第8章 采暖教材

第八章

采暖朱佳音-mail:zhujiayin1234@163.com

1主要内容2第一节采暖方式、热媒及系统分类第二节采暖系统的设计热负荷第三节对流采暖系统第四节辐射采暖系统第五节采暖系统的散热设备第六节室内采暖系统的管路布置与主要设备及附件第七节分户采暖热源第八节集中采暖热源第一节采暖方式、热媒及系统分类一、采暖方式及其选择（一）采暖方式1．集中采暖与分散采暖2．全面采暖与局部采暖3．连续采暖与间歇采暖4．值班采暖3（二）采暖方式的选择采暖方式的选择，应根据建筑物规模，所在地区气象条件、能源状况、能源政策、环保等要求，通过技术经济比较等确定。1．累年日平均温度低于或等于5℃的日数大于或等于90天的地区，宜采用集中采暖。2．累年日平均温度稳定低于或等于5℃的日数为60~89天或不足60天，但累年日平均温度稳定低于或等于8℃的日数大于或等于75天的地区，其幼儿院、养老院、中小学校、医疗机构等建筑宜采用集中采暖。3．设置采暖的公共建筑和工业建筑，当其位于严寒地区或寒冷地区，且在非工作时间或中断使用的时间内，室内温度必须保持在0℃以上，而利用房间蓄热量不能满足要求时，应按5℃设置值班采暖。当工艺或使用条件有特殊要求时，可根据需要另行确定值班采暖所需维持的室内温度。4．设置采暖的工业建筑，如工艺对室内温度无特殊要求，且每名工人占用的建筑面积超过100m2时，不宜设置全面采暖，应在固定工作地点设置局部采暖。当工作地点不固定时，应设置取暖室。4二、集中采暖的热媒及其选择集中采暖系统的常用热媒（也称为热介质）是水和蒸汽。集中采暖系统的热媒，应根据建筑物的用途、供热情况和当地气候特点等条件，经技术经济比较确定，并应遵循下述设计原则：1．民用建筑应采用热水做热媒。2．工业建筑、当厂区只有采暖用热或以采暖用热为主时，宜采用高温水做热媒；当厂区供热以工艺用蒸汽为主时，在不违反卫生、技术和节能要求的条件下，可采用蒸汽做热媒。3．利用余热或天然热源采暖时，采暖热媒及其参数可根据具体情况确定。5三、采暖系统的分类1.按采暖系统使用热媒的不同，将常见采暖系统可分为热水采暖系统和蒸汽采暖系统。2.按采暖系统中使用的散热设备不同，常见采暖系统又可分为散热器采暖系统和热风采暖系统。3.按采暖系统中散热给室内的不同方式，常见采暖系统还可分为对流采暖系统和辐射采暖系统。6第二节采暖系统的设计热负荷一、采暖室内、外空气计算参数（一）室内空气计算温度（tn）设计采暖时，冬季室内空气计算温度应根据建筑物的用途，按下列规定采用：1．民用建筑的主要房间，宜采用16~24℃。不同民用建筑房间的具体设计温度可采用全国民用建筑工程设计技术措施《暖通空调·动力》分册中提供的数值。2．工业建筑的工作地点设计温度，宜采用：轻作业18~21℃中作业16~18℃

重作业14~16℃过重作业12~14℃作业种类的划分，应按国家现行的《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）执行。但当每名工人占用较大面积（50~100m2）时，轻作业时可低至10℃；中作业的可低至7℃；重作业时可低至5℃。3．辅助建筑物及辅助用室，不应低于下列数值：浴室25℃办公室与休息室18℃；更衣室25℃

食堂18℃盥洗室与厕所12℃。当工艺或使用条件有特殊要求时，各类建筑物的室内温度可按照国家现行有关专业标准、规范执行。7（二）室内空气流速设计采暖的建筑物，冬季室内活动区的平均风速，应符合下列规定：1．民用建筑及工业企业辅助建筑，不宜大于0.3m/s；2．工业建筑，当室内散热量小于23W/m2时，不宜大于0.3m/s；当室内散热量大于或等于23W/m2时，不宜大于0.5m/s。（三）室外空气计算温度（twn）采暖室外空气计算温度，应采用历年平均不保证5天的日平均温度。所谓“不保证”，系针对室外空气温度状况而言；“历年平均不保证”，系针对累年不保证总天数或小时数的历年平均值而言。采暖系统设计所采用的室外空气计算参数可从现行《采暖通风与空气调节气象资料集》中查找。第二节采暖系统的设计热负荷8二、采暖系统设计热负荷的计算（一）设计热负荷的理论计算采暖系统的设计热负荷，应根据建筑物得、失热量确定：

Q=Qs-Qd（8-1）式中Q：采暖系统设计热负荷，W；

Qs：建筑物失热量，W；

Qd：建筑物得热量，W。对没有机械通风系统的建筑物，采暖系统的设计热负荷可用下式表示：

Q=Qs-Qd=Q1+Q2+Q3-Q10（8-2）第二节采暖系统的设计热负荷9（二）设计热负荷的估算只设采暖系统的民用建筑，其采暖热负荷可按下列方法进行估算:Q=qF·F（8-3）式中Q：总热负荷，w；

F：总建筑面积，m2qF：单位面积热指标，W/m2第二节采暖系统的设计热负荷10第三节对流采暖系统一、热水采暖系统（一）热水采暖系统的分类1．按系统中水的循环动力的不同，将热水采暖系统分为重力（自然）循环系统和机械循环系统。2．按供、回水方式的不同，将热水采暖系统分为上供下回式、下供下回式、中供式、下供上回式和混合式系统。3．按散热器的连接方式的不同，将热水采暖系统分为垂直式与水平式系统。4．按各并联环路水的流程的不同，将热水采暖系统分为同程式系统与异程式系统。5．按供水温度的不同，将热水采暖系统分为低温水采暖系统和高温水采暖系统。6．按连接散热器的管道数量不同，将热水采暖系统划分为双管系统和单管系统。11自然循环、单管热水供暖系统12（二）重力（自然）循环热水采暖系统自然循环热水采暖系统一般不作为集中采暖用，自然循环热水采暖系统的特点是：作用压力小、管径大、系统简单、不消耗电能。第三节对流采暖系统13（三）机械循环热水的采暖系统1.无计量的机械循环热水采暖系统型式无计量的机械循环热水采暖系统适用于除住宅建筑以外的一般建筑采暖。主要形式如下：1）垂直式系统（图8-2.。。）2）水平式系统3）高层建筑热水采暖系统（图8-9。。）4）异程式系统与同程式系统第三节对流采暖系统142.住宅建筑（分户计量）的机械循环热水采暖系统形式适合热计量的采暖系统应具备以下条件：（1）调节功能：即系统必须具有可调性，用户可以根据需要分室控制温度。（2）与调节功能相应的控制装置。（3）每户按热计量功能。适合热计量的室内采暖系统形式大体分为两种：1.沿用前述的传统的垂直的上下贯通的所谓“单管式”或“双管式”；2.适应按户设置热量表形成的单户独立系统的新形式。第三节对流采暖系统15旧有系统中，把采暖系统按位置分为室内系统和室外系统。在计量收费供热系统中，必须把系统从原来的两部分分成现在的三部分：即室外系统（外网）、楼内系统和户内系统。楼内系统采用的系统形式必须是可以独立调节的，常用垂直单管跨越、垂直双管同程、垂直双管异程这三种系统；而户内系统则可以采用分户水平式系统（如单管水平串联式、单管水平跨越式、双管同程式、双管异程式、上供下回式、上供上回式和下供下回式等）和放射式系统。第三节对流采暖系统16二、蒸汽采暖系统（一）蒸汽采暖系统的分类1．按照供汽压力的大小，将蒸汽采暖系统分为三类：供汽的表压力高于70kPa时，称为高压蒸汽采暖；供汽的表压力低于或等于70kPa但高于当地大气压力时，称为低压蒸汽采暖；当系统中的压力低于大气压力时，称为真空蒸汽采暖。这种真空蒸汽采暖方式在我国很少使用。2．按照蒸汽干管布置的不同，蒸汽采暖系统可有上供式、中供式、下供式三种。3．按照立管的布置特点，蒸汽采暖系统可分为单管式和双管式。目前国内绝大多数蒸汽采暖系统采用双管式。4．按照回水动力不同，蒸汽采暖系统可分为重力回水和机械回水两类。高压蒸汽采暖系统都采用机械回水方式。第三节对流采暖系统17（二）低压蒸汽采暖系统重力回水采暖系统特点:系统形式简单,无需设置水泵,运行时不消耗电能,宜在小型系统中采用。（三）高压蒸汽系统主要用于工业采暖系统，根据用户使用情况不同，季节性采暖用户宜与其它热用户的管道系统分开，从不同的分汽缸中引出蒸汽分送不同的用户。第三节对流采暖系统18三、热风采暖与空气幕（一）热风采暖系统1.热媒热风采暖的热媒宜采用0.1~0.3MPa的高压蒸汽或不低于90℃的热水，也可以采用燃气、燃油或电加热，但应符合国家现行标准《城镇燃气设计规范》（GB50028-93）（2002年版）和《建筑设计防火规范》（GB50016）的要求。热风采暖空气的加热采用间接加热方法，利用蒸汽或热水通过金属壁传热而将空气加热的换热设备叫做空气加热器；利用燃气或燃油加热空气的热风采暖装置叫做燃气热风器或燃油热风器（即热风炉）；利用电能加热空气的设备叫做电加热器。第三节对流采暖系统192.热风采暖的特点及其基本型式热风采暖是比较经济的采暖方式之一，它具有热惰性小、升温快，室内温度分布均匀、温度梯度小、设备简单和投资省等优点，因而适用于耗热量大的高大空间建筑和间歇采暖的建筑。根据送风的方式不同，热风采暖有集中送风，风道送风及暖风机送风等几种基本形式。按被加热空气的来源不同，热风采暖还可分为直流式（空气全部来自室外）、再循环式（空气全部来自室内）及混合式（部分室外空气和部分室内空气混合）等系统。第三节对流采暖系统20（二）热空气幕1．空气幕的分类及其特点1）空气幕按照空气分布器的安装位置可以分为上送式、侧送式和下送式三种。2）空气幕按送出气流温度的处理可分为热空气幕、等温空气幕和冷空气幕。第三节对流采暖系统212．空气幕的设置条件符合下列条件之一时，宜设置空气幕或热空气幕：

1）位于严寒地区，寒冷地区的公共建筑和工业建筑，对经常开启的外门，且不设门斗和前室时；

2）公共建筑和工业建筑，当生产和使用要求不允许降低室内温度时或经技术经济比较设置热空气幕合理时；

3）室外冷空气侵入会引起采暖室内温度过低时；

4）内部散湿量很大的公共建筑（游泳池等）的外门；

5）设置空气调节系统的公共建筑主要出入口，不可能设置门斗时。3．空气幕设备空气幕可由空气处理设备、风机、风管系统及空气分布器组成。可将空气处理设备、风机、空气分布器三者组合起来而形成一种产品。第三节对流采暖系统22第四节辐射采暖系统一、辐射采暖分类当辐射表面温度小于80℃时，称为低温辐射采暖。当辐射采暖温度为80~200℃，称为中温辐射采暖。当辐射体表面温度高于500℃时，称为高温辐射采暖。23二、辐射采暖的热媒辐射采暖的热媒可用热水、蒸汽、空气、电和可燃气体或液体（如人工煤气、天然气、液化石油气等）。根据所用热媒的不同，辐射采暖可分为如下几种方式：低温热水式：热媒水温度低于100℃（民用建筑的供水温度不大于60℃）；高温热水式：热媒水温度等于或高于100℃；蒸汽式：热媒为高压或低压蒸汽；热风式：以加热后的空气作为热媒；电热式：以电热元件加热特定表面或直接发热；燃气式：通过燃烧可燃气体或液体经特制的辐射器发射红外线。第四节辐射采暖系统24低温辐射采暖（一）低温热水地板辐射采暖1．低温热水地板辐射采暖构造目前常用的低温热水地板辐射采暖是以低温热水（≦60℃）为加热热媒，加热盘管采用塑料管，预埋在地面不宜小于30mm混凝土垫层内2.系统设置低温热水地板辐射采暖系统的构造形式与前述的分户热量计量系统基本相同，只是户内加设了分、集水器。第四节辐射采暖系统25要求：原则上采用一个房间为一个环路，大房间一般以房间面积20～30m2为一个环路，视具体情况可布置多个环路。每一个分支环路的盘管长度宜尽量接近，一般为60～80m，最长不超过120m。埋地盘管的每个环路宜采用整根管道，中间不宜有接头，防止渗漏。加热管的间距不宜大于300mm。PB和PE-X管转弯半径不宜小于5倍管外径，其他管材不宜6倍管外径，以保证水路畅通。加热管以上的混凝土填充层厚度不应小于30mm。一般当采暖面积超过30m2或长边超过6m时，填充层应设置间距不大于6m、宽度不小于5mm的伸缩缝。加热管穿过伸缩缝处宜设置长度不小于100mm的柔性套管。26低温热水地板辐射采暖27（二）低温辐射电热膜采暖低温辐射电热膜采暖方式是以电热膜为发热体，大部分热量以辐射方式散入采暖区域。它是一种通电后能发热的半透明聚脂薄膜，由可导电的特制油墨、金属载流条经印刷、热压在两层绝缘聚酯薄膜之间制成的。电热膜工作时表面温度为40~60℃，通常布置在顶棚上或地板下或墙裙、墙壁内，同时配以独立的温控装置。第四节辐射采暖系统2829（三）低温发热电缆采暖发热电缆是一种通电后发热的电缆，它由实芯电阻线（发热体）、绝缘层、接地导线、金属屏蔽层及保护套构成。低温加热电缆采暖系统是由可加热电缆和感应器、恒温器等组成，也属于低温辐射采暖，通常采用地板式，将发热电缆埋设于混凝土中，有直接供热及存储供热等系统形式第四节辐射采暖系统30四、中温辐射采暖中温辐射采暖使用的散热设备，通常都是钢制辐射板。钢制辐射板按照长度不同可分为块状和带状两种类型。五、高温辐射采暖高温辐射采暖按其能源类型不同，分为电气红外线辐射和燃气红外线辐射采暖。第四节辐射采暖系统31第五节采暖系统的散热设备一、散热器分类及其特性（一）铸铁散热器具有结构简单，防腐性好，使用寿命长以及热稳定性好的优点；但它的金属耗量大，金属热强度低，运输、组装工作量大，承压能力低，不易用于高层，而在多层建筑热水及低压蒸汽采暖工程中广泛应用。常用的铸铁散热器有：四柱型、M-132型、长方翼型、圆翼型等。32铸铁散热器33（二）钢制散热器由于钢制散热器存在易被腐蚀，使用寿命短等缺点，它的应用范围受到一定限制。但它具有制造工艺简单，外形美观，金属耗量小，重量轻，运输、组装工作量少，承压能力高等特点，可应用于高层建筑采暖。钢制散热器的金属热强度较铸铁散热器的高，除钢制桩型散热器外，钢制散热器的水容量较少，热稳定性差些。耐腐蚀性差，对采暖热媒水质要求高，非采暖期仍应充满水，而且不适于蒸汽采暖系统。常用的钢制散热器有：柱式、板式、扁管型、串片式、光排管式等。第五节采暖系统的散热设备34（三）铝制及钢（铜）铝复合散热器一般铝制散热器采用铝及铝合金型材挤压成形，有柱翼型、管翼型、板翼型等形式，管柱与上下水道连接采用焊接或钢拉杆连接。以钢管、不锈钢管、铜管等为内芯，以铝合金翼片为散热元件的钢铝、铜铝复合散热器，结合了钢管、钢管高承压、耐腐蚀和铝合金外表美观、散热效果好的优点，是住宅建筑理想的散热器替代产品。铝合金散热翼片与钢管、铜管的结合有两种工艺，一种是将熔化的铝合金液体高压注入金属模内成形，成为压铸铝散热器；另一种是采用胀管技术使钢管或钢管与铝制型材翼片紧密结合。复合类散热器采用热水为热媒，工作压力1.0MPa。第五节采暖系统的散热设备35（四）全铜水道散热器指过水部件全为金属铜的散热器，耐腐蚀，适用任何水质热媒，导热性好、高效节能，强度好、承压高，不污染水质，加工容易，易做成各种美观的形式。全铜水道散热器采用热水为热媒，工作压力1.0MPa。（五）塑料散热器塑料散热器重量轻，节省金属，防腐性好，是有发展前途的一种散热器。塑料散热器的基本构造有竖式（水道竖直设置）和横式两大类。其单位散热面积的散热量约比同类型钢制散热器低20%左右。第五节采暖系统的散热设备36（六）卫生间专用散热器目前市场上的卫生间专用散热器，种类繁多，除散热外，兼顾装饰及烘干毛巾等功能。材质有钢管、不锈钢管、铝合金管等多种。第五节采暖系统的散热设备37二、散热器的选择1．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；2．民用建筑宜采用外形美观，易于清扫的散热器；具有腐蚀性气体的工业建筑和相对湿度较大的房间（如卫生间、洗衣房、厨房等）应采用耐腐蚀的散热器；放散粉尘或防尘要求高的工业建筑，应采用易于清扫的散热器（如光排管散热器）；3．热水采暖系统采用钢制散热器时，应采用闭式系统，并满足产品对水质的要求，在非采暖季节采暖系统应充水保养；蒸汽采暖系统不应采用钢制柱型、板型和扁管等散热器。第五节采暖系统的散热设备38三、散热器的布置（一）一般建筑布置散热器时应符合下列规定：1．散热器宜安装在外墙的窗台下，从散热器上升的对流热气流能阻止从玻璃窗下降的冷气流，使流经生活区和工作区的空气比较暖和舒适。近几年经过测试，也可放在内门附近人流频繁之外，对流散热好的地方。当安装和布置管道困难时，散热器也可靠内墙布置2．双层门的外室及门斗不应设置散热器，以免冻裂影响整个采暖系统运行。在楼梯间或其它有冻结危险的场所，其散热器应由单独的立、支管供热，且不得装设调节阀或关断阀。3．被楼梯、扶梯、跑马廊等贯通的空间，形成了烟囱效应，散热器应尽量布置在底层；当散热器过多，底层无法布置时，可按比例分布在下部各层。4．散热器应尽量明装。但对内部装修要求高的房间和幼儿园的散热器必须暗装或加防护罩。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。39（二）住宅建筑分户计量的散热器选用与布置1．安装热量表和恒温阀的热水采暖系统宜选用铜铝或钢铝复合型、铝制或钢制内防腐型、钢管型等非铸铁类散热器；采用铸铁散热器时，应选用内腔无粘砂型铸铁散热器。2．采用热分配表计量时，所选用的散热器应具备安装热分配表的条件。3．采用分户热源或采暖热媒水水质有保证时，可选用铝制或钢制管形、板形等各种散热器。4．散热器的布置应确保室内温度分布均匀，并应尽可能缩短户内管道的长度。5．散热器罩会影响散热器的散热量和恒温阀及配表的工作，安装在装饰罩内的恒温阀必须采用外置传感器，传感器应设在能反映正确房间温度的位置。第五节采暖系统的散热设备40第六节室内采暖系统的管路布置与主要设备及附件一、室内热水采暖系统的管路布置与主要设备及附件（一）一般建筑室内热水采暖系统的管路布置与主要设备及附件一般建筑室内热水采暖系统的主要设备及附件1.膨胀水箱作用：（1）用来储存热水采暖系统加热的膨胀水量。（2）恒定采暖系统的压力。在膨胀管、循环管和溢流管上，严禁安装阀门，以防止系统超压、水箱水冻结和水从水箱溢出。2.热水采暖系统排气设备集气灌用直径Ф100～250mm的短管制成，顶部连接直径Ф15的放气孔。分类：立式和卧式。3.散热器温控阀温控阀的控温范围在13～28℃之间，控制精度为±1℃41（二）住宅建筑室内热水采暖系统的管路布置与主要设备及附件1.住宅建筑室内热水采暖系统的管路布置2.住宅建筑室内热水采暖系统的主要设备及附件对分户计量采暖系统，由于室内需要布置水平供回水干管，一般需增加60～100mm的层高。住宅建筑室内热水采暖系统除具有一