采暖系统课件

1、一.热水供暖系统自然循环热水供暖系统机械循环热水供暖系统高层建筑热水供暖系统二.蒸汽供暖系统热负荷：指在某一室外气候条件下，为到热负荷：指在某一室外气候条件下，为到达要求的室内温度，供暖系统单位时间内向达要求的室内温度，供暖系统单位时间内向建筑物供给的热量。建筑物供给的热量。p室外空气计算参数室外空气计算参数确定依据及原则确定依据及原则采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范（GB 50019-GB 50019-20032003）中的相关规定）中的相关规定p室内空气计算参数室内空气计算参数确定依据及原则确定依据及原则采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范（GB 500

2、19-GB 50019-20032003）中的相关规定）中的相关规定室内、外空气计算参数的基本概念：指从瞬息万变的气象资料室内、外空气计算参数的基本概念：指从瞬息万变的气象资料中提取的一些具有典型代表意义的、用于计算建筑物冷、热、中提取的一些具有典型代表意义的、用于计算建筑物冷、热、湿负荷的参数。湿负荷的参数。 是暖通空调工程设计最基本的依据之一，以是暖通空调工程设计最基本的依据之一，以“规范规范”和和“标准标准”的形的形式由政府职能部门通过行政手段强制执行。式由政府职能部门通过行政手段强制执行。 设计计算参数的取值大小直接影响设计结果，因而直接影响所设计的设计计算参数的取值大小直接影响设计结

3、果，因而直接影响所设计的暖通空调系统的造价、运行效果、运行效率及运行能耗。暖通空调系统的造价、运行效果、运行效率及运行能耗。 在选取计算参数时，首先要严格执行有关设计规范和标准，并遵照可在选取计算参数时，首先要严格执行有关设计规范和标准，并遵照可用、可行、经济的原则。其次，在能够保证需要的前提下，尽量降低用、可行、经济的原则。其次，在能够保证需要的前提下，尽量降低设计标准。设计标准。 例如采暖，在室外计算温度为例如采暖，在室外计算温度为-10-10的地区，室内温度设计标准每降的地区，室内温度设计标准每降低低11，可节能，可节能3%5%3%5%，系统的造价也相应降低。，系统的造价也相应降低。用于

4、计算夏季新风用于计算夏季新风冷负荷冷负荷p2.1.1 2.1.1 室外空气计算参数室外空气计算参数依据：依据：采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范（GB 50019-2003GB 50019-2003）中的规定）中的规定来源：用于采暖通风与空调设计计算的室外气象参数来源：用于采暖通风与空调设计计算的室外气象参数原则：全年有少数时间不保证室内温湿度标准而制定的原则：全年有少数时间不保证室内温湿度标准而制定的室外空气计算参数取值直接影响热、冷负荷的大小和暖通空调费用室外空气计算参数取值直接影响热、冷负荷的大小和暖通空调费用p1. 1. 夏季空调室外计算干、湿球温度夏季空调室外计算干

5、、湿球温度干球温度：取室外空气历年平均不保证干球温度：取室外空气历年平均不保证50h50h的干球温度的干球温度湿球温度：取室外空气历年平均不保证湿球温度：取室外空气历年平均不保证50h50h的湿球温度的湿球温度注：注：“历年平均不保证历年平均不保证”是指某一地区累年不保证总天数或小时数的历年平均值是指某一地区累年不保证总天数或小时数的历年平均值p2. 2. 夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度逐时温度（逐时温度（t t）日平均温度（日平均温度（t to.mo.m）t to.mo.m夏季空调室外计算日平均温度（夏季空调室外计算日平均温度（历年平均不保证历年平均

6、不保证5 5天的日平均温度天的日平均温度）t td d夏季空调室外计算平均日较差夏季空调室外计算平均日较差t to.so.s夏季空调室外计算干球温度夏季空调室外计算干球温度室外空气温度逐时变化系数，室外空气温度逐时变化系数，表表2.12.1dmottt.52. 0.mosodttt注：注：1 1 用于计算夏季经围护结构传入室内的热量用于计算夏季经围护结构传入室内的热量2 2 按照非稳态传热过程计算按照非稳态传热过程计算3 3 日较差：一日中，最高气温与最低气温之差（维度、季节、地表性质、天气情况）日较差：一日中，最高气温与最低气温之差（维度、季节、地表性质、天气情况）p3. 3. 冬季空调室外

7、空气计算温度、相对湿度冬季空调室外空气计算温度、相对湿度计算温度：计算温度：历年历年平均不保证平均不保证1 1天天的日平均温度作为计算温度的日平均温度作为计算温度相对湿度：相对湿度：累年累年最冷月最冷月平均相对湿度作为计算相对湿度平均相对湿度作为计算相对湿度p4. 4. 冬季采暖室外计算温度和冬季通风设计温度冬季采暖室外计算温度和冬季通风设计温度冬季采暖：室外计算温度取冬季历年平均不保证冬季采暖：室外计算温度取冬季历年平均不保证5 5天的日平均温度天的日平均温度冬季通风：室外计算温度取累年最冷月平均温度冬季通风：室外计算温度取累年最冷月平均温度p5. 5. 夏季通风室外计算温度和夏季通风室外计

8、算相对夏季通风室外计算温度和夏季通风室外计算相对湿度湿度计算温度：取历年最热月计算温度：取历年最热月1414时的月平均温度的平均值时的月平均温度的平均值相对湿度：取历年最热月相对湿度：取历年最热月1414时的月平均相对湿度的平均值时的月平均相对湿度的平均值注：注：1. 31. 3中温度用于冬季空调供暖时计算围护结构的热负荷和新风负荷中温度用于冬季空调供暖时计算围护结构的热负荷和新风负荷2. 42. 4中温度用于冬季采暖系统供暖时计算围护结构的热负荷以及用于计算消除有害污染中温度用于冬季采暖系统供暖时计算围护结构的热负荷以及用于计算消除有害污染物通风的进风热负荷物通风的进风热负荷3. 53. 5

9、中参数用于夏季消除余热余湿时的通风及自然通风的计算中参数用于夏季消除余热余湿时的通风及自然通风的计算 “累年最冷月累年最冷月”指累年逐月平均气温最低的月份；指累年逐月平均气温最低的月份；“历年最热月历年最热月”指每年逐月平均气温最高的月份；指每年逐月平均气温最高的月份； 按本按本规范规范确定的室外计算参数设计的空调系统，运确定的室外计算参数设计的空调系统，运行时，将行时，将会出现个别时间达不到室内温湿度要求会出现个别时间达不到室内温湿度要求的现象。的现象。特殊情况下室外计算参数的确定需要根据具体情况另行特殊情况下室外计算参数的确定需要根据具体情况另行确定适宜的室外计算参数确定适宜的室外计算参数

10、(如：（如：（1）保证全年达到既定的）保证全年达到既定的室内温湿度参数；（室内温湿度参数；（2）仅在部分时间（如夜间）工作的）仅在部分时间（如夜间）工作的空调系统空调系统) 。p2.1.2 室内空气计算参数p1. 1. 建筑房间使用功能对舒适性的要求建筑房间使用功能对舒适性的要求首先是室内空气的温度、湿度和空气的流动速度其次是衣着情况、空气新鲜程度、室内各表面的温度详见建筑环境学p2. 2. 地区、冷热源情况、经济条件和节能要求等地区、冷热源情况、经济条件和节能要求等p空调房间温度、湿度规定方式p根据采暖通风与空气调节设计规范,对舒适性空调和采暖，室内计算参数如下（详见表2-2和表2-3）舒适

11、性空调室内计算参数舒适性空调室内计算参数夏夏季季温度温度22282228相对湿度相对湿度40%65%40%65%风速风速0.3m/s0.3m/s冬冬季季温度温度18241824相对湿度相对湿度30%60%30%60%风速风速0.2m/s0.2m/s辅助建筑物及辅助用房浴室25 更衣室25 办公室、休息室18 食堂18 盥洗室、厕所12 采暖设计室内计算参数民用建筑主要房间1624 工业建筑轻作业1621 中作业1618重作业1416过重作业1214 p规范中规定：民用建筑民用建筑冬季热负荷冬季热负荷围护结构的耗热量围护结构的耗热量门窗缝隙渗入室内门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量的冷空气耗热量外面

12、运入的冷物料外面运入的冷物料运输工具运输工具水分蒸发水分蒸发设备散热设备散热热物料散热热物料散热耗热量耗热量得热量得热量生产车间生产车间民用建筑民用建筑冬季热负荷冬季热负荷Q 围护结构耗热量围护结构耗热量Q1 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量Q2基本耗热量基本耗热量Q1j附加耗热量附加耗热量Q1x朝向附加朝向附加外门附加外门附加风力附加风力附加高度附加高度附加冬季民民用用建建筑筑的热负荷p2.2.1 2.2.1 围护结构的耗热量围护结构的耗热量围护结构的温差传热量围护结构的温差传热量加热由于外门短时间开启侵入的冷空气耗热量加热由于外门短时间开启侵入的冷空气耗热量一部分太阳辐射热量一部分太阳辐射热量

13、p1. 1. 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量woRjjjttKAQ.围护结构的温差修围护结构的温差修正系数，见表正系数，见表2-42-4采暖室外计采暖室外计算温度算温度注：注：1. 1. 围护结构的面积围护结构的面积A A，应按照一定的规则从建筑图上量取，应按照一定的规则从建筑图上量取2. 2. 在已知冷侧温度或用热平衡法能计算出冷侧温度时，直接用冷侧温度，无需修正在已知冷侧温度或用热平衡法能计算出冷侧温度时，直接用冷侧温度，无需修正温差修正系数温差修正系数a a是根据围护结构同室外空气接触状况，在设计计算中对室内是根据围护结构同室外空气接触状况，在设计计算中对室内外计算温差采取的修

14、正系数；外计算温差采取的修正系数；温差修正系数取决于非供暖房间或空间的保温性能和透气状况；温差修正系数取决于非供暖房间或空间的保温性能和透气状况；规范规范中，中， 与相邻房间的温差大于或等于与相邻房间的温差大于或等于55时，应计算通过隔墙或楼时，应计算通过隔墙或楼板等的传热量；与相邻房间的温差小于板等的传热量；与相邻房间的温差小于55，且通过隔墙和楼板等的传热量，且通过隔墙和楼板等的传热量大于该房间热负荷的大于该房间热负荷的10%10%时，也应计算其传热量；时，也应计算其传热量；围护结构的面积围护结构的面积A A应按一定的规则根据建筑图计算应按一定的规则根据建筑图计算( (查阅相关设计手册查阅

15、相关设计手册) )；一些定型的围护结构的传热系数一些定型的围护结构的传热系数K K可从相关设计手册查取，一般情况下按多可从相关设计手册查取，一般情况下按多层匀质结构计算其传热系数。层匀质结构计算其传热系数。p地面热带的划分外外墙墙外墙外墙内墙内墙内内墙墙对于两面外墙、两面内墙的情况，第一地带该部分面积对于两面外墙、两面内墙的情况，第一地带该部分面积计算两次计算两次。非保温地面的热阻和传热系数非保温地面的热阻和传热系数p围护结构传热面积的尺寸丈量规则对于平屋顶平屋顶，顶棚面积顶棚面积按建筑物外轮廓尺寸计算p2. . 围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量朝向修正率朝向修正率日照率日照率35%3

16、5%的地区修正的地区修正东南、西南、南向：东南、西南、南向：-10%0-10%0其他为其他为0 0风力附加：风力附加：规范规范中明确规定，在不避风的高地、河边、海岸、狂中明确规定，在不避风的高地、河边、海岸、狂野上得建筑物以及城镇、厂区内特别高的建筑物，垂直的外围护结构野上得建筑物以及城镇、厂区内特别高的建筑物，垂直的外围护结构热负荷附加热负荷附加5%10%5%10%外门开启附加：对于短时间开启无热风幕的外门，可以用外门的基本外门开启附加：对于短时间开启无热风幕的外门，可以用外门的基本耗热量乘上表耗热量乘上表2-52-5中查出的相应的附加率，阳台不应考虑外门附加。中查出的相应的附加率，阳台不应

17、考虑外门附加。高度附加：当房间净高超过高度附加：当房间净高超过4m4m时，每增加时，每增加1m1m时，附加率为时，附加率为2%2%，最大附，最大附加率不超过加率不超过15%15%。0 10%-5%-5%-10% -15%-10% -15%-15% -30%N0 10%0 10%p门窗缝隙渗入冷空气的耗热量门窗缝隙渗入冷空气的耗热量常用方法有三种：缝隙法、换气次数法、百分数法常用方法有三种：缝隙法、换气次数法、百分数法2缝隙法缝隙法L L每米门窗缝隙渗入室内的冷空气量，每米门窗缝隙渗入室内的冷空气量，m m3 3/ /（hmhm）LL门窗缝隙长度，门窗缝隙长度，m mmm冷风渗透量的朝向修正系数

18、冷风渗透量的朝向修正系数mttcLlQhoRpaoi.278. 0采暖室外计采暖室外计算温度算温度注意：注意： 该方法适用于多层和高层民用建筑该方法适用于多层和高层民用建筑p门窗缝隙渗入冷空气的耗热量门窗缝隙渗入冷空气的耗热量2换气次数法换气次数法L L渗入室内的冷空气量，渗入室内的冷空气量，m m3 3/h/h（查表（查表2-62-6）无确切数字时，多层建建筑按照表无确切数字时，多层建建筑按照表2-62-6推荐计算渗透冷风量推荐计算渗透冷风量空调建筑室内通常保持正压，因此在一般情况下，不计算门窗缝隙渗空调建筑室内通常保持正压，因此在一般情况下，不计算门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量入室内的冷

19、空气的耗热量对于有封窗习惯的地区，也可以不计算窗缝隙的冷风渗入对于有封窗习惯的地区，也可以不计算窗缝隙的冷风渗入hoRpaoittcLQ.278. 0采暖室外计采暖室外计算温度算温度房间类型房间类型一面有外窗的房一面有外窗的房间间两面有外窗的房两面有外窗的房间间三面有外窗的房三面有外窗的房间间门厅门厅换气次数换气次数（1/h1/h）0.50.50.51.00.51.01.01.51.01.52.02.0p门窗缝隙渗入冷空气的耗热量门窗缝隙渗入冷空气的耗热量3 3 百分数法百分数法工业建筑渗透耗热量占围护结构总耗热量的百分比（工业建筑渗透耗热量占围护结构总耗热量的百分比（% %）建筑物高度（m）

20、10.0玻璃窗层数单层253540单、双层均有203035双层252530热负荷计算实例热负荷计算实例热负荷计算实例热负荷计算实例 分类1.按系统循环动力的不同，分为:自然循环系统(靠流体的密度差进行循环的系统)机械循环系统(靠外加的机械(水泵)力循环的系统）。2.按供、回水方式的不同，分为单管系统和双管系统。(如图所示) 单管系统 双管系统 3.按管道敷设方式不同，分为垂直式系统和水平式系统。4.按热媒温度不同，分为低温水供暖系统和高温水供暖系统。 我国习惯认为：低于或等于100的热水，称为“低温水”；超过100的热水，称为“高温水”。室内热水供暖系统大多采用低温水供暖，设计供、回水温度采用

21、95/75，高温水供暖宜在生产厂房中使用。自然循环热水供暖系统1. 工作原理：（如图所示）散热器用供水管和回水管与加热中心（锅炉）相连；系统最高点设一膨胀水箱用以容纳水在受热后因膨胀所增加的体积，并排除系统中的空气；锅炉未加热之前，系统内各处都充满温度相同的冷水。随着水在锅炉内被加热，水温上升，密度减小而变轻，热水沿供水干管上升流入散热器，在散热器内热水放热而冷却，密度变大，沿干管流回锅炉，这样形成一个循环流动。hAA2p 左p 右g341h自然循环供暖工作原理 1-散热器 2-热水锅炉 3-供水管路 4-回水管路 5-膨胀水箱2.工作压力假定水温只在锅炉内上升和散热器中下降，则可以计算出自然

22、循环的作用压力的大小。以系统A-A断面为例：断面A-A右侧压力： 断面A-A左侧压力： 断面两侧的压力差即为系统的作用压力： ghghghPghh101ghghghPggh102)(21ghghPPP式中：P自然循环系统的作用压力，Pa;h冷却中心至加热中心的垂直距离，mg重力加速度m/s2，取98 m/s2; 回水密度，kg/m3; 供水密度，kg/m3。hg从公式可知，循环压力取决于冷热水之间的密度差及散热器与锅炉间的高差。自然循环供暖系统由于循环压力小，其作用半径（总立管至最远立管的水平距离）不宜超过50m。为加大循环压力，锅炉房一般建在地下室。3.主要型式 双管系统：定义:散热器的供水

23、管和回水管分别设置。特点：每组散热器都能组成一个循环环路，每组散热器的供水温度基本是一致的，各组散热器可自行调节热媒流量，互相不受影响。单管系统：定义:散热器的供回水立管共用一根管。特点：立管上的散热器串联起来构成一个循环环路，从上到下各楼层散热器的进水温度不同，温度依次降低，每组散热器的热媒流量不能单独调节。单管跨越式系统: 克服了单管式不能单独调节热媒流量，且下层散热器热媒入口温度过低的弊病。 热水在散热器前分成两部分：一部分流入散热器；另一部分流入散热器进出口之间的跨越管内。（如图所示） 上供下回式:热水干管敷设高度在所有散热器之上 110i=0.5%1%i=0.5%1%56911437

24、82(a)(b)自然循环供暖系统（a）双管上供下回式 系统 （b）单管顺流式系统 1-总立管 2-供水干管 3-供水立管 4-散热器供水支管 5-散热器回水支管4.系统中空气的排除重要性: 系统中若积存空气，就会形成气塞，阻碍水的正常循环。要求: 系统内的空气应能随时顺利地排除。上供下回自然循环系统排除空气的措施: 自然循环中水流速度较慢则水中的空气能够逆着水流方向聚集到高处; 供水干管设有向膨胀水箱上升的坡向，与水流方向相反，其坡度为0.0050.01;散热器支管的坡度一般为0.01;回水干管有向锅炉方向的向下坡度，坡度为0.0050.01;这样，便于空气逆水流方向，经过干管汇集到系统最高处

25、，经过膨胀水箱排除。5.单、双管系统作用压力比较 双管系统： 各层散热器与锅炉间形成独立的循环，因而随着从上层到下层，冷却中心与加热中心的高差逐层减小，各层循环压力也出现由大到小的现象，上层作用压力大，流经散热器的流量多。下层作用压力小，流经散热器的流量小，因而造成上热下冷的垂直失调现象； 楼层越多，失调现象越严重。 单管系统： 各层的冷却中心串联在一个循环管路上，从上而下逐渐冷却过程所产生的压力迭加在一起形成一个总压力，因此不存在垂直失调问题； 即使最低层散热器低于锅炉中心，也可以使水循环流动； 由于下层散热器入口的热媒温度低，下层散热器的面积比上层要多； 在多层和高层建筑中，宜用单管系统。

26、1.与自然循环热水供暖系统的比较：是一种主要的供暖方式，采用水泵为系统提供循环动力，可以负担单幢、多幢建筑，甚至区域范围内的供暖，是自然循环所不能及的； 管路布置的灵活性大，系统布置型式多样，以适应不同的建筑构造;机械循环系统中自然压头仍然存在，即双管系统存在垂直失调和单管系统不能局部调节、下层水温较低等。在实际工程中，仍以单管顺流式采用居多。2.方式：上供下回式单管和双管热水供暖系统(如图所示)与自然循环相比，增加了循环水泵、排气装置，另外膨胀水箱的连接位置、供水干管的坡向也不同。32413立管机械循环上供下回式热水供暖系统1-热水锅炉 2-循环水泵3-集气装置 4-膨胀水箱机械循环系统中，

27、注意解决以下几个主要问题： 排气问题:系统中的水流速度常超过从水中分离出来的空气泡的浮升速度；为使气泡不被带入立管，不允许水和气泡逆向流动；供水干管应按水流方向设上升坡度，使气泡随水流方向汇集到系统最高点，通过设在最高点的排气装置，将空气排出系统外。回水干管坡向与自然循环相同。供、回水干管的坡度为0.003,不得小于0.002。水泵连接点:水泵应装在回水总管上；使水泵的工作温度相对降低，改善水泵的工作条件，延长水泵的使用寿命；使系统内的高温部分处于正压状态，不致使热水因压力过低而汽化，有利于系统正常工作。 膨胀水箱的连接点与安装高度：为避免系统内水汽化、吸入空气，系统需要保持足够的压力。由于系

28、统内热水都是连通在一起的，只要把系统内某一点的压力恒定，则其余点的压力也自然得以恒定。可以选定一个定压点，定压装置由膨胀水箱兼任 。系统工作时，维持膨胀水箱内的水位高度不变，则整个系统的压力得到恒定 。膨胀水箱与系统的连接点选在循环水泵的进口侧。膨胀水箱的安装高度根据要求的定压压力确定。机械循环下供下回式系统(如图所示)一般适用于平屋顶建筑物的顶层难以布置干管的场合，以及有地下室的建筑，当无地下室时，供、回水干管一般敷设在底层地沟内；系统的供回水干管都敷设在底层散热器下面，系统内空气的排除较为困难；通过顶层散热器的冷风阀手动分散排气或者通过专设的空气管手动或集中自动排气。 机械循环下供下回式系

29、统1- 热水锅炉 2- 循环水泵3- 集气罐4-膨胀水箱 5- 空气管 6- 冷风阀 612a45b3h机械循环中供式热水供暖系统（如图所示）水平供水干管敷设在系统的中部；上部系统可用上供下回式，也可用下供下回式，下部系统则用上供下回式；中供式系统减轻了上供下回式楼层过多，易出现垂直失调的现象，同时可避免顶层梁底高度过低，使供水干管挡住顶层窗户，妨碍其开启。33回水管供水管(a)(b)机械循环中供式热水供暖系统（a）上部系统下供下回式双管系统（b）下部系统上供下回式单管系统机械循环下供上回式热水供暖系统 （如图所示）供水干管设在下部，回水干管设在上部，立管布置常采用单管顺流式； 水的流向与空气

30、流向一致，都是由下而上。上部设有膨胀水箱，排气方便；散热器内热媒的平均温度几乎等于散热器的出水温度，传热效果低于上供下回式；在相同的立管供水温度下，散热器的面积要增加。机械循环下供上回式（倒流式）热水供暖系统1-热水锅炉 2-循环水泵 3-膨胀水箱213iiii异程式系统：（如前所示）总立管与各分立管构成的循环环路的总长度是不相等的；靠近总立管的分立管，循环长度较短，远离总立管的分立管，循环长度较长；最远环路同最近环路之间的压力损失相差很大，造成靠近总立管附近的分立管供水量过剩，而系统末端立管供水不足，供热量达不到要求。同程式系统：（如图所示）在异程式系统的基础上增加了回水管长度，使各分立管循

31、环环路的管长相等，环路间的压力损失易于平衡，热量分配易于达到设计要求；管材用量稍多一些，地沟深度需加大一点；系统环路较多、管道较长时，常采用同程式系统布置。2143立管i同程式系统1-热水锅炉 2-循环水泵3-集气罐 4-膨胀水箱水平串联式系统 一根立管水平串联起多组散热器的布置形式。简捷，安装简单，少穿楼板，施工方便， 造价较低；对各层有不同使用功能和不同温度要求的建筑物，便于分层调节和管理；单管水平式系统串联散热器很多时，运行中易出现前端过热，末端过冷的水平失调现象。每个环路散热器组数以812组为宜。21单管水平串联式1-冷风阀 2-空气管1.相对于建筑物高度的增加，供暖系统出现了一些新的

32、问题：供暖系统内水静压力上升，而散热设备、管材的承受能力却是有限的。因此,建筑高度超过50m时，宜竖向分区供热，上层系统采用隔绝式连接;系统垂直失调问题加剧。为减轻垂直失调，一个垂直单管供暖系统所供层数不宜大于12层，同时立管与散热器的连接可采用其它方式。2.国内高层建筑热水供暖主要有以下几种形式： 分层式供暖系统是目前常用的一种形式。(如图所示)在垂直方向将供暖系统分成两个或两个以上相互独立的系统。下层系统通常直接与室外网路相连，上层系统与外网采用隔绝式连接。 分层式热水供暖系统垂直双线式单管热水供暖系统由竖向的1形单管式立管组成(如图所示);散热器常采用蛇形管或辐射板式结构,立管由上升立管

33、和下降立管组成;各层散热器的平均温度近似相同;每组1形单管式立管最高点处设排气装置;立管阻力较小易产生水平失调，在每根立管的回水管上设置孔板以增大阻力或采用同程式系统。73218546 1-供水干管 2-回水干管 3-双线立管 4-散热器 5-截止阀 6-排水阀 7-节流孔板 8-调节阀单、双管混合式系统(如图所示)散热器自垂直方向分为若干组，每组包含若干层，在每组内采用双管形式，组与组之间则用单管连接;避免了双管系统在楼层过多时出现严重竖向失调现象，也避免散热器支管管径过粗的缺点,有的散热器还能局部调节，兼有单、双管系统的特点。单、双管混合式系统热水采暖系统采暖系统：热水、蒸汽热水采暖系统的

34、特点（与蒸汽比）：运行管理简单，维修费用低；热效率高，跑、冒、滴、漏轻，比蒸汽节能2040%；可采用质调节；供暖效果好；管道锈蚀轻，使用寿命长。可远距离输送。散热设备传热系数低，设备多。凝结，温降。热水流量大，管径大，造价高。1.输送热媒耗点多。 散热器性能评价指标 1）热工性能：K值高，提高方法：增加外壁面积（肋片）、提高空气流速（串片散热器加罩）、提高辐射换热（辐射系数高的涂料）、减小部件间热阻（钢管与串片） 2）经济要求：单位散热量的成本（元/W）及金属耗量少（q），寿命长 3）安装使用和工艺：机械强度、程压能力。安装、组合面积、尺寸、占地。制造简单，批量生产 4）卫生和美观：表面光滑、

35、清除灰尘、美观散热器的种类l辐射散热器核对流散热器。对流散热器对流热几乎100%l材质：铸铁、钢质、铝合金、塑料1、铸铁散热器：结构简单、耐腐蚀、使用寿命长、水容量大。 金属耗量大、笨重、金属热强度低、污染 柱型：四柱813、二柱M132。足，美观、K大、面积 翼型：长翼、圆翼。单片面积大，工艺简单，价格低2、钢制散热器：美观、金属耗量少、承压高、占地小；腐蚀 柱型、板式、扁管式、串片式、光排管3、其他：铝合金、塑料、陶瓷散热器的选择、布置1、选择：K值大，热工性能，承压能力，腐蚀，美观。2、布置：多沿外墙，外窗下。舒适（地面）l 可内墙：方便管路布置，地面温度低。l 明装，暗装（加罩）l 楼

36、梯间，散热器尽量地层布置，l 房冻，两道外门之间不能布置散热器。散热器的计算已知放热量、散热器形式、连接方式、安装方式，求片数ltm散热器内热媒平均温度。lK影响因素很多，实验：柱型，8片，明装，上进下出，同侧l k=atbl 修正：片数、连接方式、安 321321)(tkQttkQARmRoitttt2l作用压头循环动力l阻力损失流动耗能l实际流动：阻力损失=作用压头重力循环热水采暖系统的作用压头l供、回水的密度差。重力循环液体管网的工作原理及其作用压力l工作原理：l假设一个放热中心1，一个加热中心2。供、回水的密度差。2作用压力：重力循环的能量方程为： g(g-g)h1+(h-g)h+(h

37、-h)h0=Pl 简化为：g h (h-g) =Pl 则：重力循环作用压力为： Ph =g h (h-g) Pa 分析：1、作用压力大小取决于两个中心的高度和密度差。2、式中只在散热器中放热，管壁散热冷却中心增多增加了作用压力，附加作用压力Pf，与管路布置、楼层高度、水平距离有关。 综合作用压力：Pzh =Ph +Pf 3、排气：坡度：干0.5%1%，散1%、4、坡向：供-水箱；回-锅炉重力循环热水供暖单管系统的作用压头l各层散热器串联在供、回水干管之间。水顺次分配到各层散热器。立管作用压力只有一个： Ph =g h1 (1-g)+ g h2 (2-g) Pa l多层时： Pal单管立管水温计

38、算：l单管系统中，由各层散热器水温不同，产生垂直失调。NiiiiNigiihgHghP111)(hgNiigittQQtt重力循环双管热水供暖系统的作用压力l双管特点：各层散热器并联在供、回水干管之间。水同时分配到各层散热器。l上下层作用压力分别为： P1 =g H1 (h-g) P2 =g H2 (h-g)l上下层作用压力差： P2-1 =g h2 (h-g)0l上层作用压力大与下层作用压力，产生垂直失调。层数多，失调严重。机械循环热水采暖系统的作用压头l机械循环设置循环水泵，作用压力增加水泵扬程P： P=PP+Pg = PP+Pg.r +Pg.t l对整个管网，重力作用相对水泵扬程很小，忽

39、略， P=PPl对局部并联管路，高度不同，重力作用影响明显，应计算重力作用压力，最大值的2/3。 P=PP+Pg = PP+Pg.r +Pg.t 单管系统散热器的小循环l水在散热器内冷却，增加了通过散热器之路的流量，称为散热器的小循环作用压头。l散热器的进流系数：流入散热器的流量与立管流量之比，。与管径、管长、管道局部阻力有关。有关表格。单管立管水温计算l设供、回水温度为：ts、tr，各层散热器散热量：Q1、Q2QN。l立管热负荷：Q=Q1+ Q2+ + QN Wl立管流量：按立管负担的全部负荷计算：l沿水流方向流出第i层（组）散热器水温ti，立管流量按立管负担的i层散热器前负荷计算：l则流出

40、第i层（组）散热器水温 )(86. 0)(187. 46 . 3rsrsttQttQGL)(86. 0)(86. 0rssttQttQGiNiiiL)(rssttQQttNiiil单管系统中，由各层散热器水温不同，产生垂直失调。l单管跨越式系统散热器进出口水温计算： 1*tin= (1-)*tin+*tout 作用压力：NiiiiNigiihgHghP111液体管网水力计算的主要任务：R=f(d,G)l已知流量G和作用压力P，确定管径d；l已知流量G和管径d，确定作用压力P；l已知流量G，确定管径d和系统所需循环作用压力P；l已知管径d和允许压降P，确定流量G。l水力计算方法：等温降、不等温降

41、、等压降等温降水力计算法l不同的任务，方法略有不同。基本过程：l异程式水力计算：1、计算最不利环路水力计算从最不利环路（允许比摩阻最小的环路）开始。作用压力大小：P=P机械+P自然；已知环路总作用压力，先求平均比摩阻Rm：lPRlpj环路总作用压力足够或待定时，按经济比摩阻或经济流速。确定各管段的管径d及各项阻力Py、Pj。n个管段总压力损失为各管段阻力损失之和：njmlPlRP1)(2、计算富裕压力和富裕度3、其它立管环路不平衡率：各环路与最不利环路的计算压力损失相对差额，不应大于15%。管内流速不超过极限流速：避免噪声和振动。 民用建筑：1.5m/s； 生产厂房的辅助建筑：2.0m/s；

42、生产厂房：3.0m/s。系统总压力损失宜增加10%，以此确定系统必须的循环作用压力。同程式水力计算：l1、主计算环路（最远环路）l2、次计算环路l3、不平衡率l4、阻力平衡图l5、其它立管不等温降水力计算法l符合阻力平衡原理，消除不平衡率。l减轻不平衡率方法：不等温降法等温降从近立管开始计算同程式布置1.等压降法l水力失调：流量偏离设计要求l热力失调：热量及室温偏离设计要求。l调节方法：初调节运行调节：质调节、量调节、质量流量调节、间歇调节。(一)特点1. 蒸汽在散热设备中从蒸汽冷凝成凝结水，从气相变成液相，在此过程中放出汽化潜热；而热水在散热器中只有温度降低，无相态变化;2. 同样质量流量的

43、蒸汽比热水携带的热量高出许多,对同样的热负荷，蒸汽供热时所需的蒸汽质量流量比热水流量少很多;3. 蒸汽和凝结水在系统管路内流动时，其状态参数变化较大,随着压力的降低，凝水部分会重新汽化，形成“二次蒸汽”，造成蒸汽供暖系统设计和运行管理出现困难；4.散热设备的热媒温度为蒸汽压力对应的饱和温度，比一般热水供暖系统热媒的温度高，散热器的面积少于热水供暖系统。但散热器表面温度高，易烧烤散热器上方的有机灰尘，产生异味，卫生条件不佳，因此限制了蒸汽供暖系统在民用建筑中的使用。5.由于蒸汽供暖系统间歇工作，管内蒸汽、空气交替出现，加剧了管道内壁的氧化腐蚀，尤其是凝结水管，腐蚀更快，使用寿命比热水系统要短；6

44、.蒸汽具有比容大、密度小的特点，不会在系统中产生很大的水静压力，对设备的承压要求不高；7.蒸汽供暖系统供汽时热得快，停汽时冷得也快，适合于间歇运行的用户，如会议厅、剧院等。（二）分类按照供汽压力的大小，分为：低压蒸汽供暖系统：供汽的表压力 70Kpa时；高压蒸汽供暖系统：供汽表压力 70Kpa时；供汽压力降低时，蒸汽的饱和温度也降低，凝水的二次汽化量少，运行较可靠，卫生条件也得以改善；在民用建筑中，蒸汽供暖系统的压力应尽可能降低。低压蒸汽双管供暖系统（如图所示）蒸汽干管敷设在房间的天棚内或天棚下；与热水供暖系统相比，有以下几点不同： 供暖干管的坡向沿流向顺坡，坡度宜采用0.002 0.003，

45、进入散热器支管的坡度为0.010.02；依靠蒸汽压力把积存于管道内、散热器内的空气赶至凝水管，再由凝水管经凝结水箱排入大气中；蒸汽在管道中流动时有凝结水产生，散热器中也产生大量凝结水，必须及时排除。除了管道坡度、坡向要求外，还要在必要的地方装疏水器。蒸汽双管上供下回供暖系统疏水器：阻隔管路中的蒸汽，而让凝结水很容易通过；在干管的最低点及管路设备的末端，应设疏水器，使凝结水能顺利地返回锅炉房，减少能量损失；散热器内积存有空气时，就有蒸汽、空气、水三种物质共存，并按密度的大小依次积聚在不同的位置：凝结水积在下部；空气比蒸汽重，在中间；蒸汽最轻在上部，（如图所示）；依靠散热器上的放气阀，难以排除其中

46、的空气。排气阀(a)(b)空气蒸汽在散热器中的放热（a）正常运行 （b）中间存有空气 高压蒸汽供暖系统一般均采用双管上供下回系统；蒸汽的压力及温度都较高，凝结水在经疏水器减压后，很容易产生二次汽化，使得凝水回收困难；在相同热负荷下，高压蒸汽供暖系统的管径和散热器参数，都小于低压蒸汽供暖系统，有较好的经济性；由于温度高，使得房间的卫生条件差，并容易烫伤人，因此一般只在工业厂房中使用。蒸汽供暖系统的回水方式： 重力回水：（如图所示）当锅炉蒸汽压力较低，如1030Kpa时，可以把锅炉安装在地下室，利用疏水阀后管道与炉内水面的高差，让凝结水靠自重流向锅炉，不用水泵和电力，但锅炉房需放在很深的地下室。重

47、力回水低压蒸汽供暖系统图上 水排 水i0.003i0.005断面是锅炉水位，为锅炉压力的水柱高度，水柱可达到断面。凝水回水干管末端应高出断面200250mm，锅炉安装深度应按此要求确定；重力回水开始运行时，系统里的空气可以通过凝结水管末端所连的空气管排入大气；系统停止运行时，系统中的剩余蒸汽逐渐冷却变成凝结水，由于体积的收缩，在管道和散热器内要产生真空，空气可顺着凝结水管吸入。顺利地吸入空气可以防止空气从丝扣连接处渗入 机械回水（如图所示）如果不能设置地下室，但疏水器后面的高度还可以使凝结水自流回锅炉房时，可以让凝结水自流到锅炉房的凝结水箱，再用水泵打入锅炉；蒸汽余压式 在高压蒸汽系统中，疏水

48、器后面留有一定的余压，把凝结水和蒸汽的混合物，一起压入锅炉房凝结水箱。该系统布置与机械回水相同。凝水蒸汽1423i0.005i0.003机械回水低压蒸汽供暖系统示意图1-低压恒温式疏水器2-凝水箱3-空气管 4-凝水泵供热锅炉及锅炉房供热锅炉及锅炉房一锅炉：一锅炉：1锅炉是供热之源，锅炉及锅炉房设备的任务，在锅炉是供热之源，锅炉及锅炉房设备的任务，在于安全，可靠，经济，有效地把燃料的化学能转化于安全，可靠，经济，有效地把燃料的化学能转化为热能，进而将热能传递给水。以生产热水或蒸汽。为热能，进而将热能传递给水。以生产热水或蒸汽。锅炉生产的蒸汽或热水，通过热力管道，输送至用户，锅炉生产的蒸汽或热水

49、，通过热力管道，输送至用户，以满足生产工艺，供暖，生活的需要。以满足生产工艺，供暖，生活的需要。蒸汽锅炉生产出来的蒸汽可：蒸汽锅炉生产出来的蒸汽可： 作为式质，将热能转变为机械能，以产生动力。作为式质，将热能转变为机械能，以产生动力。作为载体，为工业生产和采暖、通风提供所需热作为载体，为工业生产和采暖、通风提供所需热能。能。3 3动力锅炉：用于动力，发电的锅炉，一般提供高动力锅炉：用于动力，发电的锅炉，一般提供高温、高压蒸汽。温、高压蒸汽。供热（工业）锅炉：用于工业及采暖方面的锅炉。压供热（工业）锅炉：用于工业及采暖方面的锅炉。压力不需很高。力不需很高。4 4蒸汽及热水锅炉的不同点：蒸汽及热水

50、锅炉的不同点：蒸汽锅炉的工作过程：蒸汽锅炉的工作过程： 燃料的燃烧燃料的燃烧 烟气向烟气向水的传热过程水的传热过程 水的汽化受热过程。水的汽化受热过程。热水锅炉：不同点在于没有水的汽化过程。热水锅炉：不同点在于没有水的汽化过程。二锅炉结构：二锅炉结构：SHLSHL型的简介：型的简介：SHLSHL型汽锅的介绍：型汽锅的介绍：S S双筒：双筒：H H横置，横置，L L：链条：链条汽锅：上锅筒，下锅筒，管束，水冷壁，（集箱，汽锅：上锅筒，下锅筒，管束，水冷壁，（集箱，下降管）下降管）炉子：煤斗，炉排，炉膛，除渣板，送风装置炉子：煤斗，炉排，炉膛，除渣板，送风装置附加受热面：蒸汽过热器，空气预热器，省

51、煤器附加受热面：蒸汽过热器，空气预热器，省煤器（用于预热进水）（用于预热进水）保证安全，经济、运行的：安全阀，水位表，高保证安全，经济、运行的：安全阀，水位表，高低水位报警器，压力表，排污阀，止回阀等低水位报警器，压力表，排污阀，止回阀等热水：放气阀，温度表热水：放气阀，温度表特性参数：蒸发量，蒸汽锅炉，产汽量特性参数：蒸发量，蒸汽锅炉，产汽量t/ht/h，额定蒸，额定蒸发量：通常发量：通常0.10.165t/h65t/h，产气压力及温度（允许工，产气压力及温度（允许工作压力作压力产气压力）产气压力）锅炉受热面：汽锅和附加受热面等与烟气接触的金属锅炉受热面：汽锅和附加受热面等与烟气接触的金属表面积表面积烟气与水进行热交换的表面积。烟气与水进行热交换的表面积。三锅炉房位置的确定及对建筑设计的要求三锅炉房位置的确定及对建筑设计的要求1 1锅炉房位置：恰当以便占地最小，室外管网最短，锅炉房位置：恰当以便占地最小，室外管网最短，在锅炉房所在的区域中，除锅炉房本身的建筑物外，在锅炉房所在的区域中，除锅炉房本身的建筑物外，尚有其它建筑物，料堆等，这些都是与锅炉房密切尚有其它建筑物，料堆等，这些都