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1、10:57:46,第五章 供热与供燃气,10:57:46,第一节 供热系统的形式与特点,局部供暖：将热源和散热设备合并成一个整体，分散设置在各个房间里，叫做局部供暖。如火炉、火墙、火炕、电红外线供暖、等均属于局部供暖。 集中供暖：热源和散热设备分别设置，热源通过热媒管道向各个房间或各个建筑物供给热量的供暖系统，称为集中式供暖系统。以热水和蒸汽作为热媒的集中采暖系统可以较好地满足人们生活、工作以及生产对室内温度的要求，并且卫生条件好，减少了对环境的污染，广泛应用于建筑供暖工程。,10:57:46,能源不同,集中采暖,集中采暖,分散采暖,集中采暖,分散采暖,10:57:46,供暖工程的概念,利用热
2、媒（水，汽或其它介质），将热源输送到各热用户的工程技术供暖（或供热）工程。 供热工程起源于19世纪，它是于1877年首先出现区域供暖，区域（集中）供暖的组成： 1热源：热电厂，区域锅炉房，将水加热到高温热水或汽。 2热网：区域供热热水管网或蒸汽管网组成的输配系统。 3热用户：生产，生活用热系统与设备组成的热用户。,热媒制备设施/热源； 热媒输送管道； 热媒利用设施/散热设备。,10:57:46,任何一个采暖系统 都由三个基本 部分组成： 热源、供热管道 及散热设备。,热源,供热管道,散热设备,热媒制备： 锅炉房、或热电厂,输送热媒介质,把热源散发到室内,热媒介质：热水或蒸汽,10:57:46,
3、分散供热一个热源一个散热装置,集中供热一个热源多个散热装置,集中供暖,热 媒,热水采暖系统,蒸汽采暖系统,热风采暖系统,供暖系统的分类,集中供暖的特点：供热量大，节约燃料，污染小，费用低。,10:57:46,区域热水锅炉房供热系统,10:57:46,区域蒸汽锅炉房供热系统,热水采暖,蒸汽采暖,10:57:46,背压式供热：1直接汽轮机出来高压汽 2中间抽出，未完全膨胀,厂区用蒸汽,采暖用户,厂区用蒸汽,采暖用户,10:57:46,热风系统,10:57:46,一、热水供暖系统,以热水为热媒的供暖系统，称为热水供 暖系统。热水供暖系统是目前广泛使用 的一种供暖系统。居住和公共建筑常采 用热水供暖系
4、统。,1.按系统循环动力不同，可分为重力（自然）循环系统和机械循环系统。靠水的密度差进行循环的系统，称为重力循环系统；靠机械（水泵）力进行循环的系统，称为机械循环系统。 2.按系统供、回水方式不同，可分为单管系统和双管系统。热水经立管或水平供水管顺序流过多组散热器，并顺序地在各散热器中冷却的系统，称为单管系统。热水经供水立管或水平供水管平行地分配给多组散热器，冷却后的回水自每个散热器直接沿回水立管或水平回水管流回热源的系统，称为双管系统。,10:57:46,3.按系统的管道敷设方式不同，可分为垂直式系统和水平式系统。 4.按热媒温度不同，可分为低温热水供暖系统（热水温度低于100）和高温热水供
5、暖系统（热水温度高于100）。 室内热水供暖系统大多采用低温水作为热媒。设计供、回水温度多采用95/70（也有采用85/60）。高温水供暖系统一般宜在生产厂房中应用。设计供、回水温度大多采用120130/7080。,10:57:46,一、热水供暖系统,1、自然循环 热水供暖系统,组成： 是由热源、输送管道、 散热器以及膨胀水箱等 辅助设备和部件组成。,1、散热器 2、热水锅炉 3、供热水管 4、回水管 5、膨胀水箱,10:57:46,（1）系统工作原理及其作用压力 ：当水在锅炉内加热后，水的密度减小；在散热器内被冷却后，水的密度增加。整个系统将因供回水密度差的不同而维持循环流动。维持该系统循环
6、流动的压力称为自然作用压力。 重力循环热水供暖系统的循环作用压力的大小取决于水温（水的密度）在循环环路的变化。,1、自然循环热水供暖系统,10:57:46,作用压力,断面A-A右侧的水柱压力为,断面A-A左侧的水柱压力为,10:57:46,起循环作用的只有散热器中心和锅炉中心之间这段高度内的水柱密度差。如果取供水温度95，回水70；则每m高差可产生的作用压力为： 9.811（977.81961.92）=156 Pa。 重力循环热水供暖系统维护管理简单，不需消耗电能。但由于其作用压力小、管中水流速度不大，所以管径就相对大一些，作用范围也受到限制。自然循环热水供暖系统通常只能在单幢建筑物中使用，作
7、用半径不宜超过50m。这种系统尤其适用于边防连队宿舍。,10:57:46,（2）.重力循环热水供暖系统的主要形式,双管（a） 单管 （b）,重力循环供暖系统,1、供暖干管 2、横干管 3、单管供暖支管 4、供暖支管 5、双管供暖支管 6、双管供暖回水支管 7、回水干管 8、膨胀水箱 9、补充水管 10、排空管 11、止回阀,10:57:46,为了使系统内的空气能顺利地排除，对于上供下回式自然循环热水供暖系统，其供水干管必须有向膨胀水箱方向上升的坡向，其坡度宜采用0.51.0 %；散热器支管的坡度一般取1%。为保证系统中的水能通过回水干管顺利地排出，回水干管应有向锅炉方向向下坡向，其坡度一般为0
8、.51%。,10:57:46,（3）.膨胀水箱的作用,容纳膨胀体积； 排气； 定压。,10:57:46,2、机械循环热水供暖系统,系统中设置了循环水泵，靠水泵的机械能使水在系统中强制循环。 (1)、主要形式,10:57:46,1）.机械循环上供下回式热水供暖系统 机械循环系统除膨胀水箱的连接位置与自然循环系统不同外，还增加了循环水泵和排气装置。 在机械循环系统中，水流速度往往超过自水中分离出来的空气气泡的浮升速度。为了使气泡不致被带入立管，供水干管应按水流方向设上升坡度，使气泡随水流方向流动汇集到系统的最高点，通过设在最高点的排气装置，将空气排出系统外。供回水干管的坡度宜采用0.3，不得小于0
9、.2。回水干管的坡向与自然循环系统相同，应使系统水能顺利排出。,10:57:46,机械循环上供下回式热水供暖系统,组成： 是由热源、供水管道、散热器、回水管路、除污器、循环水泵、以及膨胀水箱排气装置、控制附件等组成。,1、热水锅炉 2、循环水泵 3、安全排气阀 4、膨胀水箱,10:57:46,2）.机械循环下供下回式双管系统,系统的供水和回水干管都敷设在底层散热器下面。在设有地下室的建筑物中或在平屋顶建筑棚下难以布置供水干管的场合，常采用下供下回式系统。 下供下回式系统排除空气的方式主要有两种：通过顶层散热器的冷风阀手动分散排气。或通过专设的空气管手动或自动集中排气。为避免立管中的水通过空气管
10、串流，集气装置的连接位置，应比水平空气管低h米以上，即应大于图中a和b两点在供暖系统运行时的压差值。,10:57:46,机械循环下供下回式系统,10:57:46,3）.中供式,水平供水干管敷设在系统中部。 下部：上供下回； 上部：下供下回（左） 上供下回（右）,10:57:46,4）.机械循环下供上回式（倒流式）供暖系统,系统的供水干管设在下部，而回水干管设在上部，顶部还设置有顺流式膨胀水箱。,10:57:46,机械循环下供上回（倒流式）热水供暖系统,10:57:46,5).异程式系统与同程式系统,通过各个立管的循环环路的总长度不相等。这种布置形式称为异程式系统。 同程式系统的特点是通过各个立
11、管的循环环路的总长度都相等 。,10:57:46,同程式系统,10:57:46,6).水平式系统,按供水管与散热器的连接方式可分为顺流式和跨越式。,单管水平串联式图 单管水平跨越式 1冷风阀；2空气管 1冷风阀；2空气管,10:57:46,(2)、要注意解决的几个问题,（1）排气问题 （2）水泵连接点 （3）膨胀水箱的连接点和安装高度,10:57:46,(3)、水平失调与垂直失调,在机械循环系统中，由于作用半径较大，连接立管较多，因而通过各个立管环路的压力损失较难平衡。有时靠近总立管最近的立管即使选用了最小的管径DN15，仍有很多剩余压力。初调节不当时，会出现近处立管流量超过要求，而远处立管流
12、量不足。在远近立管处出现流量失调而引起在水平方向冷热不均的现象，称为系统的水平失调。 P.,不讨论,10:57:46,在双管系统中，由于各层散热器与锅炉的高差不同，虽然进入和流出各层散热器的供、回水温度相同（不考虑管路沿途冷却的影响），但仍将形成上层作用压力大，下层压力小的现象。如选用不同管径仍不能使各层阻力达到平衡，由于流量分配不均，必然要出现上冷下热的现象；而且楼层数越多，上下层的作用压力差值越大，这种现象就会越严重。在建筑物内，同一竖向的各层房间的室温不符合设计要求的温度，而出现上、下层冷热不均的现象，通常称作系统垂直失调。 （p）,10:57:46,二、蒸汽供暖系统,特点： 蒸汽在散热
13、器中从蒸汽冷凝成为凝结水，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。 同样质量流量的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。 蒸汽和冷凝水在系统管路内流动时状态参数变化较大。,10:57:46,蒸汽供暖系统的优缺点,优点：以水蒸汽为热媒，在换热器中靠放出凝结水放出汽化潜热，的热量。因此： 需要蒸汽量小（热值高）， 且流速可以提的很高而不会较大阻力损失。 用于高层建筑，不会产生很大的静压力。 温度大，故传热系数K大，换热面积小， 管道可以较细，总之，初投资小， 缺点： 热惰性小，热得快，凉的快，适宜于礼堂
14、，会堂，而不适于办公室，起居室 管道内蒸汽，空气转换快，内壁氧化腐蚀要厉害。 使用年限短，特别是凝结水管，更易损坏（8年）。,10:57:46,蒸汽供暖系统的分类,（1）按供汽压力,高压蒸汽供暖系统 低压蒸汽供暖系统,（2）.按蒸汽干管布置,上供式 中供式 下供式,（3）.按立管的布置特点,单管式 双管式,（4）.按回水方式,重力回水 机械回水 （高压蒸汽系统均采用机械回水方式）,10:57:46,1、低压蒸汽供暖系统的基本形式,（1）.重力回水低压蒸汽供暖系统 由蒸汽管道+散热器+凝结水管构成一个循环回路。,二、蒸汽供暖系统,疏水器：只允许凝水通过，而阻止蒸汽通过。以控制温度，流量。 工作原
15、理：散热器放热不彻底，有蒸汽流入疏水器，波形囊伸长，使出水口（孔）减小，以至于被堵，气流受阻，在散热器进一步散发热量。当出口为水时，囊缩短，出口畅通，凝结水下流，工作顺畅，（同时也放出空气。）,10:57:46,重力回水低压蒸汽供暖系统示意图,下供式,上供式,注意：图中送汽低头走（以便凝结水流动）,10:57:46,1低压蒸汽供暖系统 低压蒸汽供暖系统的凝结水回流，入锅炉有两种方式 （1）重力回水，蒸汽在散热器中放热后，变成凝结水，靠重力凝水管流回锅炉。 （2）机械回水：凝结水沿凝水管 靠重力流入凝水箱，然后用凝结水管汲送凝水压入锅炉，这种系统作用半径大，工程中得到广泛应用。 注意：图中送汽低
16、头走（以便凝结水流动）,10:57:46,（3）可能出现问题：饱和蒸汽在干管流动时，易形成一点“途凝结水”，若不及时排除，则高速流动的蒸汽与凝结水在遇到阀门等改变流向的构件时，可能会产生“水击”现象（发出哐、哐的噪音，严重时，会破坏管件的接口的严密性，管路支架的稳定性）。 （）汽蚀现象解释：压力突然降低，水也会发生沸腾（水变为汽）现象，水泵吸水口有发生气蚀的可能，所以要设计好汲水高度。 （）凝结水箱通大气的原因： 保证泵吸水压头 用于空气的排放与回来。,10:57:46,重力回水低压蒸汽供暖系统型式简单，宜在小型系统中采用。当供暖系统作用半径较大时，就要采用较高的蒸汽压力才能将蒸汽输送到最远散
17、热器。如仍用重力回水方式，凝水管里水面II-II高度就可能达到甚至超过底层散热器的高度，底层散热器就会充满凝水并积聚空气，蒸汽就无法进入，从而影响散热。因此，当系统作用半径较大，供汽压力较高（通常供汽表压力高于20kPa）时，就采用机械回水系统。,二、蒸汽供暖系统,10:57:46,（2）.机械回水低压蒸汽系统,1）是一个开式系统* 凝结水返回凝结水箱，再由凝结水泵送回锅炉加热。 2）水击 蒸汽管道中沿途凝结水被高速运动的蒸汽推动产生的浪花或水塞与管件相撞产生振动和巨响的现象。 3）减少水击的措施 及时排除凝结水；降低蒸汽流速；设置合适的坡度使凝结水与蒸汽同向流动。,二、蒸汽供暖系统,10:5
18、7:46,机械回水低压蒸汽供暖系统 1低压恒温式疏水器 2凝水箱 3膨胀水箱 4凝水泵,10:57:46,压力（0.73)100,000Pa，被称为高压蒸汽。家庭不使用。 高压蒸汽供暖系统常与生产工艺用汽系统合为一个汽源。但生产用汽压力往往高于供暖压力。故常要减压处理。相对于低压，高压系统作用半径大管径小，流速大，为避免高压蒸汽和凝结水在立管中反向流动，发生噪音，产生水击现象，一般高压蒸汽供暖均采用双管上供下回式系统。,3高压蒸汽供暖系统,10:57:46,高压蒸汽供暖系统流程示意,减压分汽缸供暖,高压蒸汽分汽缸,供热,|,回水,锅炉,凝结 水箱,凝结 水泵,二、蒸汽供暖系统,10:57:46
19、,三、热水供暖与蒸汽供暖的比较,1.蒸汽供暖系统所需蒸汽质量流量比热水流量少得多（相同负荷时） 热水供暖系统依靠其温度降放出热量，而且热水的集态不发生变化。蒸汽供暖系统依靠水蒸汽凝结成水放出热量，集态发生了变化。蒸汽的汽化潜热比起每kg水在散热器中靠温度降放出的热量要大得多。因此，对同样的热负荷，蒸汽供暖时所需的蒸汽质量流量要比热水流量少得多。,10:57:46,2.蒸汽供暖系统比热水供暖系统在设计和运行管理上较为复杂 热水在封闭系统内循环流动，其状态参数（主要指流量和比容）变化很小。蒸汽和凝水在系统管路内流动时，其状态参数变化很大，还会伴随集态变化。例如湿饱和蒸汽沿管路流动时，由于管壁散热会
20、产生沿途凝水，使输送的蒸汽量有所减少。又如从散热器流出的饱和凝水通过疏水器和在凝结水管路中压力下降，沸点改变使凝水部分重新汽化，形成“二次蒸汽”，以两相流的状态在管路内流动。蒸汽和凝水状态参数变化较大的特点是蒸汽供暖系统比热水供暖系统在设计和运行管理上较为复杂的原因之一。由这一特点引起系统中出现“跑、冒、滴、漏”问题解决不当时，会降低蒸汽供暖系统的经济性和适用性。,10:57:46,3.对同样热负荷蒸汽供暖要比热水供暖节省散热设备的面积。 在热水供暖系统中，散热器内热媒温度为热水进出口温度的平均值。若热水进出口温度为95/70，散热器内热媒的平均温度为82.5。蒸汽在散热器内定压凝结放热，散热
21、器的热媒温度为该压力下的饱和温度。在低压及高压蒸汽供暖系统中，散热器内热媒的温度等于或高于100。因此，对同样热负荷蒸汽供暖要比热水供暖节省散热设备的面积。,10:57:46,4.蒸汽供暖系统静压小，升温快，适用于某些公共场所。 由于蒸汽具有比容大（密度小）的特点，在高层建筑供暖时不会像热水供暖那样产生很大的水静压力。此外，蒸汽供暖系统的热惰性小，供汽时热得快，停汽时冷得也快。对于人数骤多骤少或不经常有人停留而要求迅速加热的建筑物如俱乐部、会议室、礼堂等是比较合适的。,10:57:46,5.蒸汽供暖系统不能调节蒸汽温度,采用间歇运行时，系统腐蚀较快，使用年限比热水采暖系统短。 一般蒸汽供暖系统
22、不能调节蒸汽温度，当室外温度高于供暖室外计算温度时，蒸汽供暖系统必须运行一段时间，停止一段时间，即采用间歇运行。这样会使房间温度上下波动。另外，由于蒸汽供暖系统间歇工作，管道内时而充满蒸汽，时而充满空气，管道内壁的氧化腐蚀要比热水供暖系统快。蒸汽供暖系统的使用年限要比热水供暖系统短，特别是凝水管更易损坏。,10:57:46,为什么民用建筑不适宜采用蒸汽供暖系统？ 但蒸汽供暖系统散热器表面温度高，易烧烤积在散热器上的有机灰尘，产生异味，卫生条件较差。由于上述跑、冒、滴、漏而影响能耗以及卫生条件差两个主要原因，在民用住宅建筑中不适宜采用蒸汽供暖系统。,10:57:46,供暖系统热媒的选择,供暖系统
23、热媒的选择,10:57:46,供暖系统型式,10:57:46,10:57:46,供暖系统型式,10:57:46,供暖系统型式,10:57:46,供暖系统型式,10:57:46,供暖系统型式,10:57:46,10:57:46,一、失热量 1、围护结构传热耗热量 2、冷风渗透耗热量 3、冷风侵入耗热量 4、其他途径散失热量 二、得热量 1、电热设备的散热量 2、人体散热量 3、太阳辐射进入室内的热量 4、其他途径获得的热量,第二节 供暖系统的热负荷概念,10:57:46,三、围护结构的热工要求 为了减少供暖耗热量，有必要对维护结构的热工性能做一定的要求。 1、最小传热阻 （1）围护结构内表面温度
24、 tn值应满足室内表面部结露的要求。 （2）室内空气温度tn与围护结构内表面温度 tn的温差不应太大。 2、经济传热阻 3、窗户层数、面积逾气密性 4、围护结构的防潮 5、建筑设计与构造,10:57:46,第三节 供暖系统的设备及附件,一、散热器 散热器的功能是将供暖系统热媒所携带的热量通过散热器壁面传给房间。 对散热器的基本要求主要有以下几点： 1.热工性能方面的要求 散热器的传热系数K值越高，说明其散热性能越好。可以采用增加外壁散热面积（在外壁上加肋片），提高散热器周围空气流动速度和增加散热器向外辐射散热的比例等措施来提高散热器的传热系数。,10:57:46,2.经济方面的要求 散热器传给
25、房间的单位热量所需金属耗量越少，成本越低，其经济性越好。 3.安装使用和工艺方面的要求 散热器应具有一定机械强度和承压能力；散热器的结构形式应便于组合成所需要的散热面积，结构尺寸要小，少占房间面积和空间；散热器的生产工艺应满足大批量生产的要求。,10:57:46,4.卫生美观方面的要求 散热器外表面光滑，不积灰和易于清扫。在公共建筑中，散热器的形式、色泽、装璜应与房间的内部装饰相协调。 5.使用寿命的要求 散热器应耐腐蚀，不易损坏和使用年限长。 按其制造材质，主要有铸铁、钢制散热器两大类。按其构造形式，主要分为柱型、翼型、管型、平板型等。,10:57:46,圆翼型,长翼型,10:57:46,柱
26、型散热器,10:57:46,闭式钢串片对流散热器示意图,钢制板型散热器示意图,10:57:46,散热器的布置,1.散热器一般应安装在外墙的窗台下，这样，沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响，使流经室内的空气比较暖和舒适。 2.为防止散热器冻裂，两道外门之间不允许设置散热器。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。 3.散热器一般采用明装，内部装修要求较高的营房可采用暗装。托儿所和幼儿园一般采用暗装或加防护罩，以防烫伤儿童。,10:57:46,4.在垂直单管和双管热水供暖系统中，一房间的两组散热器可以串联连接；贮藏室
27、、 洗室、厕所和厨房等辅助用室及走廊的散热器可与邻室串联连接。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。 5.在楼梯间布置散热器时，考虑楼梯间热气流上升的特点，应尽量布置在底层或按一定比例分布在下部各层。 6.铸铁散热器的组装片数，不宜超过下列数值： 二柱（132型）20片；柱型（四柱）25片；长翼型7片。,10:57:46,10:57:46,10:57:46,二、膨胀水箱及膨胀罐,膨胀水箱 膨胀水箱的作用是用来贮存热水供暖系统加热的膨胀水量。在重力循环上供下回式系统中还起着排气作用。膨胀水箱的另一作用是恒定供暖系统的压力。 箱上连有膨胀管、溢流管、信号管、排水管、循环
28、管和补水管。,10:57:46,膨胀管与供暖系统管路的连接点，在重力循环系统中接在供水总立管的项端；在机械循环系统中一般接至循环水泵吸入口前。,膨胀水箱与机械循环系统的连接方式 1膨胀管2循环管3热水锅炉4循环水泵,10:57:46,三、其他附件,热水采暖系统在充水前是被空气所充满。充水时，系统中的空气须不断排除。系统中污物应及时排除，以保证系统管路畅通无阻。否则影响系统的正常运行。 需要如下装置： 1、集气罐（或自动排气阀） 2、除污器,10:57:46,3、疏水器 蒸汽疏水器能自动阻止蒸汽逸漏、迅速排出凝水，同时能排除系统中积留的空气和其他不凝性气体。 4、减压阀 5、安全阀,10:57:
29、46,其原理：利用一些溶液表面对某种气体的吸收作用去除这种气体。 逆流填料塔，吸收剂，由塔上部喷淋，加湿填料，气体沿填料间隙上升，与填料表面接触而被吸收。 5高空排放 受技术条件限制，将未经过处理的或处理不彻底的废气排放到高空，通过在大气中的扩散进行稀释，使降落到地面的有害气体浓度不超过卫生标准中的规定。,10:57:46,其原理：利用一些溶液表面对某种气体的吸收作用去除这种气体。 逆流填料塔，吸收剂，由塔上部喷淋，加湿填料，气体沿填料间隙上升，与填料表面接触而被吸收。 5高空排放 受技术条件限制，将未经过处理的或处理不彻底的废气排放到高空，通过在大气中的扩散进行稀释，使降落到地面的有害气体浓
30、度不超过卫生标准中的规定。,10:57:46,第十章 供热系统,第一节 供热工程概论 利用热媒（水，汽或其它介质），将热源输送到各热用户的工程技术供热工程。 供热工程起源于19世纪，它是于1877年首先出现区域供暖，区域（集中）供暖的组成： 1热源：热电厂，区域锅炉房，将水加热到高温热水或汽。 2热网：区域供热热水管网或蒸汽管网组成的输配系统。 3热用户：生产，生活用热系统与设备组成的热用户。,10:57:46,区域热水锅炉房供热系统,10:57:46,区域蒸汽锅炉房供热系统,10:57:46,背压式供热：1直接汽轮机出来高压汽 2中间抽出，未完全膨胀,10:57:46,第二节 供暖系统分类,
31、冬季向建筑系统提供热量的工程设备被称为供暖系统。 一局部：热源与散热设备合并为一个整体，分散设置于各个房间里，称为局部供暖 特点：简易，脏或耗能大。 1火炉供暖 2煤气(天然气）供暖（壁挂炉） 3电热供暖 二集中供热系统，热源远离供暖房间，供热由热源，输热管道，散热设备构成。,10:57:46,10:57:46,三根据热媒不同，有热水供暖，蒸汽供暖，热空气供暖三类。 集中供暖的特点：供热量大，节约燃料，污染小，费用低。,10:57:46,第三节 热水供暖系统,以热水为媒介，又可分为： 按温度：1低温热水供暖系统（小于100度） 2高温热水供暖系统 按立管数：1单管 2双管 按循环动力：1自然循
32、环（重力）2机械循环 按管道敷设方式： 1 垂直式 2 水平式,10:57:46,一自然循环热水供暖系统 1组成： 锅炉，管道，散热器，高位水箱 2工作原理：热膨胀，冷收缩， 密度（比容）不同。造成压差， 因此自流动 3注意事项： 上水平干管要有向下的坡度（0.003），以便水中产生的气泡从水箱排走。（重力流动速度很慢，故气泡可逆行。） 回水管向下坡度 锅炉与散热器要有一定的高差（0.5 1.0），炉低，散热器高。,10:57:46,4使用：家庭或较小的独立建筑（4层以下。） 二机械循环热水供暖系统 1组成：锅炉，管道，水泵，散热器，膨胀水箱。如图。,1-泵 2-供水立管 3-供水干管 4-供
33、水 支管 5-散热器 6-回水立管 7-回水干管 8-循环泵 9-膨胀水箱 10-集气罐,10:57:46,2工作过程及布置 其中：水泵置于回水干管上 膨胀水箱通过膨胀管连在水泵吸入端，膨胀水箱置于最高处。（水泵吸水管处的压力为全系统的最小压力。） 作用：吸水膨胀的水。 维持水泵吸入口的压力恒定。 供水仰头走，回水低头走,10:57:46,双管：散热器的供、回水管是两根管道 单管：供回为一根，前散热器的回水为下一散热器供水。 三机械循环供暖系统举例： 1Fig11-2双管制上供下回（不宜用在四层以上建筑物 ）上页图,10:57:46,2fig11-3双管制下供下回，宜在有地下室，或顶层不宜布置
34、，干管的房间布置。（从下向上供水）,10:57:46,Fig11-4单管上供下回，管道简单，安装方便，无垂直失衡，经单管立管流入各层散热器的水温是递减的，而下层散热片数多，占地面积大。,10:57:46,同程系统：以上系统异程会因为立管离总立管的距离远近造成水平失衡。故提出同程系统，特点：各立管的循环路的总长度近似相等，因而环路的压力损失容易平衡。缺点：长度长，管径大，因而耗材多 平面面积很大的顺流供暖系统：用材少，便于快速施工，公共建筑，系统较大时，管道需补偿器。 平面面积很大的跨越式系统：它的放空气的措施与水平顺流式系统相同，允许在散热器上进行局部温度调节，适用于需要局部调温的建筑,10:
35、57:46,第四节 蒸汽供暖系统,以水蒸汽为热媒，在换热器中靠放出凝结水放出汽化潜热，的热量。因此： 需要蒸汽量小（热值高）， 且流速可以提的很高而不会较大阻力损失。 用于高层建筑，不会产生很大的静压力。 温度大，故传热系数K大，换热面积小， 管道可以较细，总之，初投资小， 缺点： 热惰性小，热得快，凉的快，适宜于礼堂，会堂，而不适于办公室，起居室 管道内蒸汽，空气转换快，内壁氧化腐蚀要厉害。 使用年限短，特别是凝结水管，更易损坏（8年）。,10:57:46,一低压蒸汽供暖系统 低压蒸汽供暖系统的凝结水回流，入锅炉有两种方式 1重力回水，蒸汽在散热器中放热后，变成凝结水，靠重力凝水管流回锅炉。
36、 2机械回水：凝结水沿凝水管 靠重力流入凝水箱，然后用凝结水管汲送凝水压入锅炉，这种系统作用半径大，工程中得到广泛应用。 注意：图中送汽低头走（以便凝结水流动）,10:57:46,疏水器：只允许凝水通过，而阻止蒸汽通过。以控制温度，流量。 工作原理：散热器放热不彻底，有蒸汽流入疏水器，波形囊伸长，使出水口（孔）减小，以至于被堵，气流受阻，在散热器进一步散发热量。当出口为水时，囊缩短，出口畅通，凝结水下流，工作顺畅，（同时也放出空气。）,10:57:46,3可能出现问题：饱和蒸汽在干管流动时，易形成一点“途凝结水”，若不及时排除，则高速流动的蒸汽与凝结水在遇到阀门等改变流向的构件时，可能会产生“
37、水击”现象（发出哐、哐的噪音，严重时，会破坏管件的接口的严密性，管路支架的稳定性）。 汽蚀现象解释：压力突然降低，水也会发生沸腾（水变为汽）现象，水泵吸水口有发生气蚀的可能，所以要设计好汲水高度。 凝结水箱通大气的原因： 保证泵吸水压头 用于空气的排放与回来。,10:57:46,二高压蒸汽供暖系统：（0.73)100,000Pa，被称为高压蒸汽。家庭不使用。 高压蒸汽供暖系统常与生产工艺用汽系统合为一个汽源。但生产用汽压力往往高于供暖压力。故常要减压处理。相对于低压，高压系统作用半径大管径小，流速大，为避免高压蒸汽和凝结水在立管中反向流动，发生噪音，产生水击现象，一般高压蒸汽供暖均采用双管上供
38、下回式系统。,10:57:46,第五节 供暖系统的管路布置注意事项,一在布置供暖管道之前， 1.要根据建筑物的使用特点及要求，确定供暖系统 的热媒种类、系统形式。 2.要确定合理的引入口位置。系统的引入口可设置 在建筑物热负荷对称分配的位置，一般在建筑物长度 方向的中点，并且要服从热力网的总体布局。 二在布置供暖管道时 应力求管道最短，便于维护管理，不影响房间美观。 在上供下回式系统中，对于美观要求较高的民用 建筑，或大梁底面标高过低妨碍供水或蒸汽干管敷设时， 才将干管布置在顶棚内，一般将它们设在顶层顶棚以下。,10:57:46,供暖系统的回水干管一般敷设在首层地面下的地下室或地沟中，也可敷设
39、在地面上。 下供下回式系统的供水(蒸汽)干管、回水干管敷设在管沟内或地下室的顶板下。 立管应布置在窗间墙处，有利于向两侧连接散热器。 管道穿过楼板或隔墙时，应在楼板或隔墙内预埋套管，套管的内径应稍大于管道的外径。在套管与管道之间，应用石棉绳塞紧。 在供暖系统中，金属管道会热胀冷缩(每m钢管温度每升高1便会伸长0012m) ，对于一个系统的管道，要合理地设置固定点和在两个固定点之间设置自然补偿或方形补偿器。,10:57:46,三膨胀水箱：上供下回式热水供暖系统的膨胀水箱常放置在顶棚内，在平顶房屋中则将膨胀水箱放置在专设的屋顶小室内，膨胀水箱由承重墙、楼板梁等支承。 下供下回式热水供暖系统中膨胀水
40、箱常放置在楼梯间顶层的平台上。 膨胀水箱外应有一保温小室以免水箱中水在停运时冻结，小室的尺寸应便于对膨胀水箱进行拆卸、维修工作。,10:57:46,一散热器的作用及对其要求 1作用：向房间供给热量，以补充房间的热损失，使室内保持需要的温度。从而达到取暖的目的。 过程：散热器中渡过热水或蒸汽，器壁被加热，当外壁面温度高于室内温度时，即为形成对流及辐射，其中大部分热以对流方式传给室内空气。 2对散热器要求 热工性能好（导热好） 经济（不用铜而铁或铝） 美观卫生，表面光滑，不易积灰尘，便于清扫 制造安装方便。,第六节 散热器,10:57:46,二常用散热器类型： 1铸铁 柱型，有二柱式，四柱式，五柱
41、式 在顶部，底部各有一对带丝扣的穿孔，供热媒进出，并将各片组成一组暖气包 优缺点：K大，易清扫，容易 组拼，制造工艺繁，劳动强度 大每组柱型散热器最好不多于 20片。片数过多不仅施工安装 困难，而且单位金属质量的散 热量低,10:57:46,圆（长）翼型，（一根，或二根气管） 优缺点：制造简单，耐腐蚀，造价低 承压差，易积灰，难清扫。,10:57:46,2钢串片对流散热器，由钢管，钢片，联箱，放气阀，管接头组成（通常用于气暖） 优缺点：承压高，体积小，重量轻，易加工 片间距小，不易清扫，耐蚀性差,10:57:46,新型散热器 4装修时的注 意事项：散热通道。,10:57:46,三散热器的布置
42、原则： 1有利于室内冷热空气的对流 2人们停留区应暖和，舒适，无冷空气直接侵扰 3少占使用空间，和有效空间，（如不布置在室中央） 位置 1窗户下面，热气上浮，能阻滞渗入空气沿墙及外窗直接侵入，且混合后，冷空气也已柔和。 2进深较浅，也可置于内墙，这样会形成图示的空气循环，有利于散热器的对流。,10:57:46,第七节 高层建筑供暖特点,一围护结构的传热系数 除一般性质外， 气象知识，室外风速从地面到上空是逐渐增大的，一般认为： 式中v0，h0：为基准风速和高度 vh,h：为计算风速和高度 V 增加，K增加，散热量增加。,10:57:46,二热辐射，夜晚 Q = T4 三关于室外空气的进入量 风
43、压作用下（风压对冷风渗透耗热量的影响） 冷风由迎风面缝隙渗入，热空气由背风面渗出。冬季的温差使得室外空气不断进入，通过楼梯，电梯间，管道井上升，最后由窗、门渗出。,10:57:46,热压作用规律：在室内外形成的空气流中 1较低楼层室外气压高于室内气压（外冷内热），故向内渗入。 较高楼层，室内高于室外，（热气上浮量大），向外渗。 整个建筑的渗入，渗出量相等。故有一中和面 热压的这种引起空气流动 的压力差为： r=Cr(hz-h)(w-n) hz中和面高度，h计算高度， Cr热压系数,10:57:46,r时，室外压力高于室内压力，冷风由室外渗入室内，这时，hhz,即这种现象产生于建筑物的下层部分
44、r时，室外压力低于室内压力，被房屋加热的空气由室内渗出室外，这时， hhz，（上层部分） 热压与风压的综合作用（供暖季节）,10:57:46,供暖季节，热压与风压总是同时作用在建筑物外围护结构上高层建筑外门，外窗的两侧的压力差是两者同时作用的结果 1迎风面一侧中和面上移（上页图）， 同一高度迎风面冷风渗透量较大 迎风面底层房间冷风渗透量最大 背风面中和面下移，同一高度背风面渗出量较大，背风面顶层房间渗出量最大 室内、外，室外随建筑物高度的增加，风速增加。不同的高度，风压不同。 附加：穿堂风的机理：风压（自然风） 温差引起的密度差（太阳光，阴影）,10:57:46,一传热的方式：面积，温差 1导
45、热：材料，厚度 ，温差dt q = / dt 2换热：液体的流动速度，温差， q = dt 3辐射：,第十一章 供暖系统的设计热负荷简介,10:57:46,过去的计算公式：Q = C F t C : 比热 某种物质的物性 二围护结构（墙，窗，地面，房顶）的耗热 1热交换量的计算： Q = K F t Q = （ i Ki Fi ti ） t = tn - tw ：温度修正系统 ：热辐射系统 K = f ( ， / ，)：K值越小越好。 站在节能的角度， 应增大。,10:57:46,2室内设计温度值（指房间内高度小于2m的空间的平均温度） 值班供暖温度：为了保证车间内设备的润滑油和各种管路中介质
46、不冻结，温度要求维持在5的水平，此温度称为。,10:57:46,3室外温度计算，依椐地区不同，差异很大。标准要求该温度为：计算地区历年平均每年不保证5天的日平均温度为基础，可以在5天内低于该温度。例如：北京的空调室外设计温度为 -12，表示一年之内比该温度低的天数不多于5天。 4围护结构的低限热阻与经济热阻 围护结构既要满足建筑结构上的强度要求，也要满足建筑热工方面的要求，要使建筑物具有热稳定性，（室内保持原有温度的能力）。对于相同的热流变化，不同的建筑物产生不同的室温波动，室温波动越小，则建筑物的热稳定性越好。,10:57:46,围护结构内表面温度不应低于室内空气的露点温度，从卫生要求来看，
47、多数用途的房间内表面是不允许结露的。并且，由于围护结构中所含水分增加，耗热量会增加，导致围护结构加速损坏。纵然内表面不结露，过低的内表面温度也会引起人体的不舒适，人体向外辐射热增大是不舒适的根本原因。限制围护结构内表面温度过分降低而确定的外围护结构的总传热阻称为低限传热阻。在冬季正常供暖，正常使用条件下，设置集中供暖的建筑物， 非透明部分外围护结构(门、窗除外)的总传热阻，在任何情况下都不得低于按冬季保温要求确定的这一低限传热阻,10:57:46,在一个规定年限(建筑物使用年限、投资回收年限、或政策性规定年限等)内，使建造费用与经营费用之和最小的外围护结构总传热阻称之为经济热阻。 建造费用(建
48、筑造价)包括 土建部分和供暖系统的建造费用。经营费用包括土建部分和供暖系统的维修费用及供暖系统的运行费用(水费、电费、燃料费、工资等) 影响经济热阻的因素很多，主要有以下几个方面。 (1)国家的经济政策：包括价格(能源、材料设备、劳动力价格等)，投资回收年限，贷款年限、利息等方面的政策。特别是能源价格对经济热阻影响很大。,10:57:46,(2)建筑设计方案：包括建筑的几何尺寸、形状、窗墙比、选用材料等。 (3)供暖设计方案：包括热媒种类及其参数，系统型式，选用设备和材料等。 (4)气候条件：气候条件直接影响到燃料费用，而在经营费用中燃料费用占较大比例，会对经济热阻产生明显的影响。 国内外许多资料分析表明，根据经济热阻原则确定的围护结构热阻值，都比目前实际使 用的热阻值大。从经济和节能角度来看，现阶段建筑外围护结构总传热阻应逐步增大,10:57:46,二加热进入室内的冷空气所需热量 由于门，窗的不严密，会有冷风（空气）从室外渗入室内，由于门的开启，人的进出，也会有空气进入室内，将这些空气