供热工程基本概念

1、1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.1.2.3.4.供热工程第一章室内供暖系统设计热负荷供暖系统热负荷：指在某一室外温度t下，为达到要求室内温度t,供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热wn量供暖系统设计热负荷：是指在设计室外温度t'下，为达到要求的室内温度t,供暖系统在单位时间内向建wn筑物供给的热量Q'失热量包括：围护结构传热耗热量、冷风渗透毛热量、冷风侵入耗热量、太阳辐射热量Q'=Q'+Q'+Q'+Q'1j1X23基本耗热量Q'是指在设计条件下，通过房间各部分围护结构(门、窗、墙、地板、屋顶等)从

2、室内传到室外的稳定传热量的总和附加(修正)耗热量Q'是指围护结构的传热状况发生变化而对基本耗热量进行修正的耗热量。包括风1X力附加、外门附加、和朝向修正等耗热量围护结构基本耗热量计算：q'=KF(t-t')anw室内计算温度tn：室内计算温度是指距地面2m以内人们活动地区的平均空气温度供暖室外计算温度t'：不保证天数法w温差修正系数a值：a=(tt)/(tt')nhnw.围护结构传热系数K均质多层：空气间K查表，地面K用地带法R0十+工朝向修正：北、东北、西北010%；东南、西南T0%-15%东、'西-5%；南-15%-30%风力修正：极高建筑5

3、-10%高度修正：高度大于4m,没高出1m附加2%冷风渗透耗热量Q'2:a) 缝隙法：Q'=0.278VpC(t-t')2wpnwb) 换气法：Q'=0.278nVCp(t-t')2knpwnw冷风侵入耗热量q'3a)Q=xq'外门基本好耗热量，一65n二80n三60n公共500，n楼层数mm1j(m围护结构最小传热阻与经济传热阻a) 满足：使用、卫生、经济要求，墙不能结露，人不能受辐射过多，不产生不舒适感b) 确定围护结构传热阻时，围护结构内表面温度是一个主要约束条件c) 步骤：计算RO,热惰性指标D,选结构和Twe取值，计算ROmin

4、，比较经济传热阻：在规定年限内，使建筑物的建造费用和经营费用之和最小的围护结构传热阻a)b)c)d)1a_i+入，a1R+R+RniV=Lln(m3/h)总空气量R0.mina(t-t)nw.eAtyRn第二章室内供暖系统末端装置散热器评价指标：热工性能：传热系数K经济：金属热强度：散热器内热媒平均为年度与室内空气温度差1度时，每千克质量散热器单位时间散热安装、使用、制造要求卫生及美观要求使用寿命要求a)b)c)d)e)分类：铸铁、钢制a)铸铁：优：结构简、防腐好、寿命长、热稳定；缺：金属耗量大、热强度低散热器计算：计算前提：供暖系统设计热负荷=散热器的散热量散热面积：F二一岸热媒平均温度t二

5、C+1)/2，当蒸汽表压力W0.03MPa时，tpj取Kt-t123pjsgshpjn等于100°C；当蒸汽表压力0.03MPa时,tpj取与散热器进口蒸汽压力相应的饱和温度传热系数：当散热器内热媒平均温度Tpj与室内气温Tn相差1度时，每1m2散热器面积所放出的热量，散热性能标志，w/(m2.°C)B1：组装片数修正系数，B2：连接形式修正系数，B3:安装形式修正系数K=a)b)c)d) e)片数n=F/fS0"+妥+广暗装时要考虑修正系数B4水空气散热器布置原则：安装在外墙的窗台下两道外门之间不准设置散热器防冻裂散热器一般应明装在垂直单管或双管热水供暖系统中，

6、同一房间的两组散热器可以串联连接；贮藏室、盥洗室、厕所和厨房a)b)c)d)等辅助用室及走廊的散热器，可同邻室串联连接。两串联散热器之间的串联管直径应与散热器接口直径相同，以便水流畅通。e) 在楼梯间布置散热器，应尽量布置在底层或按一定比例分布在下部各层f) 片数要求：二柱(M132型)一一20片；柱型(四柱)一一25片；长翼型一一7片5. 钢制辐射板a) 钢制辐射板的散热量，包括辐射散热和对流散热两部分tt-b) Q二Q+QQ=dF(t-1)Qf八C秒F(1-r)4-(矿)4c) 辐射板的散热主要以辐射方式将热量传给房间，同时也伴随着对流散热L100100第三章室内热水供暖系统1. 供暖系统

7、的组成：加热设备，散热设备、供回水管道、膨胀水箱2. 分类：循环动力：重力机械；供回水方式：单管双管；管道敷设方式：垂直水平；热媒温度：高温水低温水3. 重力循环热水系统a) 作用动力：重度差；作用压力：AP=P右一P左=gh(phpg)b) 双管系统：AP1=gh1(phpg)AP2=g(h1+h2)(phpg)=API+gh2(phpg)，上层压力大下层小，易垂直失调c) 单管系统：AP=工gHi(pi-pi+1)=Eghi(pi-pg)ph=p1d) 串联N组水温：ti=tg-0.86工Q'(tg-th)/工Qe) 总重力循环作用压力P=AP+APfAPf管道内水冷却产生的重力循

8、环作用压力4. 机械循环：与重力循环差别：设置循环水泵，靠水泵的机械能，使水在系统中强制循环5. 分户采暖形式：水平单管串联式、水平单管跨越式、水平双管同程式、水平双管异程式、水平网程式6. 膨胀水箱作用：定压、排气、容纳多余水；一般定压在吸入口第四章室内热水供暖系统的水力计算1.2.3.4.5.6.7.水力计算目的：确定计算管段的管径，保证流量为设计值，保证散热器散热量。X=f(Re,e)层流Re2320,仅Re,水里光滑区(k)过渡区(Re,k)粗糙区(K)室内一般K=0.2mm，室外一般K=0.5mm九Pv2GG,九G2R=v=-m/sR=6.25xlO-8Pa/md236oo型.p90

9、0加2ppd54能量损失：AP二AP+AP二Rl+APa) 局部阻力法：沿程损失转变为局部损失AP=Rl+AP=(色l+工g)P"2=卜l+工g)G2AP=AgG2=sG2jd29002兀2d42pdzh=A(gd+g)G2=AghG2s管段的阻力特性数(简称阻力数)，Pa/(kg/h)2dzhb) 当量长度法：局部损失折合为管段的沿程损失X=Rl=：l竺l=Ygdddd2d重力循环双管水力计算(例4-1)a) 作用压力：AP=AP+APf=gH(p-p)+AP最不利环路：最远、G最大、阻力最大b) 室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务和方法i. 按已知系统各管段的流量和系统的循环

10、作用压力(压头)，确定各管段的管径。ii. 按已知系统各管段的流量和各管段的管径，确定系统所必须的循环作用压力(压头)。iii. 按已知系统各管段的管径和该管段的允许压降，确定通过该管段的水流量机械循环单管水力计算(例4-2)与重力计算相比较a) 机械循环系统的作用压力比重力循环系统大得多，系统的管径就细很多。b) 机械循环系统供回水干管的R值选用较大，系统中各立管之间的并联环路压力平衡较难c) 机械循环系统的作用半径较大，异程式布置，近热远冷的水平失调现象难以避免。8.避免环路不平衡方法：a) 供、回水干管采用同程式布置b) 仍采用异程式系统，但采用“不等温降”方法进行水力计算c) 仍采用异

11、程式系统，采用首先计算最近立管环路的方法。第六章集中供热系统的热负荷1. 热负荷分类：a) 季节性热负荷：供暖、通风、空调调节系统的热负荷是季节性热负荷。决定因素是室外温度b) 常年性热负荷：生活用热。与气候调节关系不大2. 采暖房间详细计算，建筑、城市集中热负荷概算3. 供暖设计热负荷是城市集中供热系统中最主要的热负荷4. 供暖设计热负荷概算：a) 体积热指标法：Q'=qV(t-t')X10-3kW体积热指标qv决定因素：建筑物围护结构及外形nvwnwb) 面积热指标法：Q'二qFXlO-3kWnfc) 城市规划指标法5. 通风设计热负荷概算：a) 通风热负荷在供暖季

12、节中，加热从室外进入的新鲜空气所耗的热量，称为通风热负荷。通风热负荷是季节性热负荷。b) 通风体积热指标法：Q'=qV(t-t')X10-3kW用于详细计算.ttwnwt.c) 百分数法：对民用建筑，Q'=KQ'kW,k一般取0.3-0.5,用于估算ttn6. 生活用热的设计热负荷：热水供应用热7. 生产工艺热负荷、空调设计热负荷第八章集中供热系统1. 组成：热源、热网、热用户2. 分类：热媒不同：热水、蒸汽；热源：热电厂、区域锅炉房；供热管道：单管制、双管制、多管制热源数量：单一热源、多热源联合；加压泵数量：单一网路循环泵、分布式加压泵3. 热水集中供热系统a

13、) 闭式系统：热网的循环水仅放出热量，而不损失水量b) 开式系统：热网的循环水部分或全部从热网中取出，直接用于生活或生产c) 连接方式：i. 直接连接：用户系统直接连接与热水网路上ii. 间接连接：供暖系统热用户与热水网路被表面水水换热器隔离，形成两个独立系统d) 闭式供暖系统(热网供回水温度tg'th'与热用户供回水温度tgth,管网自用压差P'与用户压力损失P)i. 无混合装置直接连接：最简单、造价低tg'=tg,th'=thP'APii. 装水喷射器的直接连接：构造简单、运行可靠、网路系统的水力稳定性好tg'>tg，th

14、9;=thAP'28APiii. 装混合水泵的直接连接：优：集中管理大范围调节，缺：造价高、耗能高，tg'>tg,th'=thAP'才8APiv. 间接连接：优：水力稳定性好，缺：造价高、需维护，tg'>tg,th'=th压力不匹配e) 通风系统连接f) 闭式热水供应系统无水箱连接、装设上部储水箱连接、装设容积式换热器连接、装设下部储水箱g) 开式热水供应系统i.特点：用户的热水供应用水直接取自热水网路的热水供热系统。供暖和通风热用户系统与热水网路的连接方式，与闭式热水供热系统完全相同ii.方式：无储水箱、上部储水箱、与上水混合h)

15、闭式与开式系统优缺点：i.闭式补水少，开式补水大以致费用多ii.闭式水质稳定、开式水质不稳定iii. 闭式设备多管理复杂、开式设置简单节省基建投资iv. 开式利用低位热能好于闭式第九章热水网路水力计算和水压图(一定参考输配)1. 水压图目的：清晰表示各点压力2. 水压图理论基础：伯努利能量方程3. 水压图重要概念(即用途)：a) 利用水压曲线，可以确定管道中任何一点的压力(压头)值，管道中任意点的压头卩=该点测压管水头高度减去该点所处的位置标高Z(m)b) 利用水压曲线，可表示出各管段的压力损失值，管道中任意两点的测压管水头高度之差等于水流过该两点之间的管道压力损失值。c) 根据水压曲线的坡度，可以确定管段的单位管长的平均压降的大小。d) 热水管路系统是一个水力连通器，只要已知或固定管路上任意一点的压力，其他点压力就确定4. 热水网路压力状况的基本技术要求不超压、不汽化、不倒空、不抽空、压力满足要求5. 绘制水压图步骤a）以网络循环水泵的中心线的高度为基准面，在横、纵坐标上做出距离、标高刻度b）静水压线，要求：不超压、不汽化、不倒空c）回水管动水压曲线，要求：不倒空、不抽空（最低位置要求），不超压（最高位置要求）d）供水管动水压曲线，要求：不汽化、资用压差满足要求6. 阀前止回阀：消耗阻力、停止水泵运行7. 循