导论第四章(20160330)

1、 第四章第四章 建筑供暖工程建筑供暖工程本章主要学习本章主要学习n1 建筑供暖系统的分类与组成建筑供暖系统的分类与组成n2 热水供暖系统热水供暖系统n3 其它供暖系统其它供暖系统（蒸汽、热风、电暖）（蒸汽、热风、电暖）n4 建筑供暖施工图的识读建筑供暖施工图的识读 第一节第一节 建筑供暖系统的分类与组成 建筑供暖系统建筑供暖系统：为维持建筑物室内所需温度，而向其供：为维持建筑物室内所需温度，而向其供给热量，为此设置的管道、设备等工程设施的总称。其给热量，为此设置的管道、设备等工程设施的总称。其任务是满足人们任务是满足人们冬季正常冬季正常的生活和生产。的生活和生产。 一、一、供暖供暖系统的分类系

2、统的分类 热水供暖热水供暖n1、按供暖系统中、按供暖系统中热媒热媒的不同的不同 蒸汽供暖蒸汽供暖 热风供暖热风供暖 电供暖电供暖 n2、按供暖系统、按供暖系统散热方式散热方式的不同的不同 对流供暖（暖气片、热风）对流供暖（暖气片、热风） 辐射供暖辐射供暖 （地板、屋顶）（地板、屋顶） 分散供暖：单户家庭分散供暖：单户家庭n3、按供暖系统的、按供暖系统的作用范围作用范围不同不同 集中供暖：一栋或数栋集中供暖：一栋或数栋 区域供暖：街区或城区区域供暖：街区或城区 散热器供暖散热器供暖n4、按供暖系统、按供暖系统末端散热设备末端散热设备的不同的不同 风机盘管供暖风机盘管供暖 地板（屋顶）盘管供暖地板

3、（屋顶）盘管供暖 二、供暖系统的组成二、供暖系统的组成n 通常有三大大组成：通常有三大大组成：热源、热网、热用户热源、热网、热用户。 1、热源热源：热电厂、锅炉房、工业余热、低温核反应堆。：热电厂、锅炉房、工业余热、低温核反应堆。 2、热网热网：输送热媒的管网系统。热媒通常为循环使用，：输送热媒的管网系统。热媒通常为循环使用，故管网均为两根管路（供水管、回水管）。故管网均为两根管路（供水管、回水管）。 3、热用户热用户：指室内供暖管道和末端散热设备。：指室内供暖管道和末端散热设备。 第二节第二节 热水供暖系统热水供暖系统本节介绍本节介绍 1、热水供暖的基本类型、热水供暖的基本类型 2、分户供暖

4、、分户供暖 3、地板辐射供暖、地板辐射供暖 4、高层建筑热水供暖、高层建筑热水供暖5、常用供暖管材、常用供暖管材 6、常用供暖设备、常用供暖设备 一、热水供暖系统的基本类型一、热水供暖系统的基本类型 n1、按循环动力、按循环动力 重力循环供暖系统重力循环供暖系统 2、按供回水方式、按供回水方式 单管系统单管系统 机械循环供暖系统机械循环供暖系统 双管系统双管系统 重力循环供暖系统重力循环供暖系统 机械循环供暖系统机械循环供暖系统 一、热水供暖系统的基本类型一、热水供暖系统的基本类型n3、按管道敷设方式、按管道敷设方式 垂直式系统垂直式系统 水平式系统水平式系统n4、按热水温度、按热水温度 低温

5、水供暖系统低温水供暖系统 tg100 高温水供暖系统高温水供暖系统 tg100 二、分户供暖二、分户供暖 概念：概念：在一栋建筑物的一个单在一栋建筑物的一个单元内，在竖向共用立管上逐户接元内，在竖向共用立管上逐户接出分户独立循环的供暖系统。目出分户独立循环的供暖系统。目前民用建筑中广泛采用，目的是前民用建筑中广泛采用，目的是能够方便地逐户控制（便于收取能够方便地逐户控制（便于收取热费）。热费）。 分户供暖的特点分户供暖的特点： 1、便于管理、便于管理-缴费开，欠费闭缴费开，欠费闭 2、能够实现分户用热计量、能够实现分户用热计量 3、热力工况和水力工况比较稳定、热力工况和水力工况比较稳定 1、热

6、计量表、热计量表 2、分水器、分水器 3、集水器、集水器 4、末端散热设备、末端散热设备（暖气片、盘管）（暖气片、盘管）5、调节阀、调节阀 6、锁闭阀、锁闭阀 7、共用立管（设置在管井中）。、共用立管（设置在管井中）。 n20世纪世纪80年代，塑料工业技术取得重大突破年代，塑料工业技术取得重大突破PP-R（聚丙（聚丙烯）管材和烯）管材和PE-X（交联聚乙烯）管材诞生并批量化生产，（交联聚乙烯）管材诞生并批量化生产，在建筑结构内埋设供暖管得以广泛应用。在建筑结构内埋设供暖管得以广泛应用。 三、地板辐射供暖三、地板辐射供暖 地板辐射供暖集水与分水装置地板辐射供暖集水与分水装置 地板辐射供暖盘管地板

7、辐射供暖盘管 （一）主要优点（一）主要优点（6 6大方面）大方面） n 1、舒适性好舒适性好热从脚下来。热从脚下来。n 2、无微尘、无异味无微尘、无异味与对流散热方式相比。与对流散热方式相比。n 3、无噪声无噪声与对流暖器中水流声，风机盘管中风机与对流暖器中水流声，风机盘管中风机噪声相比。噪声相比。 n 4、节省面积节省面积-比散热器系统增加建筑面积比散热器系统增加建筑面积2-3% 。n 5、高效节能高效节能所需热媒温度低（所需热媒温度低（tg / th=40/30），相），相同热舒适条件下，室温（同热舒适条件下，室温（tn）可降低）可降低2-3，节能，节能10%以上。以上。n6、使用寿命长使

8、用寿命长-相对于金属散热器和管道，塑料管耐相对于金属散热器和管道，塑料管耐久可与建筑物同寿命。久可与建筑物同寿命。（二）主要缺点（二）主要缺点（4 4大方面）大方面）n 1、使用前提：节能建筑。、使用前提：节能建筑。 -老校区非节能建筑老校区非节能建筑n 2、为铺设盘管，需增加层高（、为铺设盘管，需增加层高（60-80mm），增加地），增加地面荷载。面荷载。 n 3、需要一次性装修到位。、需要一次性装修到位。 n 4、热媒输送能耗较大。依据热平衡方程、热媒输送能耗较大。依据热平衡方程 Q=CMt 散热器散热器t=25 （ tg / th=75/50） 地板盘管地板盘管t=10 （ tg / t

9、h=40/30） 【注注】相同热负荷下，地板盘管热媒温差小（相同热负荷下，地板盘管热媒温差小（t），故需），故需大流量（大流量（M），），热热媒输送管道截面也大，输送能耗就大。媒输送管道截面也大，输送能耗就大。 （三）地板盘管的做法三）地板盘管的做法 铺管作业铺管作业 集水集水/分水器组装分水器组装 地面完工地面完工 四、高层建筑热水供暖系统四、高层建筑热水供暖系统 n我国将我国将高度超过高度超过24米或米或层数超过层数超过10层层的建筑称的建筑称为高层建筑。高层建筑为高层建筑。高层建筑中的供暖系统如果不分中的供暖系统如果不分区会导致：区会导致： 1、巨大的静水压力造成底层、巨大的静水压力造成

10、底层设备压坏；设备压坏； 2、 严重的严重的“垂直失调垂直失调” ： 热力失调热力失调-冷热不均；冷热不均； 水力失调水力失调-短路循环。短路循环。 高层分区式热水供暖系统图高层分区式热水供暖系统图 五、热水供暖管材五、热水供暖管材n1、钢管、钢管 焊接钢管焊接钢管 （室外）（室外） 无缝钢管无缝钢管 【注注】钢管一般用于室外（直埋）和室内干管、立管。钢管一般用于室外（直埋）和室内干管、立管。 n2、塑料管、塑料管 聚乙烯（聚乙烯（PE）；）； （室内）（室内） 聚丙烯（聚丙烯（PP-R）；）； 交联聚乙烯（交联聚乙烯（PE-X） 供热管道直埋安装供热管道直埋安装 聚氨酯发泡保温供热钢管聚氨酯

11、发泡保温供热钢管 n3、供暖管道的防腐、保温及热补偿、供暖管道的防腐、保温及热补偿 供热管道的热补偿供热管道的热补偿 五、热水供暖管材五、热水供暖管材六、热水供暖设备六、热水供暖设备 n1、散热器、散热器 铸铁：耐腐蚀，热惰性好，不美观；铸铁：耐腐蚀，热惰性好，不美观； 钢制：美观体轻，耐腐蚀和热惰性较差；钢制：美观体轻，耐腐蚀和热惰性较差； 铝制：同钢制。铝制：同钢制。 铸铁散热器铸铁散热器 钢制散热器钢制散热器 n2、膨胀水箱：、膨胀水箱：2个必备管道个必备管道-膨胀管和循环管膨胀管和循环管 n3、排气装置、排气装置 ： 集气罐集气罐 自动排气阀自动排气阀 【注注】热水供暖系统排气非常重要

12、热水供暖系统排气非常重要 六、热水供暖设备六、热水供暖设备 膨胀水箱与系统的连接膨胀水箱与系统的连接 1膨胀管；膨胀管；2循环管；循环管；3加热器；加热器；4水泵；水泵；5水箱水箱 自动排气阀自动排气阀 集气罐集气罐 第三节第三节 其它供暖系统其它供暖系统 蒸汽供暖、热风供暖、电供暖蒸汽供暖、热风供暖、电供暖。一、蒸汽供暖一、蒸汽供暖1、蒸汽供暖的概念、蒸汽供暖的概念：热媒采用水蒸气热媒采用水蒸气n水蒸气水蒸气-相变（放出汽化热、温度不变）相变（放出汽化热、温度不变）-凝结水凝结水 蒸汽供暖蒸汽供暖-潜热供暖潜热供暖（Q=Mr） r-水蒸气的汽化潜热水蒸气的汽化潜热 热水供暖热水供暖-显热供暖

13、显热供暖（Q=CMt） n2、蒸汽供暖的分类、蒸汽供暖的分类 低压蒸汽供暖低压蒸汽供暖 Pg70KPa 高压蒸汽供暖高压蒸汽供暖 Pg70KPa 真空蒸汽供暖真空蒸汽供暖 PgPa（大气压）（大气压） 一、蒸汽供暖一、蒸汽供暖 n3、蒸汽供暖系统的组成及工作原理、蒸汽供暖系统的组成及工作原理一、蒸汽供暖一、蒸汽供暖n4、疏水器：自动阻止、疏水器：自动阻止蒸汽流出，而让凝结水蒸汽流出，而让凝结水迅速排出。迅速排出。 n工作原理工作原理: 波纹管中装有波纹管中装有受热易于蒸发的液体，蒸受热易于蒸发的液体，蒸汽流过时受热蒸发膨胀，汽流过时受热蒸发膨胀，波纹管伸长带动锥形阀堵波纹管伸长带动锥形阀堵住小

14、孔，直至蒸汽凝结成住小孔，直至蒸汽凝结成水后，波纹管收缩，阀孔水后，波纹管收缩，阀孔打开，排出凝水。打开，排出凝水。 恒温式疏水器恒温式疏水器 一、蒸汽供暖一、蒸汽供暖 n 5、汽暖和水暖的比较、汽暖和水暖的比较 n（1）相同热负荷（）相同热负荷（Q）下，汽暖所需散热器的面积小，造价低）下，汽暖所需散热器的面积小，造价低 Q=KFt= KF（tp-tn） 热水热水 75/50 tp=62.5 蒸汽（蒸汽（200 KPa）tp=133.5 n（2）相同）相同Q下，汽暖所需热媒流量少，系统小，造价低。下，汽暖所需热媒流量少，系统小，造价低。 Q=CMt 热水热水 4.1825=104.7KJ/ 蒸

15、汽（蒸汽（200 KPa）=2164KJ/ n（）蒸汽密度小（）蒸汽密度小 没有高层水暖中的水静压力没有高层水暖中的水静压力 流速快，加热无滞后流速快，加热无滞后 根据质量守恒（连续方程）相同流量根据质量守恒（连续方程）相同流量（小大）小大） 一、蒸汽供暖一、蒸汽供暖 n5、汽暖和水暖的比较、汽暖和水暖的比较 n（）汽暖系统中的热媒为（）汽暖系统中的热媒为“两相流动两相流动”，系统设计复杂，系统设计复杂，运行维护较难。运行维护较难。 散热设备表面温度高易烫伤。散热设备表面温度高易烫伤。n（）蒸汽热惰性小（）蒸汽热惰性小“来得快，走得快来得快，走得快”。 n（）汽暖沿途产生凝结水，导致水击，震动

16、噪声。（）汽暖沿途产生凝结水，导致水击，震动噪声。 n（）汽暖设备和管道易腐蚀，易损坏，寿命短。（）汽暖设备和管道易腐蚀，易损坏，寿命短。 【注注】由于（）（）条，由于（）（）条，蒸汽供暖不适于民用建筑蒸汽供暖不适于民用建筑。 n二、热风供暖二、热风供暖热空气做热媒热空气做热媒 n 1、系统分类：、系统分类： （1）全面送风）全面送风 （2）局部送风（暖风机）局部送风（暖风机） （3）末端风机盘管送风）末端风机盘管送风 全面送风供暖全面送风供暖 二、热风供暖二、热风供暖 1、系统分类：、系统分类： （2）局部送风（暖风机）局部送风（暖风机） 轴流式轴流式 离心式离心式 NC型轴流式暖风机型轴流

17、式暖风机 NBL型离心式暖风机型离心式暖风机 二、热风供暖二、热风供暖 1、系统分类：、系统分类： （3）风机盘管系统）风机盘管系统 风机盘管系统原理图风机盘管系统原理图 风机盘管安装风机盘管安装 二、热风供暖二、热风供暖 n2、风暖和水暖的比较、风暖和水暖的比较 n（1）相同热负荷（）相同热负荷（Q）下，需要）下，需要大风量大风量。Q= CpVt 。 质量（质量（）相差）相差1000倍倍 热容量（热容量（Cp）相差）相差4倍倍 【注注】北方地区风暖仅作为热水供暖的补充北方地区风暖仅作为热水供暖的补充商场、车间等。商场、车间等。 n（2）送热风的同时，还能）送热风的同时，还能通风换气通风换气，

18、甚至调节湿度，实现（，甚至调节湿度，实现（tn，n）调节调节-属于空调范畴。属于空调范畴。 n（3）风系统可实现）风系统可实现冬季供暖、夏季供冷冬季供暖、夏季供冷。 n（4）风机、风管）风机、风管噪声大噪声大，只适合于工厂、商场。家庭或宾馆的风机盘，只适合于工厂、商场。家庭或宾馆的风机盘管采用特制管采用特制低噪风机低噪风机。 【注注】光电信息学院光电信息学院：教学楼采用风机盘管供暖：教学楼采用风机盘管供暖/供冷，宿舍采用热水集中供暖。供冷，宿舍采用热水集中供暖。 n三、电采暖三、电采暖 n1、概念：、概念：直接用电来加热发热体，使其向室内散热的供直接用电来加热发热体，使其向室内散热的供 暖方式

19、。暖方式。 【注注】发热体发热体 固体发热体固体发热体-发热面板、线缆、电阻丝发热面板、线缆、电阻丝 液体发热体液体发热体-导热油导热油 n2、电是怎么来的？、电是怎么来的？火电、水电、核电、风电、光伏、生火电、水电、核电、风电、光伏、生物质电、垃圾发电。物质电、垃圾发电。 燃煤发电：燃煤发电： “三北三北”地区占地区占90%以上以上 燃气发电燃气发电 ：京津地区约占：京津地区约占30% 我国我国“十三五十三五”规划：清洁能源发电提高到规划：清洁能源发电提高到15%以上。以上。 三、电采暖三、电采暖 3、电采暖系统、电采暖系统n系统流程系统流程：城市电网：城市电网 校区高压柜校区高压柜 变压器

20、变压器 低压柜低压柜 15个个 16台台 42个个各建筑物总配电柜各建筑物总配电柜 各楼层配电箱各楼层配电箱 末端末端 电暖器电暖器11300个个 120个个 718个个 控制箱控制箱2900个个n我校电采暖总参数我校电采暖总参数：配置总功率约：配置总功率约28MW 教学区教学区11679KW 宿舍区宿舍区16412KW 变压器总容量约变压器总容量约18000KVA n大规模电采暖供电与日常供电分开，夏季停运大规模电采暖供电与日常供电分开，夏季停运。 三、电采暖三、电采暖n4、电采暖设备（、电采暖设备（1）碳晶发热板电暖器）碳晶发热板电暖器 功率可控（分三档）功率可控（分三档）碳碳晶晶发发热热

21、板板 碳碳晶晶板板式式电电暖暖器器 三、电采暖三、电采暖n4、电采暖设备、电采暖设备 （2）电热线缆）电热线缆发热电缆线发热电缆线 地热电缆的埋设地热电缆的埋设 n三、电采暖三、电采暖 n5、电采暖与其它供暖方式的比较：、电采暖与其它供暖方式的比较：n适用条件适用条件 应用前提：节能建筑。应用前提：节能建筑。 适宜场合：学校、厂房、场馆等。适宜场合：学校、厂房、场馆等。 n （1）学校教室等夜间可低温运行，周末和假期可大面积低温运行。）学校教室等夜间可低温运行，周末和假期可大面积低温运行。n（2）加热时可快速提升室温，不需要时可随时关闭，水暖无法做到。）加热时可快速提升室温，不需要时可随时关闭

22、，水暖无法做到。 n（3）通过灵活方便的调节或缩短运行时间达到节能和节约运行费用。）通过灵活方便的调节或缩短运行时间达到节能和节约运行费用。n（4）北方最寒冷的尖峰时期（每年）北方最寒冷的尖峰时期（每年1-2月份）是寒假。月份）是寒假。 n（5）电采暖易实现）电采暖易实现“行为节能行为节能”，在学校类建筑中运行费用低，初投，在学校类建筑中运行费用低，初投资与集中供热相当，无传统水暖的资与集中供热相当，无传统水暖的“跑冒滴漏跑冒滴漏”，节省水资源，降低，节省水资源，降低区域烟尘污染。区域烟尘污染。 n三、电采暖三、电采暖 n5、电采暖与其它供暖方式的比较：、电采暖与其它供暖方式的比较：n 我校电采暖与热水集中供热的比较我校电采暖与热水集中供热的比较 初投资初投资 运行费运行费 折标煤耗折标煤耗 （万元）（万元） （元（元/） （吨（吨/年）年）电采暖电采暖 4864.57 居住居住 29