设备管理_建筑采暖系统设备概述

1 94 135 第2章建筑采暖系统 2 冬季室外气温较低 室内热量会通过围护结构传热到室外 为使室内保持所需温度 必须向室内供给相应的热量 2 1采暖系统的组成与分类 94 3 历史遗留问题 新中国成立后 我国开始对寒冷地区集中供暖 采暖地区的选择是历年月平均温度低于或等于5 的天气超过90天的华北 东北 西北地区 供暖的分界线则是秦岭 淮河线 近年来 随着地球气候的变化 雨雪分界线推到了长江以南 经常造成南方多个省市低温雨雪冰冻天气 再加上南方雨水偏多 湿度大 有时看起来只有零摄氏度上下的气温 其实比北方干冷的零下五摄氏度 甚至零下十摄氏度都要难熬 因为没有集中供暖 目前南方城市一般使用空调和电暖气来过冬 不利于节能减排 4 所有采暖系统均由以下三个主要部分组成 1 热源如锅炉房等 使燃料燃烧产生热 2 散热设备如散热器 辐射板等 散热量至空间 3 供热管道指热源和散热设备之间的连接管道 将热媒输送到各个散热设备 2 1采暖系统的组成与原理 分类 94 5 2 1采暖系统的组成与原理 分类 图2 1所示的热水采暖系统表示出了热源 输热管道和散热设备三个主要部分之间的关系 95 110 2 5 1散热器 112 2 5 2暖风机 正面 背面 由吸风口 风机 空气加热器和送风口等联合构成的通风供暖联合机组 112 2 5 3钢制辐射板 9 1 按设备相对位置分类 或根据作用范围的不同 1 局部采暖系统热源 热网 散热器三部分在构造上合在一起 如火炉采暖 燃气采暖 电热采暖 简易散热器采暖 2 集中采暖系统热源和散热设备分别设置 用热网相连接 热源集中向各个房间或建筑物供给热量 3 区域采暖系统以区域性锅炉房作为热源 供一个区域许多建筑物采暖 2 1采暖系统的组成与原理 分类 95 10 2 按热媒种类分类 1 热水采暖系统以热水为热媒的采暖系统 主要应用于民用建筑 2 蒸汽采暖系统以水蒸汽为热媒的采暖系统 主要应用于工业建筑 3 热风采暖系统以热空气为热媒的采暖系统 主要应用于大型工业车间 4 烟气采暖系统以高温烟气为热媒的采暖系统 主要应用于北方广大村镇 2 1采暖系统的组成与原理 分类 95 11 1 按系统循环动力的不同分为自然循环系统和机械循环系统 自然循环系统靠供回水的密度差进行循环 作用压力小 目前在集中式采暖中很少采用 机械循环系统靠机械动力 水泵 进行循环 作用压力大 目前在集中式采暖中较多采用 2 2热水采暖系统 1 热水采暖系统 95 2 按热媒温度的不同分为低温系统和高温系统 低温系统的供水温度为95 回水温度为70 高温系统的供水温度多采用120 130 回水温度为70 80 特点 热能利用率高 输送时无效热损失较小 散热设备不易腐蚀 使用周期长 散热设备表面温度低 符合卫生要求 系统操作方便 运行安全 易于实现供水温度的集中调节 系统蓄热能力高 散热均匀 适于远距离输送 分类 12 设P1和P2分别表示A A断面右侧和左侧的水柱压力 则P1 g h0 h h h h1 g P2 g h0 h h g h1 g 断面A A两侧之差值 即系统的循环作用压力为 P P1 P2 gh h g 2 1 由式 2 1 可见 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密度差 例如 供回水温度为95 70 则每米高差可产生的作用压力为 gh h g 9 81 1 0 977 81 961 92 156 KPa 2 2热水采暖系统 图2 3自然循环热水采暖系统工作原理图 P2 P1 P96 13 机械循环与自然循环区别 设置了循环水泵 2 2热水采暖系统 P97 图2 5机械循环双管上供下回式热水采暖系统 14 系统中的水在锅炉中被加热到所需的温度 用循环水泵作动力 沿供水管流入各用户 散热后回水沿水管返回锅炉 水不断地在系统中循环流动 膨胀水箱设在系统最高点处 用以接纳水因受热后膨胀的体积 这样可使整个系统在正压下工作 保证系统中的水不致汽化 避免了因水汽化而断水的现象 系统中水流的速度常常超过了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 在供水干管内要使气泡随着水流方向流动 应按水流方向设上升坡度 气泡聚集到系统的最高点 通过在最高点设排气装置 将空气排至系统以外 供水及回水干管的坡度根据设计规范i 0 002规定 一般取i 0 003 回水干管的坡向要求与自然循环系统相同 目的是使系统内的水能全部排出 有以下几种主要形式 2 2热水采暖系统P106 P97 图2 5机械循环双管上供下回式热水采暖系统 15 1 机械循环双管上供下回式热水采暖系统图2 5所示该系统与每组散热器连接的立管均为两根 热水平行地分配给所有散热器 散热器流出的回水直接流回锅炉 由图可见 供水干管布置在所有散热器上方 而回水干管布置在所有散热器下方 所以叫上供下回式 2 2热水采暖系统 P97 图2 5机械循环双管上供下回式热水采暖系统 16 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 特点 1 在地下室布置供水干管 管路直接散热给地下室 无效热损失小 2 在施工中 每安装好一层散热器即可采暖 给冬季施工带来很大方便 免得为了冬季施工的需要 特别装置临时供暖设备 3 排除空气比较困难 2 2热水采暖系统 P98 图2 6机械循环双管下供下回式热水采暖系统 17 3 机械循环中供式热水采暖系统 图2 7 从系统总立管引出的水平供水干管敷设在系统的中部 下部系统为上供下回式 上部系统可采用下供下回式 中供式系统可用于原有建筑物加建楼层或上部建筑面积小于下部建筑面积的场合 2 2热水采暖系统 P98 图2 7机械循环中供式热水采暖系统 18 4 机械循环下供上回式 倒流式 采暖系统该系统的供水干管设在所有散热器设备的下面 回水干管设在所有散热器上面 膨胀水箱连接在回水干管上 回水经膨胀水箱流回锅炉房 再被循环水泵送入锅炉 如图2 8所示 2 2热水采暖系统 P98 图2 8机械循环下供上回 19 2 2热水采暖系统 5 同程式系统与异程式系统若一个热水采暖系统中各循环环路的热水流程长短基本相等 称为同程式 相差很多时 称为异程式 在较大的建筑物内宜采用同程系统 图2 10同程式 图2 9异程式 P99 20 6 水平式系统水平式系统如图所示 图2 13 2 14 其连接方式有两种 2 2热水采暖系统 图2 13水平单管顺流式系统图2 14水平单管跨越式系统1 放气阀 2 空气管 P101 水平跨越式系统多用于大面积 多层民用和公共建筑 21 2 2热水采暖系统结束 22 2 3蒸汽采暖系统 水在锅炉中被加热成具有一定压力和温度的蒸汽 蒸汽靠自身压力作用通过管道流入散热器内 在散热器内放出热量后 蒸汽变成凝结水 凝结水靠重力经疏水器 阻汽疏水 后沿凝结水管道返回凝结水池内 再由凝结水泵送入锅炉重新被加热变成蒸汽 P102 疏水器 自动迅速地排出用热设备及管道中的凝水 阻止蒸汽逸漏 蒸汽采暖系统按照供汽压力的大小 可以分为三类 1 供汽的表压力高于70kPa时 称为高压蒸汽采暖 2 供汽的表压力等于或低于70kPa时 称为低压蒸汽采暖 3 当系统中的压力低于大气压力时 称为真空蒸汽采暖 2 3蒸汽采暖系统 70kPa 0 7个大气压 图2 15双管上供下回式蒸汽采暖系统 P102 24 1 双管上供下回式图2 15所示是双管上供下回式系统 该系统是低压蒸汽采暖系统常用的一种形式 2 3蒸汽采暖系统 图2 15双管上供下回式蒸汽采暖系统 水泵 P102 25 2 双管下供下回式该系统室内蒸汽干管与凝结水干管同时敷设在地下室或特设地沟中 在室内蒸汽干管的末端设置疏水器以排除管内沿途凝结水 但该系统供汽立管中凝结水与蒸汽逆向流动 运行时容易产生噪声 特别是系统开始运行时 因凝结水较多 容易发生水击现象 2 3蒸汽采暖系统 0 005 图2 16双管上供下回式蒸汽采暖系统 P102 26 3 双管中供式 图2 17 若多层建筑顶层或顶棚下不便设置蒸汽干管时 可采用中供式系统 2 3蒸汽采暖系统 图2 17双管中供式 图 P103 27 4 单管上供下回式 图2 18 该系统采用单根立管 可节省管材 蒸汽与凝结水同向流动 不易发生水击现象 但低层散热器易被凝结水充满 散热器内的空气无法通过凝结水干管排除 2 3蒸汽采暖系统 图2 18单管上供下回式 P103 28 与低压蒸汽供暖相比 高压蒸汽供暖特点 1 高压蒸汽供气压力高 流速大 系统作用半径大 2 散热器内蒸汽压力高 散热器表面温度高 因此 对同样的热负荷所需散热面积较小 但易烫伤人 易烧焦落在散热器上面的有机灰尘发出难闻的气味 安全条件与卫生条件较差 3 凝结水温度也高 多用在有高压蒸汽热源的工厂里 2 3蒸汽采暖系统 P103 29 2 3蒸汽采暖系统 图2 19高压蒸汽室内供暖系统示意图 P104 30 2 3蒸汽采暖系统 图2 20上供上回式高压蒸汽供暖系统图 P104 31 1 蒸汽采暖系统中散热器内热媒的温度等于或高于100 一般热水采暖系统中的热媒温度是95 所以 蒸汽采暖系统所需要的散热器片数要少于热水采暖系统 在管路造价方面 蒸汽采暖系统也比热水采暖系统要少 2 蒸汽采暖系统管道内壁的氧化腐蚀要比热水采暖系统快 使用寿命短 2 3蒸汽采暖系统 P104 32 3 在高层建筑采暖时 蒸汽采暖系统不会产生很大静水压力 不会压破最底层的散热器 4 真空蒸汽采暖系统要求的严密度很高 并需要有抽气设备 5 蒸汽采暖系统的热惰性小 即系统的加热和冷却过程都很快 它适用于间歇供暖 迅速供热的场所 如大剧院 会议室 工业车间等 6 蒸汽采暖系统的散热器表面温度高 易使有机灰尘剧烈升华 对卫生不利 热水采暖系统的散热器表面温度低 供热均匀 2 3蒸汽采暖系统 P105 33 2 3蒸汽采暖系统结束 P97 34 2 4辐射采暖系统 P105 2 4 1辐射采暖分类利用以辐射热为主要传热方式的辐射板作为采暖设备的一种采暖方式 根据辐射体表面温度的不同 辐射采暖可分为 1 当辐射体表面温度小于80度时称为低温辐射采暖 结构形式是把加热管 或其他发热体 直接埋设在建筑构件内而形成散热面 2 当辐射采暖温度在80 200度时称为中温辐射采暖 通常是用钢板和小管径的钢管制成矩形块状或带状散热板 3 当辐射体表面温度高于500度时称为高温辐射采暖 燃气红外辐射器 电红外线辐射器等 均为高温辐射散热设备 35 2 4辐射采暖系统 P105 2 4 2辐射采暖的热媒根据所用热媒的不同 分为 低温热水式 热媒水温度低于100 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 目前 应用最广的是低温热水辐射采暖 36 图2 21低温热水地板辐射采暖地面做法示意图 2 4辐射采暖系统 P105 2 4 3低温辐射采暖 37 图2 22低温热水辐射采暖系统地面分层实物图 P105 2 4辐射采暖系统 2 4 3低温辐射采暖 38 图2 24集水器 分水器现场安装图 P106 2 4辐射采暖系统 2 4 3低温辐射采暖 39 图2 25低温热水地板辐射采暖环路布置图 P107 图2 27低温热水地板辐射采暖环路布置形式 平行盘管回行盘管S形盘管 2 4 3低温辐射采暖 2 4辐射采暖系统 40 图2 28低温电热膜采暖顶板安装示