暖通空调全水系统讲义

全水系统某建筑工程学院市政工程系2/5/20231一、本章的主要内容采暖与空调中水系统的形式；采暖与空调中水系统的末端装置。二、本章重点了解全水系统的不同分类；了解全水风机盘管系统的特点；掌握散热器、风机盘管的选型计算及布置；掌握分户热计量热水采暖系统、高层建筑热水采暖系统的特点。全水系统2/5/202323、1全水系统概述2/5/202333、1全水系统概述全水系统相关的基本概念本节的主要内容热水采暖系统的特点全水空调系统的特点2/5/202343、1全水系统概述一、全水系统全水系统的定义 房间的冷（热）负荷，全部由集中设备处理过的冷（热）水负担的系统。特点优点:与空气—水系统和全空气系统相比，占建筑空间小。缺点：不能有保证地解决室内的通风换气问题。组成：冷（热）源、输配管网、末端装置。分类：按用途可分为：热水采暖系统、全水空调系统2/5/202353、1全水系统概述定义以热水作为热媒的采暖系统。分类

自然循环热水采暖系统

机械循环热水采暖系统特点（相对于蒸气采暖系统）卫生条件好；运行管理简单，跑、冒、滴、漏现象轻；同样负荷下，所需散热设备多；主要适用于民用建筑及公共建筑的采暖中。二、热水采暖系统2/5/202363、1全水系统概述定义房间的冷（热）负荷全部由冷（热）水承担的空调系统。特点（与空气—水系统及全空气系统相比较）(1)占建筑空间较小；(2)各房间空气不会串通；(3)无加湿功能，不能引入新风；(4)适用于现有建筑加装空调系统、建筑改造加装空调系统及对室内空气品质要求不高的旅馆建筑；(5)其应用比空气－水系统及全空气系统少。三、全水空调系统(全水风机盘管系统)2/5/20237全水风机盘管系统2/5/202383、2全水系统的末端装置2/5/202393、2全水系统的末端装置本节的主要内容散热器风机盘管性能评价指标种类热力计算选用及布置原则构造及分类选型计算安装2/5/2023103、2全水系统的末端装置定义：以对流和辐射方式向房间放散热量的设备，也称为暖气片。1、性能评价指标热工性能 散热器的传热系数越高，热工性能越好。经济指标 单位散热量的成本越低、安装费用越低，经济性越好。使用和工艺

寿命越长，制造工艺简单，说明性能越好。卫生和美观 要求：表面不易积灰，外形美观，易与房间装饰相协调。一、散热器2/5/2023113、2全水系统的末端装置2、散热器种类按传热方式分类：

对流型散热器（以对流方式为主，占总传热量的60%以上）有管型、柱型、翼型、钢串片型等

辐射型散热器（以辐射方式为主，占总传热量的60% 以上）有辐射板、红外辐射器等2/5/2023123、2全水系统的末端装置按材质可分为：铸铁散热器：钢制散热器：铝合金散热器：塑料散热器：结构简单、耐腐蚀、寿命长、金属热强度低、生产工艺过程能源和金属消耗量大、且造成环境污染金属耗量少、耐压强度高、外形美观、占地小、耐腐蚀能力差外形美观、重量轻、加工方便、造价较高、存在碱腐蚀、使用寿命不长不耗金属、耐腐蚀、承压能力低2/5/2023132/5/2023143、2全水系统的末端装置(1)选用原则

《规范》第3.3.1条选择散热器时，应符合下列规定：散热器的工作压力，应满足系统的工作压力，并符合国家现行有关产品标准的规定；民用建筑宜采用外形美观、易于清扫的散热器；放散粉尘或防尘要求较高的工业建筑，应采用易于清扫的散热器；具有腐蚀性气体的工业建筑或相对湿度较大的房间，应采用耐腐蚀的散热器；3、选用及原则2/5/2023153、2全水系统的末端装置采用钢制散热器时，应采用闭式系统，并满足产品对水质的要求，在非采暖季节应充水保养；蒸汽采暖系统不应采用钢制柱型、板型和扁管等散热器；采用铝制散热器时，应选用内防腐型铝制散热器，并满足产品对水质的要求；安装热量表和恒温阀的热水采暖系统，不宜采用水流通道内含有粘沙的散热器。2/5/202316(2)选用及原则3、2全水系统的末端装置

《规范》第3.3.2、3.3.3、3.3.4条布置散热器时，应符合下列规定：散热器宜安装在外墙窗台下，当安装或布置管道有困难时，也可靠内墙安装；?

两道外门之间的门斗内，不应设置散热器；楼梯间的散热器，宜分配在底层或按一定比例分配在下部各层；?

散热器宜明装。暗装时装饰罩应有合理的气流通道、足够的通道面积，并方便维修。幼儿园的散热器必须暗装或加防护罩。2/5/2023173、2全水系统的末端装置4、散热器的计算目的：确定采暖房间所需散热器的面积和片数（或长度）。采暖房间所需散热器的面积由下式计算：

A=Qβ1β2β3/[k(tm-tR)]式中Q—房间的设计热负荷，亦即散热器的散热量，W;A—散热器的计算面积，m2;k—散热器的传热系数，W/m2·℃;tm—散热器内热媒的平均温度，℃

(热水采暖系统中，tm为散热器进出口水温的算术平均值；蒸汽采暖系统中，tm为散热器进口蒸汽压力相对应的饱和温度。)

tR

—室内设计计算温度，℃2/5/2023183、2全水系统的末端装置

β1—散热器的片数修正系数；

β2—散热器的连接方式修正系数；

β3—散热器的安装型式修正系数；

散热器的传热性能（k值）是在标准条件下(一定的片数（柱型为10片）、同侧上进下出、明装)测出的；当使用条件与测试条件不同时，散热器的传热性能将发生变化，故需用不同的系数进行修正。2/5/2023193、2全水系统的末端装置每组片数＜66~1011~20＞20β10.951.001.051.10上表仅适用于各种柱形散热器；长翼型和圆翼型不修正；其它散热器需要修正时，见产品说明。散热器组装片数修正系数β12/5/2023203、2全水系统的末端装置散热器连接方式修正系数β2连接形式同侧上进下出异侧上进下出异侧下进下出异侧下进上出同侧下进上出四柱813型1.01.0041.2391.4221.426M132型1.01.0091.2511.3861.396长翼型1.01.0091.2251.3311.369本表数值是在标准状态下测定的；其它散热器可近似套用上表数据。2/5/2023213、2全水系统的末端装置二、暖风机定义：由通风机、电动机和空气换热器组合而成的采暖机组。1、暖风机中风机的种类离心风机：用于大型机组。轴流风机：用于小型机组。2、暖风机的优、缺点(1)优点：供热量大、占地小、启动快，能迅速提高室温。(2)缺点：运行有噪声，如全部采用室内循环空气，室内空气品质差。2/5/202322普通小型机组顶吹式小型机组非标柜式机组柜式机组2/5/2023233、2全水系统的末端装置4、暖风机的供暖方案(1)暖风机供给全部采暖耗热量适合于气候较温暖的地方。(2)暖风机供给部分采暖耗热量，用散热器采暖系统维持室内最低温度(即值班温度，一般不得低于5℃)

优点：非工作时间可不开启暖风机，节省电能和热能，不需要管理。2/5/2023243、2全水系统的末端装置6、暖风机的采暖系统设计确定暖风机型号、台数及布置方案。(1)暖风机台数n：5、暖风机的应用场合通常用于空间大、供热负荷大、间歇工作、可以循环使用室内空气厂房或场馆。（不适合空气中含有毒、易爆气体和纤维、粉尘的场合）式中－要求暖风机的供暖负荷，W；

β

－选择暖风机的富裕系数，取1.2~1.3；－单台暖风机的实际散热量。2/5/202325(2)暖风机的送风温度送风温度不宜低于35℃，不得高于70℃。?(2)暖风机的采暖房间换气次数换气次数不宜低于1.5/h。(3)暖风机的布置应综合考虑车间几何形状、工作区域、工艺设备的位置及风机气流的作用范围等因素。对小型机组，可采用直吹、斜吹、顺吹等布置方式。3、2全水系统的末端装置2/5/2023263、2全水系统的末端装置(4)、暖风机安装高度与出口风速小型机组：出口风速≤5m/s，安装高度宜采用3.5m；

出口风速≥5m/s，安装高度宜采用4~4.5m

。大型机组：安装高度根据厂房高度和回流区的分布位置确定，不宜低于3.5m，不宜高于7m。送风口风速采用5~15m/s。生活地带和作业地带风速不宜大于0.3m/s。送风温度较高时，送风口可采用向下倾斜的导流板。2/5/2023273、2全水系统的末端装置三、风机盘管由小型风机(风速有三档)、电机、换热盘管及凝结水盘等组成。1、风机盘管分类按结构形式分立式风机盘管卧式风机盘管壁挂式风机盘管立柱式风机盘管卡式风机盘管2/5/2023283、2全水系统的末端装置按安装形式分按送风压力分明装风机盘管暗装风机盘管半明装风机盘管普通型风机盘管

(在名义风量下的机外静压为零或10－20Pa。)高静压型风机盘管(在名义风量下的机外静压为30－50Pa。)暗装风机盘管2/5/202329通常安装在建筑室内吊顶内，悬挂在楼板下。普通卧式暗装风机盘管不接风管或只接出风短管；若要求出风口接风管时，可选用高静压型卧式暗装风机盘管，其出风口余压可达30－50Pa。卧式暗装风机盘管的回风为无组织的回风。卧式暗装风机盘管的外壳进行了保温，防止外表面结露。2/5/202330回风箱可以要求厂家配置，也可以在现场制作。回风为有组织的回风。2/5/202331与卧式暗装风机盘管构造基本相同，只是外形美观大方，可以在室内明装悬挂于楼板下面，通常不再接风管，因此卧式明装一般为普通型不带余压风机盘管。前面为出风格栅，回风在背后。2/5/202332外观没有做美观设计，要求在安装完后在外部进行美观装饰。出风在顶部或侧面上部，回风在侧面下部。2/5/202333也称为嵌入式风机盘管，结构较为复杂，造价比其他风机盘管高，常用于较大空间的房间。卡式风机盘管自带风口面板，有一面出风、两面出风、四面出风等多种形式，回风口在中间。卡式风机盘管自带凝水泵。2/5/2023343、2全水系统的末端装置选型原则(1)风机盘管无论是仅夏季用（制冷），还是冬、夏季两用（既制冷又供热），都应按夏季的冷负荷来选型，对冬季只需校核即可。?

原因：Q=MCP△t，冬夏季盘管水流量相同，而夏季的供回水温差为5℃，冬季为10℃，故同一机型的风机盘管，其供热量大于制冷量，约为1.5~1.9倍。(2)若房间的设计全热冷负荷为QC，显热冷负荷为QCS，则风机盘管的全热制冷量Qt和显热制冷量Qs分别应为：

Qt≥(1+β1+β2)QC Qs≥(1+β1+β2)QCS二、选型计算2/5/202335式中：β1—考虑积灰对盘管传热影响的附加率。仅夏季使用时，取β1=10%;仅冬季使用时，取β1=15%;冬夏季两用时，取β1=20%。

β2—考虑盘管间歇使用的附加率。模拟结果表明，当β2=20%，约经过20分钟室温基本上可达到舒适性要求。

注意：风机盘管的风量不同时，风机盘管的制冷量不同，中档风量时机组的制冷量平均为高档时的85%，选型时，按中档风量的制冷量来选择。若设计工况与名义工况不同时，则风机盘管的制冷量和供热量将随之改变，此时，应将名义制冷量换算为设计制冷量。3、2全水系统的末端装置2/5/2023363、2全水系统的末端装置(3)名义工况名义制冷工况名义供热工况进风干球温度27℃进风干球温度21℃进风湿球温度19.5℃热水进口温度60℃冷冻水进口温度7℃水流量同制冷工况冷冻水回水温度12℃盘管的全热制冷量Qt和显热制冷量Qs分别按下式计算：盘管的在供热工况下的供热量Qh按下式计算：2/5/202337风机盘管的进、出水管及凝水管应保温。保温材料不应采用易腐、易蛀的材料。风机盘管进出水管上需装阀门，以便检修；进水管应装过滤器，以防止盘管堵塞。风机盘管的凝水管应有不小于0.01的坡度，坡向泄水方向。风机盘管的供电电路应为单独的回路，不能与照明回路相连。风机盘管的承压能力应大于系统的最大工作压力(风机盘管的承压能力有：1.0MPa、1.6MPa、2.1MPa三级)。3、2全水系统的末端装置3、风机盘管安装2/5/2023383、3热水采暖系统的分类与特点2/5/2023393、3热水采暖系统的分类与特点本章的主要内容：

热水采暖系统的组成各种热水采暖系统热水系统的分类常用形式系统特点适用范围2/5/202340一、热水采暖系统的构成

由热源、管道系统及散热设备构成。

3、3热水采暖系统的分类与特点3、3、1

按系统中水的循环动力分类重力循环热水采暖系统靠系统中由于水的密度差形成的热虹吸压头提供循环动力。机械循环热水采暖系统通过循环水泵提高循环动力。2/5/202341系统的特点1、作用压头小，管经大；2、无噪声，管理方便；3、适用于无集中供热热源，对供热质量无特殊要求的场合。3、3热水采暖系统的分类与特点重力循环热水采暖系统1－锅炉；2－散热器；3－膨胀水箱；4－循环水泵；6－供水管；7－回水管气体水2/5/2023423、3热水采暖系统的分类与特点3机械循环热水采暖系统1－锅炉；2－散热器；3－膨胀水箱；4－循环水泵；5－集气罐；6－供水管；7－回水管系统的特点1、膨胀水箱不能排气，在供水干管末端设集气罐；2、水平干管向集气罐抬起；?3、作用半径大，集中采暖的主要形式。(热力入口至最远处立管的水平干管的展开长度)2/5/2023433、3热水采暖系统的分类与特点3、3、2

按系统中水的供水温度分类高温水采暖系统供水温度高于100℃的热水采暖系统。供回水温差大，可节省散热器、减少系统管道的管经，但卫生条件及热舒适性差。适用于工业建筑及其辅助建筑中。低温水采暖系统供水温度低于100℃的热水采暖系统。优缺点与高温水采暖系统相反，适用于民用及公共建筑。2/5/2023443、3热水采暖系统的分类与特点3、3、3

按供回水方式分类上供下回式；上供上回式；下供下回式；下供上回式；中供式。2/5/2023453、3热水采暖系统的分类与特点上供下回式采暖系统1－供水干管；2－回水干管；3－散热器系统的特点1、布置管道方便；2、排气顺畅(在供水干管末端设集气罐)；3、应用最广泛。2/5/2023463、3热水采暖系统的分类与特点上供上回式采暖系统1－供水干管；2－回水干管；3－散热器系统的特点1、采暖干管不与地面设备及管道发生占地矛盾；2、立管耗材量增加；2、立管下面须设放水阀；?3、主要用于设备或工艺管道较多，沿地面布置干管较困难的车间。2/5/2023473、3热水采暖系统的分类与特点下供下回式采暖系统1－供水干管；2－回水干管；3－散热器系统的特点1、供水干管热损失小；？2、与上供下回式相比，竖向失调(沿竖向各房间的温度偏离设计工况)小；?3、须在顶层散热器设置放气阀或设空气管；？4、可分层施工，分期投入。2/5/2023483、3热水采暖系统的分类与特点下供上回式采暖系统1－供水干管；2－回水干管；3－散热器系统的特点1、称之为倒流式，供水干管热损失小。其中一层散热器温度高，可减少一层散热器面积；2、底层水温高，但静压也大，有利于防止汽化；？3、最利于排气。？2/5/2023493、3热水采暖系统的分类与特点中供式采暖系统1－中部供水管；2－上部供水管；3－散热器系统的特点1、上半部可采取下供下回式(a)或上供下回式

(b)；2、下半部为上供下回式。3、可减轻竖向失调，但调节麻烦。2/5/2023503、3热水采暖系统的分类与特点3、3、4

按散热器连接方式分类垂直式系统；不同楼层的各散热器用垂直立管连接的系统；可在垂直立管的一侧或两侧连接散热器。水平式系统。同一楼层的各散热器用水平支路管道连接的系统。2/5/2023513、3热水采暖系统的分类与特点垂直式采暖系统1－供水干管；2－回水干管；5－供水立管；6－回水立管；8－散热器2/5/2023523、3热水采暖系统的分类与特点水平式采暖系统3－供水立管；2－回水立管；7－水平支路管道；8－散热器系统的特点1、穿楼板的管道少，有利于加快施工

；2、便于分层调节和控制；3、用于住宅式便于设计成分户计量热量的系统；4、室内无立管较美观，可用于公共建筑的厅、堂等场所。2/5/2023533、3热水采暖系统的分类与特点水平式系统的排气及热补偿措施热补偿：为防止水平管线过长因热胀冷缩引起漏水，须在散热器两侧设乙字弯，每隔几组散热器加乙字弯或方形补偿器，散热器组数不宜太多。排气：在散热器上设放气阀或多组散热器串连空气管。1－散热器；2－放气阀；3－空气管；4－方形补偿器；5－乙字弯管补偿器2/5/2023543、3热水采暖系统的分