开尔文度尔文度 K K- - 华华氏度氏度 F F(57+273 = 330K)(9/557) +32 = 134.6 F18-Apr-05 Vaillant training9 功率是指单位时间内吸收或消耗的能量w, J/s用来表示物体做功快慢的物理量，也

8、就是描述在给定时间内发生能量变化的能力。在生产热水上，通俗讲可从水温变化的速度来判断出功率的大小。在生产热水上，通俗讲可从水温变化的速度来判断出功率的大小。 瓦特 (W) 和 千瓦 (kW) 1W=1J/s 1Cal/s=4.2W 1KWh=1000WX3600s=3600KJ 瓦特（W）3 3、功率、功率18-Apr-05 Vaillant training10应用到热水生产中,一定量的水在一定的时间内吸收了的热量与时间的比一定量的水在一定的时间内吸收了的热量与时间的比，即为所需的加热功率功率越大，同样的热水升高相同的温度所需要的时间越短例如例如: 你希望生产80L的60热水以注满浴缸（当然

9、还需要部分冷水进行混合）。壁挂炉的功率是24 KW, 你需要多长时间才能得到这么多热水？ (冷水温度是20)t = m x C x Q = 80 x 4,185 x (60-20) = 558 sec. 答案3 3、功率、功率P（功率） WT （时间） sm（质量） Kgt（温差） KWcm tPTT18-Apr-05 Vaillant training11t = m x C x T /P= 80 x 4,200 x (60-20)/（2410 3）= 560 sec. 答案3 3、 功率功率应用到热水生产中,一定量的水在一定的时间内吸收了的热量与时间的比，即为所需的加热功率功率越大，同样的热

10、水升高相同的温度所需要的时间越短功率越大，同样的热水升高相同的温度所需要的时间越短例如例如: 你希望生产80L的60热水以注满浴缸（当然还需要部分冷水进行混合） 。壁挂炉的功率是24 KW, 你需要多长时间才能得到这么多热水？ (冷水温度是20.)P（功率） WT （时间） sm（质量） Kgt（温差） KWcm tPTT24kw,28kw,36kw壁挂炉的热水产率如何计算？壁挂炉的热水产率如何计算？l/min18-Apr-05 Vaillant training123 3、 功率功率应用应用到燃料利用中到燃料利用中 (例如例如燃气壁挂炉的功率燃气壁挂炉的功率)，表明壁挂炉在单位时间内的生产热

11、量表明壁挂炉在单位时间内的生产热量能力的大小。能力的大小。壁挂炉使用不同的燃气类型(天然气液化气人工煤气),不同类型的燃气具有不同的热值热值（Hi），壁挂炉功率表示一定体积（质量）的燃气在壁挂炉中燃烧,在一定时间内所能散发出来的热量大小。P = Hi x V/t例如例如: G20: Hi = 34.02 MJ/m324kW燃气壁挂炉的额定耗气量是多少?答案V: 燃料供应的体积t: 燃烧时间 V/t: 燃料供应速度 (或 Qv)18-Apr-05 Vaillant training13答案V/t = P/Hi = 24/34,02103 = 0,705 x 10-3 m3/s or 2,54 m

12、3/h3、 功率功率应用到燃料利用中 (例如燃气壁挂炉的功率)，表明壁挂炉在单位时间内的生产热量能力的大小。壁挂炉使用不同的燃气类型(天然气液化气城市煤气),不同类型的燃气具有不同的热值（Hi），壁挂炉功率表示一定体积（质量）的燃气在壁挂炉中燃烧,在一定时间内所能散发出来的热量大小。P = Hi x V/t例如例如: G20: Hi = 34.02 MJ/m324kW燃气壁挂炉的额定耗气量是多少?（忽略效率忽略效率）V: 燃料供应的体积t: 燃烧时间 V/t: 燃料供应速度 (或 Qv)18-Apr-05 Vaillant training144 4、 壁挂壁挂炉效率炉效率 壁挂炉输出功率与输

13、入功率的比值。它表明了壁挂炉在不同方式下输出能量的能力高低。锅炉锅炉效率效率 (或或热效率热效率).锅炉输出功率与锅炉输入功率的比值。Ru = Pu/Pf例如例如: 一台壁挂炉的额定功率 = 24 KW,输入功率 (或提供给壁挂炉的功率) = 26.6 KW.这台这台壁挂炉的效率是多少壁挂炉的效率是多少?答案18-Apr-05 Vaillant training154 4、 壁挂炉壁挂炉效率效率答案热热效率效率 = 24/26,6= 90% 壁挂炉输出功率与输入功率的比值。它表明了壁挂炉在不同方式下输出能量的能力高低。锅炉锅炉效率效率 (或或热效率热效率).锅炉输出功率与锅炉输入功率的比值。R

14、u = Pu/Pf例如例如: 一台壁挂炉的额定功率 = 24 KW,输入功率 (或提供给壁挂炉的功率) = 26.6 KW.这台这台壁挂炉的效率是多少壁挂炉的效率是多少?18-Apr-05 Vaillant training165 5、压力、压力垂直作用在物体表面上的力叫作压力 P = F/f通常用垂直作用于器壁单位面积上的力来表示压力（压强）的大小，这种压力称为气体的绝对压力，绝对压力值以绝对真空作为起点绝对压力值以绝对真空作为起点。用压力表、真空表、U形管等仪器测出来的压力叫相对压力（又叫表压），相相对压力以大气压力为起点对压力以大气压力为起点。P绝对 = B + P相对 帕斯卡 (Pa)

15、.- 毫米水柱(mmH2O ) - 标准大气压 (atm)- 公斤力 (Kg/cm2)- 巴 (bar)18-Apr-05 Vaillant training175 5、压力、压力Pamm CEbaratmmm CEKg/cm20.987x10-50.1021.02x10-51050.987102001.021.013x1051.013103301.0339.819.81x10-59.68x10-510-4981000.9810.96810000Kg/cm2atmbarPa10-518-Apr-05 Vaillant training185 5、压力、压力Pamm CEbaratmmm CEK

16、g/cm21x10-50.11x10-51051110411x105111041101x10-41x10-410-411Kg/cm2atmbarPa10-5例如例如: 天然气管道压力？换算天然气管道压力？换算1x105110418-Apr-05 Vaillant training196 6、电路、电路 U = R x IU: 电压 (伏特)R: 电阻 (欧姆)I: 电流 (安培)P: 功率 (瓦特)从 U = R x I, 可推导出: P = R x I2W: 电阻R消耗的能量t: 时间测量电压测量电压测量电流测量电流测量电阻测量电阻18-Apr-05 Vaillant training207

17、 7、管道尺寸、管道尺寸管道、管件和阀门的公称通径用DN表示，单位为mm，应符合GB/T1047-1995 管道元件的公称通径的规定，其数值见下表。公称通径系列公称通径系列代号代号DN3，6，8，10，15，20，25，32，40，50，65，80，90，100，125，1501，DN是公称通径，公称通径(或叫公称直径)，就是各种管子与管路附件的通用口径。2，制定公称直径的目的，是使管道安装连接时，接口保持一致，具有通用性和互换性。3，它不是实际意义上的管道外径或内径它不是实际意义上的管道外径或内径，虽然其数值跟管道内径较为接近或相等。4，公称通径相同的管子外径相同，但因工作压力不同而选用不同

18、的壁厚，所以其内径可能不同。5，业内说的“分”，是中国人叫法，把一英寸分成8份，如6分就是3/4”即DN20，4分就是1/2“ 也即DN15，一英寸 DN 32等等。18-Apr-05 Vaillant training217 7、管道尺寸、管道尺寸1.13wdv对于长度较短，管径较小的管道，一般可由常用流速计算其管径，再按工程设计规定的管子公称通径系列调整为实际内径。计算公式：其中， d管径（m）； w体积流量（m3/s）； v常用流速（m/s），可以查阅相关手册获得。 W如何计算？ Qcm t燃烧知识燃烧知识18-Apr-05 Vaillant training23燃烧知识燃烧知识 - -

19、 燃气热值 - - 气质特点 - - 燃气种类2 23 31 1 18-Apr-05 Vaillant training241.1.燃气种类燃气种类 说明说明:燃气燃气可分为三类可分为三类类1: 人工煤气 (焦炉气，水煤气等)类2: H 型天然气 (G20 甲烷) 12T L 型天然气 (G25) 10T类3: 液化石油气 (LPG 丙烷、丁烷) G30 20Y 各类型的燃气都有其相应标准的输送压力，并且有一定的压力波动范围。各类型的燃气都有其相应标准的输送压力，并且有一定的压力波动范围。 燃气燃气设备通常设计可适用一种或几种具有类似燃气性质的气体设备通常设计可适用一种或几种具有类似燃气性质的

20、气体。当燃气设备需要变换使用气质时，需要进行燃气置换工作（如更换喷嘴等）。 燃气燃气设备上的气质代码可表明设备适用气质的情况设备上的气质代码可表明设备适用气质的情况18-Apr-05 Vaillant training252.2.燃气燃气热值热值一些一些常见燃气的技术参数常见燃气的技术参数燃气的高热值和低热值(标准工况下):-高高热值热值 Hs :-1Nm3 （kg） 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以冷凝水状态排出时所放出的热量。-低热值低热值 Hi :-1Nm3（kg）燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以气体状态排出时所放出的热量。 燃气种类 燃气热值

21、（Kcal/Nm3） 额定压力（Pa）人工燃气35001000天然气84002000液化石油气10000Apr-05 Vaillant training263.3.气质特点气质特点人工煤气人工煤气：热值较低，杂质较多。运行价格比较便宜。天然气天然气：热值较高，杂质较少，开采、运输、使用比较方便，是理想的城市燃气气源。液化石油气液化石油气：热值高，运输方便。运行价格较贵。供暖系统的构成供暖系统的构成18-Apr-05 Vaillant training28供暖介绍供暖介绍供暖系统都由三个主要部分组成：供暖系统都由三个主要部分组成：A A：热媒制备（热源）热媒制备（热源）

22、 （集中：区域锅炉房和热电厂；分户：壁挂炉）（集中：区域锅炉房和热电厂；分户：壁挂炉） B B：热媒输送（循环热网）热媒输送（循环热网） C C：热媒利用（散热设备、热水供应的热量利用）热媒利用（散热设备、热水供应的热量利用） 18-Apr-05 Vaillant training29供暖系统分类供暖系统分类市场常见供暖系统可分为：市场常见供暖系统可分为：A A：集中供暖集中供暖 热媒和散热设备分别设置，用热媒管道连接，由热源向各个房间或建筑供给热量的供暖系统。B B：分户供暖分户供暖 热媒制备、热媒输送和热媒利用都在一起的供暖系统。供暖系统集中供暖分户供暖传统垂直系统新型分户系统燃气壁挂炉户

23、式中央空调电热膜/电缆加热18-Apr-05 Vaillant training30集中采暖示意图集中采暖示意图水泵水泵膨胀水箱膨胀水箱锅炉锅炉散热器散热器热水管道热水管道热源制备热源制备热媒利用热媒利用热媒输送热媒输送18-Apr-05 Vaillant training31集中供暖系统集中供暖系统热电站热源远程或区域供暖优势：优势：n 一个集中的供热中心；n 烟气排放可以做到与生活区域分开；n 供暖设备的维护只在一个地方进行，无需进入用户家中；n 燃料接口和能源计量只在一个地方进行，无需进入用户家中。18-Apr-05 Vaillant training32现存集中供暖存在的问题现存集中供

24、暖存在的问题 一次能源利用率低一次能源利用率低 现存主要供热热源为燃煤大型落地锅炉； 一次能源的利用效率多集中在30% 到 50%; 同时造成对环境较大的排放污染。 大系统存在的计量收费的难题大系统存在的计量收费的难题 由于传统的垂直单管或双管系统的先天不足, 很难实现对用户的用热情况进行计量并收费。 现推广的分户系统也需要增加很多投资。 因此造成的直接后果就是用户对能源消耗情 况漠不关心，供热企业负担沉重。 能源的大量消耗带来直接的环境问题能源的大量消耗带来直接的环境问题 采暖时间和室内温度的调节不能根据用户的意愿进行相应的调节。采暖时间和室内温度的调节不能根据用户的意愿进行相应的调节。传统

25、的垂直系统18-Apr-05 Vaillant training33燃气壁挂炉分户采暖燃气壁挂炉分户采暖热源热源采暖管路采暖管路热水管路热水管路散热设备散热设备热水用水点热水用水点18-Apr-05 Vaillant training34对地产开发公司对地产开发公司分户独立采暖系统优点（一）分户独立采暖系统优点（一）18-Apr-05 Vaillant training35能够充分利用现存的燃气输配管线能够充分利用现存的燃气输配管线 为满足用户日常生活使用燃气的需要，必须建设燃气输配管线、燃气调为满足用户日常生活使用燃气的需要，必须建设燃气输配管线、燃气调压站和燃气计量表。压站和燃气计量表。

26、使用燃气分户独立热源，仅需要适当加大燃气供应管道的输送能力并选使用燃气分户独立热源，仅需要适当加大燃气供应管道的输送能力并选择流量大的燃气表。择流量大的燃气表。增加了天然气在一次能源中的市场份额，有利于燃气公司尽快收回投资。增加了天然气在一次能源中的市场份额，有利于燃气公司尽快收回投资。 使用燃气独立分户供热系统，除了满足冬季舒适采暖需求之外，同时全使用燃气独立分户供热系统，除了满足冬季舒适采暖需求之外，同时全年供应家庭生活热水。年供应家庭生活热水。 比如，对一个普通的终端用户（以比如，对一个普通的终端用户（以100100平米的住宅平米的住宅/ /三口之家为例），预三口之家为例），预计的全年燃

27、气消耗量约为计的全年燃气消耗量约为1600-20001600-2000m m3 3 ( (其中大约其中大约13001300m m3 3 用于采暖目的，其用于采暖目的，其余余300-600m300-600m3 3 用于家庭洗浴热水的供应用于家庭洗浴热水的供应) )。分户独立采暖系统优点（二）分户独立采暖系统优点（二）对燃气公司对燃气公司18-Apr-05 Vaillant training36对最终用户对最终用户分户独立采暖系统优点（三）分户独立采暖系统优点（三）18-Apr-05 Vaillant training37壁挂炉分户供暖目前的问题壁挂炉分户供暖目前的问题热源、管网系统和散热设备热源

28、、管网系统和散热设备18-Apr-05 Vaillant training39热源、管网系统和散热设备热源、管网系统和散热设备主要内容主要内容1，供暖系统的热源，供暖系统的热源2，管网系统和主要部件，管网系统和主要部件3，散热设备，散热设备18-Apr-05 Vaillant training401，常见热源，常见热源供热热源燃煤燃气电能热电厂燃煤锅炉房燃气锅炉房分户独立燃气热源空调热泵电热膜/电缆加热热媒热媒 一般热媒有热水、蒸汽、空气和电辐射 水作为热媒的优势：水作为热媒的优势： 1: 传热快 2:蓄热性好 3: 安全性高 4:成本低廉18-Apr-05 Vaillant training

29、41 落地式落地式 壁挂式壁挂式安装位置安装位置 烟道式烟道式 强排式强排式 平衡式平衡式排烟方式排烟方式密闭方式密闭方式 开放式开放式 密闭式密闭式适用气种适用气种 人工煤气人工煤气 液化气液化气 天然气天然气1，常见热源，常见热源18-Apr-05 Vaillant training422，管网系统，管网系统热媒输送定压系统补水系统管道系统水处理设备补水装置管道系统方式管材水泵如安全阀、膨胀水箱其它如排气装置、除污器、换热器、阀门等 18-Apr-05 Vaillant training432，管网系统，管网系统水泵水泵是用于输送液体的机械。水泵的主要性能参数:扬程 是指单位重量液体经过泵

30、后所获得的机械能，单位为kPa、mbar、mH2O等。2.流量 在单位时间内通过泵体的流体体积或质量，单位为m3/h、l/s、kg/h等。3.轴功率 由电动机或传动装置传到泵轴上的功率，称为泵的轴功率，单位为kW。4.效率 泵的输出功率（有效功率）与输入功率（轴功率）之比，称为泵的效率。5.泵的必需气蚀余量 为了防止泵内气蚀，泵运行是在泵进口附近的暂铅截面上单位重量液体所必须具有的超过汽化压力的富裕压力值。该值通常由泵制造厂规定。泵的必须气蚀余量用NPSH表示，单位为kPa。6.水泵特性曲线 表示泵在一定的转速下，流量与其他基本性能曲线参数之间的关系。常见的性能曲线有扬程与流量的关系曲线。18

31、-Apr-05 Vaillant training442，管网系统，管网系统水泵水泵的选型与水泵工作点水泵型谱 水泵型谱是水泵厂家提供的，用于给出不同型号水泵所适用的工作范围，通过型谱可以确定所选择的水泵型号。确定水泵工作点 当水泵安装在系统上之后，系统的阻力S与系统流量Q决定了水泵在其特性曲线上的哪一点工作。系统的压力降p与阻力S、流量Q之间的关系为： 如果系统阻力S发生变化，泵的特性不会变化，但泵的工作点将发生变化。如 图所示，当调节阀R关小时，系统阻力将增加，水泵的工作点将从A移到B。 2SQP 18-Apr-05 Vaillant training452，管网系统，管网系统水泵水泵运行

32、工况的调节系统在实际运行中，其流量往往是变化的。由于流量的变化必然会引起水泵工作点的变化。1）水泵出口管路节流调节 如图所示，通过两通调节阀V改变流量。 当将流量从Q1减少到Q2时，调节阀上的压降也会增加p ，即水泵的多余能量都消耗在阀门上。 这种调节方式简单、可靠、方便、调节装置初投资低，但其能量损失大。 为避免泵内汽蚀，一般不在泵入口处安装节流调节阀。为避免泵内汽蚀，一般不在泵入口处安装节流调节阀。18-Apr-05 Vaillant training462，管网系统，管网系统水泵水泵运行工况的调节系统在实际运行中，其流量往往是变化的。由于流量的变化必然会引起水泵工作点的变化。2）水泵的串

33、并联水泵串联增加扬程，流量不变水泵并联增加流量，扬程不变18-Apr-05 Vaillant training472，管网系统，管网系统水泵水泵运行工况的调节系统在实际运行中，其流量往往是变化的。由于流量的变化必然会引起水泵工作点的变化。3）变速调节 这是一种相对节能的调节方式。当水泵转速从n1变化到n2时，相应的流量Q1、Q2；扬程H1、H2及功率P1、P2均发生变化，它们与转速的关系为：由此可见，当转速降低到50%时，扬程降低到25%，而功率则降低到12.5%，具有明显的节能效果。双速电动机的优点是：双速电动机的优点是：调速频率高；可靠性较高、维护方便；投资省。但不能进行连续调速。变频调速

34、的主要优点是：变频调速的主要优点是：调速效率高；调速范围宽，并在整个调速范围内均具有较高的效率。但变频装置的初投资较大；变频器产生的高次谐波对其他设备会产生不良的影响。 1212nnQQ22211HnHn32121nnpp 18-Apr-05 Vaillant training482，管网系统，管网系统水力分压器在供暖系统中分别起到以下作用。排污：排污： 使系统杂质及污垢在此堆积并通过排污阀排除自动排气：自动排气： 通过自动排气阀排除系统内的空气水力分压：水力分压： 使每个分支水路相对独立运行 工作原理工作原理当一个供暖系统中一次循环及二次多回路循环同时存在，一、二次循环分别有自身的循环水泵，

35、在这种情况下，循环泵之间可能相互影响，造成流量及扬程的不正常。水力分压器内部能产生一个压力损失衰减的区域，它能使一次及二次循环相对独立运行：如果一次水流与二次水流在相互交汇的区域压差忽略不计，它们之间不会互相影响。18-Apr-05 Vaillant training492，管网系统，管网系统水力分压器 一次流量=二次流量一次流量二次流量一次流量二次流量水力分压器的制作和应用水力分压器的制作和应用1）水力分压器尺寸要求水力分压器为保证良好的去藕作用，应保证去藕中水的流速为系统管路中流速的1/10。各接口之间应有足够的距离。具体尺寸见右图。2）水力分压器的安装水力分压器应垂直安装，温度较高的水应

36、连接在罐的上部，温度较低的水应连接在罐的下部。18-Apr-05 Vaillant training502，管网系统，管网系统闭式膨胀水箱 膨胀水箱的作用膨胀水箱的作用1）提供多余空间给系统中因为受热体积膨胀的水2）维持密闭水系统压力的稳定密闭式膨胀水箱的结构及工作原理密闭式膨胀水箱的结构及工作原理1）结构结构 由外壳、隔膜、充放气口、系统接口组成。隔膜将膨胀水箱分成两部分，一部分充有一定压力的气体；另一部分与系统水相通。2）工作原理工作原理 下图所示。18-Apr-05 Vaillant training512，管网系统，管网系统闭式膨胀水箱 密闭式膨胀水箱的选型密闭式膨胀水箱的选型膨胀水箱

37、的选型主要的是确定膨胀水箱的容积。其中：V：系统总水量（kg） u2：系统最高工作温度时水的容重（l/kg） u1：系统最低工作温度时水的容重（l/kg） Pp：膨胀水箱预充气压力（绝对压力） Pmax：系统安全阀整定压力（绝对压力）膨胀水箱内预充压力膨胀水箱内预充压力膨胀水箱安装位置的静压+0.3bar21expmax1pVuuVPP18-Apr-05 Vaillant training522，管网系统，管网系统闭式膨胀水箱 密闭式膨胀水箱的选型密闭式膨胀水箱的选型例：如某系统总水容量为200kg；最高工作温度80；注入的冷水温度10；安全阀整定压力为4.0bar，系统充水压力1.5bar。

38、确定膨胀水箱容积。水在10时的容重u1=1.0003；80时的容重u2=1.0290；膨胀水箱预充气压力取为系统静压，即注水压力+0.3bar，Pp=1.50.31=2.8bar（绝对压力）；安全阀整定压力Pmax =4.01=5.0bar（绝对压力），则： 即膨胀水箱的容积不应小于13.0L。如膨胀水箱安装位置另有10m高的静水压头（10mH2O1.0bar）,膨胀水箱预充气压力为Pp=1.5+1.00.31=3.8bar（绝对压力），则：即膨胀水箱的容积不应小于23.9L。注意：注意：密闭式膨胀水箱应安装在水泵的进口侧，并且需要安装在回水侧，回水温度较低，安全系数大一些LV0 .130 .

39、 58 . 210003. 10290. 1200expLV9 .230 . 58 . 310003. 10290. 1200exp21expmax1pVuuVPP18-Apr-05 Vaillant training532，管网系统，管网系统闭式膨胀水箱 密闭式膨胀水箱的安装位置密闭式膨胀水箱的安装位置安装在水泵入口侧安装在水泵入口侧安装在水泵出口侧安装在水泵出口侧18-Apr-05 Vaillant training542，管网系统，管网系统自动排气阀自动排气阀 作用：自动排除系统中的气体， 安装在系统最高处及系统中容易集气的位置。水中的气体对系统运行的不良影响：水力工况变差；产生噪音；散

40、热器传热效果变差；安全阀安全阀作用：防止系统超压。 当系统压力过高时，安全阀自动打开放水， 待压力下降后自动关闭。18-Apr-05 Vaillant training552，管网系统，管网系统温控阀 作用作用：通过调节散热器的水流量，来调节散热器的散热功率，从而达到温控阀所设定的供暖温度。并自动保持房间内的设定温度。原理原理：感温包和阀芯优点优点：1，可以保证各个房间单独调节温度，提高舒适度；2，利用自由热，节能20%（平衡阳光，散热设备等的因素）3. 部分解决水力失调问题缺点缺点：1，需要预留一个常通的循环支路；2，调节速度较慢。如当室外温度很低，温控阀并不能主动加大采暖功率。只有当由于室

41、外温度的降低，使得室内温度也降低的情况产生后，温控阀才会开大阀门，增加供暖功率。安装：安装：水平安装，以便周围空气能够顺畅流经传感器，减少供暖管道热气的影响，保证传感器正常工作。 18-Apr-05 Vaillant training562，管网系统，管网系统温控阀 未安装恒温阀的供暖系统 全部安装恒温阀的供暖系统 部分安装恒温阀的功能系统 未安装恒温阀的双管供暖系统实际上无法保持其供热平衡未安装恒温阀的双管供暖系统实际上无法保持其供热平衡 18-Apr-05 Vaillant training572，管网系统，管网系统手动平衡阀手动平衡阀 原理：原理： 通过旋转手柄调节阀芯的上下运动，通过专

42、用仪表连接阀门两端的测压点可以测量阀门的压降和通过流量，并可以锁定阀门的开度。作用：作用： 消耗富余压差，使管路流量和压降与设计值一致，测量流量。安装位置：安装位置：1，定流量系统的管路，逐级安装，从末端支路到水泵出口的各个支路。2，变流量系统的大分支处（仅当安装动态压差平衡阀的支路上的压差大于动态压差平衡阀的控制压差时才安装），末端安装动态压差平衡阀。3，供水管或回水管安装均可，差别在于安装在供水管时，手动平衡阀的工作压力要大于回水管安装的情况，但是末端设备和电动调节阀的工作压力情况刚好相反。18-Apr-05 Vaillant training582，管网系统，管网系统动态流量平衡阀动态流

43、量平衡阀 原理：原理：当水流压力P1增大时，阀胆的套筒向下运动，压缩阀胆内的弹簧，同时减少阀胆底部阀孔的过流面积，功能：功能：通过该阀保持流量的恒定。安装位置：安装位置：1，定流量系统的管路，末端安装，不需逐级。2，供水管或回水管安装均可。水泵曲线管路特性曲线台数变化后水泵曲线限流后管路特性曲线18-Apr-05 Vaillant training592，管网系统，管网系统管道管道 一、钢管一、钢管与其他管材相比，钢管价格低廉，所以常用于采暖系统。对于生活热水管道系统，使用有防锈作用的镀锌钢管。二、铜管二、铜管主要使用紫铜管道。铜管有可低温焊接的特点，使得连接密闭可靠，焊接灵活简单。抗腐蚀能力

44、很强抗腐蚀能力很强。三、塑料管三、塑料管空气可与金属管道接触，使管道腐蚀。所以可使用塑料管材。优点：优点：易于安装，尤其系统很大的情况管材重量轻管材表面光滑，美观不会产生因膨胀而造成的噪音缺点：缺点：膨胀量很大对温度敏感强度较低18-Apr-05 Vaillant training602，管网系统，管网系统管道管道 膨胀问题：管道在供暖情况下，会由于温度升高而伸长。所以，在暗装时需要考虑膨胀产生的后果。管道热伸长量：例：一条长10米的普通钢管，在采暖水温达到80度时，膨胀量为：供热系统基础知识供热系统基础知识18-Apr-05 Vaillant training62供暖系统基础知识供暖系统基础

45、知识主要内容主要内容1 1：采暖采暖/ /生活热水负荷计算生活热水负荷计算2 2：不同的管路系统：不同的管路系统3 3：系统阻力计算：系统阻力计算18-Apr-05 Vaillant training631 1：负荷计算负荷计算- -采暖负荷计算采暖负荷计算对于燃气壁挂炉系统来说，需要分别计算采暖热负荷、卫生热水热负荷。然后按照其中的较大值选取壁挂炉供暖系统基础知识供暖系统基础知识18-Apr-05 Vaillant training641 1：负荷计算负荷计算- -采暖热负荷采暖热负荷门窗走廊客厅外墙隔墙窗隔墙以右图为例，房间的采暖热负荷包括：以右图为例，房间的采暖热负荷包括：外墙散热量外窗

46、散热量屋顶散热量地面散热量户门传热量隔墙传热量冷风渗透耗热量冷风侵入耗热量供暖系统基础知识供暖系统基础知识18-Apr-05 Vaillant training65采暖热负荷的采暖热负荷的体积热指标估算体积热指标估算Qn Qn 采暖热负荷采暖热负荷 W Wtn tn 室内空气温度室内空气温度 tw tw 室外供暖计算温度室外供暖计算温度V V 建筑的体积建筑的体积 m m3 3qn qn 体积热指标体积热指标 根据建筑的保温情况宜取根据建筑的保温情况宜取0.4-0.70.4-0.7a a 修正系数。请参考下表修正系数。请参考下表采暖室外计算温度0-5-10-15-20-25-30a2.462.

47、001.741.551.401.301.201 1：负荷计算负荷计算- -采暖热负荷采暖热负荷- -采暖负荷估算采暖负荷估算()nnnwQaqVtt供暖系统基础知识供暖系统基础知识18-Apr-05 Vaillant training66采暖热负荷的采暖热负荷的面积热指标估算面积热指标估算1 1：负荷计算负荷计算- -采暖热负荷采暖热负荷- -采暖负荷估算采暖负荷估算供暖系统基础知识供暖系统基础知识Qn=Fqf Qn采暖热负荷W F 建筑物的建筑面积，m2 qf供暖面积指标，W/ m2，指每1 m2的供暖设计热负荷。建筑物类型住 宅居住区综合学 校办公楼医院托幼旅 馆商 店食堂餐厅影剧院展览馆

48、大礼堂体育馆未采取节能措施的热指标qf（W/ m2）87969010190120981209010598120173210143173173248采取节能措施的热指标qf（W/ m2）60686883751058310575908310515019512015815022518-Apr-05 Vaillant training671 1：负荷计算负荷计算- -采暖热负荷采暖热负荷- -影响采暖运行费用的因素影响采暖运行费用的因素影响用户燃气耗量的因素主要有：影响用户燃气耗量的因素主要有：1、气候条件2、室内温度3、土建结构4、房间位置5、家庭人员组成及生活习惯6、四邻入住情况7、入住前期费用较

49、高供暖系统基础知识供暖系统基础知识18-Apr-05 Vaillant training681 1：负荷计算负荷计算- -采暖热负荷采暖热负荷- -不同输出功率壁挂炉的适用面积不同输出功率壁挂炉的适用面积壁挂炉输出功率（壁挂炉输出功率（KwKw） 适用住宅面积（适用住宅面积（m m2 2） 200以下 240以下36 300以下北京地区普通住宅选用燃气壁挂炉选型建议：北京地区普通住宅选用燃气壁挂炉选型建议：供暖系统基础知识供暖系统基础知识18-Apr-05 Vaillant training691 1：负荷计算负荷计算- -卫生热水热负荷卫生热水热负荷 热水加热的基本计算公式tr/tl 热水/

50、冷水温度 m 热水流量 L/minQ 加热功率 kWC 常数 0.07热水器具名称热水量 L/min水温热水龙头淋浴器浴缸高级浴缸常用热水参数表()rlQCmtt供暖系统基础知识供暖系统基础知识18-Apr-05 Vaillant training70壁挂炉选型方法：A、对于标准壁挂炉（采暖和生活热水功能)，按照采暖及卫生热水中的较大负荷选取设备。壁挂炉采用生活热水优先生活热水优先的工作方式，因此在选择壁挂炉功率时一般以生活热水负荷为依据以生活热水负荷为依据，不用将采暖负荷与生活热水负荷相加。B、对于系统壁挂炉（仅有采暖功能），如用户有使用卫生热水的需求可再加装一个外置储水罐。如果生活热水产率

51、不足，例如大型浴缸等，需要加储水罐。如何判断热水产率够不够？（估算方法）供暖系统基础知识供暖系统基础知识18-Apr-05 Vaillant training712 2：不同的管路系统不同的管路系统单管系统单管系统 双管系统双管系统 章鱼式系统章鱼式系统供暖系统基础知识供暖系统基础知识18-Apr-05 Vaillant training722 2：不同的管路系统不同的管路系统单管系统1）单管顺流式：A，该系统通过每组散热器的水流量为系统总的水流量；B，不能单独调节每个散热器的散热量；C，如果系统中任何一个散热器的阀门关闭，则整个系统的流量都为零，同时，还必须停止水泵的运行；D，采暖水每经过一

52、组散热器，温度就会降低，这就造成了系统末端的散热器的供水温度降低很多，所以，如果整个系统散热器相同时，末端散热器的散热量远小于起始散热量。为弥补这个缺陷，只能靠增加末端散热器面积来增加散热量。供暖系统基础知识供暖系统基础知识热水经立管或水平供水管顺序流过多组散热设备，并顺序地在各散热设备中冷却的系统。18-Apr-05 Vaillant training732 2：不同的管路系统不同的管路系统单管系统2）单管跨越式：A，系统散热器都并联在一个单管供暖管道上，系统中的总流量对于散热器来说，将分为两部分。一部分流过散热器（采暖流量），另一部分从散热器旁通（旁通流量）；B，流过散热器的采暖流量水温会

53、降低，与温度没变化的旁通流量混合，混合后的采暖水流过后续的散热器。水温也会有所降低。为获得相同的采暖功率，也需要增加散热器的散热面积；C，其优点是每个散热器可以进行调节。 供暖系统基础知识供暖系统基础知识应该指出当任何一个阀门关闭时，流过锅炉的流量基本不变，所有阀门都关上时，仍有水在系统中流动，向外进行散热，这样的系统还是不经济。18-Apr-05 Vaillant training742 2：不同的管路系统不同的管路系统双管系统1）双管式：A，单独调节各房间的散热器，但有可能会出现水力失调，因此在散热器回水或供水管上要装调节阀；B，双管分同程和异程两种，判断同程系统和异程系统时有个简单的方法

54、，散热器的供水管和回水管往后走时是同一个方向的，是同程，相反方向的是异程。供暖系统基础知识供暖系统基础知识热水经立管或水平供水管平行地分配给多组散热设备，冷却后的回水自每个散热设备直接沿回水立管或水平回水管流回热源的系统18-Apr-05 Vaillant training752 2：不同的管路系统不同的管路系统双管系统1）双管式：双管同程系统相比较与双管异程系统，双管同程系统采暖水流过每组散热器的管道长度均相等。虽然在系统安装时会增加一条管道的造价，但不需要安装其它的平衡设备（前提是每个末端的负荷一样大）。当系统可以组成一个闭合环路时，就可以省去第三条管路。供暖系统基础知识供暖系统基础知识双

55、管异程系统：如右图所示，该系统采暖水流过每个散热器的管道长度均不相同，所以造成采暖水流过每个散热器的沿程阻力不同。在采暖调试时，需要对采暖系统进行水力平衡调节。 18-Apr-05 Vaillant training762 2：不同的管路系统不同的管路系统章鱼式这种系统是通过集、分水器直接和每个散热器相连，其突出特点是：A，散热器和集、分水器之间没有其它分支回路和接口。B，使用小管径的聚丁烯管道，并放入套管中，浇筑在地板中。C，使用专用接口连接散热器和集、分水器之间的管道，连接更为可靠、施工更容易。这种系统有很多优点：A，由于聚丁烯管道的柔软和中间没有接头，使它可以很容易在套管间穿移，或在发生

56、故障的情况下拔出管道B，大部分的管道不可见，只有在管道的出口处才可见，等等。由于章鱼式系统的供、回水管道安装在地板下，所以，供暖管道由于章鱼式系统的供、回水管道安装在地板下，所以，供暖管道外要加装套管，套管的管径较供暖管道管径大外要加装套管，套管的管径较供暖管道管径大10%到到30%之间。之间。套管转弯时的半径要大于套管本身半径。套管转弯时的半径要大于套管本身半径。供暖系统基础知识供暖系统基础知识18-Apr-05 Vaillant training77总结总结1，区分单管双管看末端2，当有一组末端关断这一支路的流量就为零，或者系统流量不改变的是单管系统3，每个末端可独立关断而不影响其它末端工

57、作，同时对系统的总流量产生一部分影响的是双管系统。供暖系统基础知识供暖系统基础知识18-Apr-05 Vaillant training783 3：校核系统阻力校核系统阻力- -阻力计算阻力计算系统的阻力系统的阻力HvHv包括：沿程阻力包括：沿程阻力+ +局部阻力局部阻力沿程阻力的影响因素：（ , 1/d , , v2） 即与管材，管径，热媒的性质和流速有关。沿程阻力Hv1：当热媒沿着管道流动时，由于流体分子间及其与管壁间的摩擦所造成的能量损失2212122vvHvkdggHvHv供暖系统基础知识供暖系统基础知识18-Apr-05 Vaillant training793 3：校核系统阻力校核

58、系统阻力- -阻力计算阻力计算系统的阻力系统的阻力HvHv包括：沿程阻力包括：沿程阻力+ +局部阻力局部阻力2212122vvHvkdggHvHv局部阻力的影响因素（k , v2） 即与管道附件的形式和热媒的流速相关。局部阻力Hv2：当热媒流过系统管道的一些附件（如阀门，弯头，三通，散热器等）时，由于流动方向或速度的改变而产生的局部涡旋和撞击所损失的能量。供暖系统基础知识供暖系统基础知识总结一下，不论是沿程阻力还是局部阻力，都和流量的平方成正比关系。即如总结一下，不论是沿程阻力还是局部阻力，都和流量的平方成正比关系。即如果流量变为原来的果流量变为原来的2倍，系统的阻力会变成原来的倍，系统的阻力

59、会变成原来的4倍。倍。18-Apr-05 Vaillant training80ABC DEFHGIJKL 系统流量计算的基本公式3 3：校核系统阻力校核系统阻力- -系统水流量计算系统水流量计算0.86PQt每个分支管路处的流量需要汇总根据每段管路的流量确定管径管径的选择需要在阻力和管材间取得平衡供暖系统基础知识供暖系统基础知识18-Apr-05 Vaillant training81ABCDEFHGIJKL、确定最不利环路、确定最不利环路即要确定系统中阻力可能最大的一段管路。单管系统是所有的管路和管件的叠加。双管分区系统一般是管路最长，管件最多的系统。图中是：A-B-C-D-E-F-G-H

60、环路。 3 3：校核系统阻力校核系统阻力供暖系统基础知识供暖系统基础知识18-Apr-05 Vaillant training82ABCDEFHGIJKL、 计算沿程阻力计算沿程阻力P Py (a,b)y (a,b)+ P+ Py (b,d)y (b,d) + P + Py (d,e)y (d,e) + P + Py (e,g)y (e,g) 3. 3. 计算局部阻力计算局部阻力P P I,b I,b+ P+ P I,c I,c + P+ P I,d I,d + P+ P I,e I,e + P+ P I,f I,f + P+ P I,g I,g + P+ P I,h I,h + P+ P I