采暖——水暖系统PPT课件.ppt

传热基础知识 1 1 热量 什么是热 能量的一种表现形式 什么是热量 在温差作用下系统与外界传递的能量称为热量 有几种常用的热量单位 焦耳 J 1牛顿的力作用1米所作的功为1焦耳1GJ 1000MJ 1MJ 1000KJ 1KJ 1000J 卡路里 Cal 大卡 KCal 1000Cal 千瓦时 KWh 也叫度 国际单位 焦耳 2 几种热量单位间的转化 3 举例 20KCAL J KWH 4 答案 20KCAL 20000Calx4 2 84x10 J 20000cal 860 x10 3 23 25x10 3KWH 5 计算物体的得热量 失热量 重要概念 比热 1kg物质每升高 降低 1度所需要得到 失去 的热量称为物质的比热 水的参数 比热 4200J Kg 度 K Q cm tQ 得热量 单位为焦耳 J c 物体的比热 水的比热c 4200J Kg K m 物体的质量 单位为Kg t 物体的温升 单位为K或者 6 举例 例如 计算3L的水温度从18 升高到60 所需的热量 7 答案 例如 计算3L的水温度从18 升高到60 所需的热量 1L 1kgQ 3x4200 x 60 18 529200J即529 2KJ 8 计算混合物质的温度 9 举例 例如 在浴缸里将80L的60 热水与55L的20 的热水混合 浴缸里水最后的温度是多少 答案 43 7 10 传递方式 传导 物体各部分之间不发生相对位移时 依靠分子 原子及自由电子等微观粒子的热运动 而产生的热量传递 称为导热或热传导 是固体中热传递的主要方式 在不流动的液体或气体层中层传递 在流动情况下往往与对流同时发生 对流 流体各部分之间发生相对位移 冷热流体相互混掺所引起的热量传递过程 是流体 液体和气体 热传递的主要方式辐射 物体由于自身的温度而具有向外发射能量的本领 11 传递介质及其热交换方式 各种热传递方式的介质传导 固体 液体 气体对流 气体 液体辐射 不需要介质三种物质形态的热交换方式 气体 对流 辐射 传导液体 对流 辐射 传导固体 辐射 传导 12 2 温度 13 举例 例如 把55 转换为K和 分别是多少 K 55 273 328K 9 5 55 32 131 14 3 功率 概念 功率是指单位时间内吸收或消耗的能量w J s用来表示物体做功快慢的物理量 也就是描述在给定时间内发生能量变化的能力 在生产热水上 通俗讲可从水温变化的速度来判断出功率的大小 常用的单位有 瓦特 W 和千瓦 kW 1W 1J s1Cal s 4 2W1KWh 1000WX3600s 3600KJ s 3600KW 国际单位 瓦特 W 15 时间计算公式 16 举例 例如 你希望生产80L的60 热水以注满浴缸 当然还需要部分冷水进行混合 壁挂炉的功率是24KW 你需要多长时间才能得到这么多热水 冷水温度是20 t mxCx T P 80 x4 200 x 60 20 24 10 560s 17 每平方米所需水量 16的地暖管子每平方米 6m 所需水量为 m r h 密度 3 14 0 006 6 1000 0 678KG20的地暖管子每平方米 6m 所需水量为 m r h 密度 3 14 0 008 5 1000 1 0045KG 18 作业 24kw 28kw 36kw壁挂炉的热水产率如何计算 L min 假设冷水温度为20 热水温度为50 24KW的热水产出率为 11 4L min28KW的热水产出率为 13 2L min36KW的热水产出率为 17 4L minm T P c t 19 答案 P cm t Tm T P c t 24 10 4200 50 30 0 19L s 0 19 60 11 4L min 20 燃料计算公式 应用到燃料利用中 例如燃气壁挂炉的功率 表明壁挂炉在单位时间内的生产热量能力的大小 壁挂炉使用不同的燃气类型 天然气 液化气 人工煤气 不同类型的燃气具有不同的热值 Hi 壁挂炉功率表示一定体积 质量 的燃气在壁挂炉中燃烧 在一定时间内所能散发出来的热量大小 P HixV tV 燃料供应的体积t 燃烧时间V t 燃料供应速度 或Qv 21 举例 例如 G20 Hi 34 02MJ m 24kW燃气壁挂炉的额定耗气量是多少 忽略效率 V t P Hi 24 10 34 02 106 0 705x10 m sor2 54m h28KW的额定耗气量为 0 823x10 m s 2 96m h36KW的额定耗气量为 1 058x10 m s 3 809m h 22 4 壁挂炉效率 说明 壁挂炉输出功率与输入功率的比值 它表明了壁挂炉在不同方式下输出能量的能力高低 锅炉效率 锅炉效率 或热效率 锅炉输出功率与锅炉输入功率的比值 Ru Pu Pf 23 举例 例如 一台壁挂炉的额定功率 24KW 输入功率 或提供给壁挂炉的功率 26 6KW 这台壁挂炉的效率是多少 热效率 24 26 6 90 24 5 压力 概念 垂直作用在物体表面上的力叫作压力P F f绝对压力 通常用垂直作用于器壁单位面积上的力来表示压力 压强 的大小 这种压力称为气体的绝对压力 绝对压力值以绝对真空作为起点 相对压力 用压力表 真空表 U形管等仪器测出来的压力叫相对压力 又叫表压 相对压力以大气压力为起点 绝对压力和相对压力关系 P绝对 B P相对国际单位 帕斯卡 Pa 常用到的几个压强单位 毫米水柱 mmH2O或mmCE 标准大气压 atm 公斤力 Kg cm2 巴 bar 25 常见压力转换表 26 6 电路 欧姆定律U RxIU 电压 伏特 R 电阻 欧姆 I 电流 安培 电功率P UxIP 功率 瓦特 从U RxI 可推导出 P RxI 能量W UxIxtW 电阻R消耗的能量t 时间 27 测量方法 测量电压 测量电流 测量电阻 28 燃烧知识 29 燃烧知识 燃气种类燃气热值气质特点燃烧方程式不完全燃烧不正常火焰燃烧方式 30 1 燃气种类 说明 燃气可分为三类类1 人工煤气 焦炉气 水煤气等 类2 H型天然气 G20 甲烷 12TL型天然气 G25 10T类3 液化石油气 LPG 丙烷 丁烷 G3020Y 各类型的燃气都有其相应标准的输送压力 并且有一定的压力波动范围 燃气设备通常设计可适用一种或几种具有类似燃气性质的气体 当燃气设备需要变换使用气质时 需要进行燃气置换工作 如更换喷嘴等 燃气设备上的气质代码可表明设备适用气质的情况 31 2 燃气热值 燃气的高热值和低热值 标准工况下 高热值Hs 1m kg 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度 而其中的水蒸气以冷凝水状态排出时所放出的热量 低热值Hi 1m kg 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度 而其中的水蒸气以气体状态排出时所放出的热量 32 一些常见燃气的技术参数 33 3 气质特点 人工煤气 热值较低 杂质较多 运行价格比较便宜 天然气 热值较高 杂质较少 开采 运输 使用比较方便 是理想的城市燃气气源 液化石油气 热值高 运输方便 运行价格较贵 34 4 燃烧方程式 35 5 不完全燃烧 1 最普通的燃烧现象 空气的供应量大于理论计算值 所以在燃烧产物中会含有部分未参与燃烧的空气 当参与燃烧的空气量不足时 会发生不完全燃烧因空气量不足导致燃料不能完全充分燃烧 未完全燃烧的部分燃料会和空气中的氧气结合生成具有污染性的 甚至是有毒性的气体 其中主要是CO和NOx 36 1 CO 一氧化碳 当空气中的一氧化碳浓度超过100ppm 体积浓度表示法 一百万体积的空气中所含污染物的体积数 即ppm 时 人就会感到头痛 当浓度更高时 甚至可致命 CO产生的原因 燃烧器或主换热器脏 通风管道堵塞或通风量太小 烟囱太细或不够高 错误的燃气喷嘴型号都可导致燃烧产物中含有过量CO 37 2 NOx 氮氧化物 包括 NO NO2 等等影响NOx产生的主要三个因素有 燃烧温度 空气量 燃烧时间 若减少空气量 可以减少NOx 但是在此同时不增加CO的含量燃烧时间短 低氮氧化物壁挂炉采用一种全预混燃烧器 没有二次空气 同时配备变频风机 它在工作时 形成地毯式的短型火焰 所以在燃烧时 燃料分子可以迅速通过火焰而没有足够的时间形成NOx 38 6 不正常燃烧时火焰情况 回火 如果进入燃烧器的燃气流量不断减少 即气流速度不断减少 最后由于气流速度小于火焰传播速度 火焰将缩进燃烧器 称为回火 脱火 若气流速度不断增大 达到一定程度后 火焰将被吹熄 称为脱火 黄焰 正常的燃烧火焰颜色应为蓝色 若发生不正常燃烧 颜色将变成黄色 俗称黄焰 39 燃烧方式 扩散式燃烧 此种燃烧方法即燃气与空气不预先混合 而是在燃气喷嘴口相互扩散混合燃烧 整个燃烧过程所需的总时间近似等于燃气与空气之间扩散混合的时间 优点是燃烧稳定 不易发生回火和脱火 且燃具结构简单 但其火焰较长 过量空气系数偏大 燃烧速度慢 易产生不完全燃烧 使受热面积积炭 因其燃烧稳定 且对空燃配比要求不高 这种燃烧方式多为欧式普通壁挂炉所采用 40 预混部分空气燃烧 此种燃烧方法即燃烧前预先将一部分空气与燃气混合然后进行燃烧 因为一次空气是依靠一定速度和压力的燃气 从喷嘴喷出的引射作用从大气中引入的 所以称这种燃烧方法为大气式或引射式燃烧 优点是燃烧火焰清晰 燃烧强化 热效率高 但燃烧不稳定 对一次空气的控制及燃烧组分要求较高 韩式壁挂炉均采用此种燃烧方式以提高燃烧效率 燃烧方式 41 全预混燃烧 此种燃烧方法即燃气所需要的空气 在燃烧前已完全与燃气均匀混合 一次空气系数等于燃料完全燃烧时的空气过量系数 在燃烧过程中不需要从周围空气中取得氧气 当燃气与空气混合物到达燃烧区后 能在瞬间燃烧完毕 这种燃烧方法 只要燃烧器出口有热源 燃烧在瞬间完成 而且没有火焰产生 故称为无焰燃烧 燃烧速度快 燃烧强度大等特点 其炉膛容积热负荷可为扩散燃烧热负荷的数百倍 而且燃烧完全 因此种燃烧器采购成本较高 目前仅有原装进口的部分冷凝机型和少数国产品牌作为概念产品采用 燃烧方式 42 低NOX燃烧与全预混燃烧 43 低NOX燃烧器一 NOX生成机理燃气燃烧生成的NOX主要是NO 反应 O2 N2 2NO 180kJ烟气中NOX来源于空气及燃料中N 在高温下生成 造成污染 烟气中NOX的种类 1 热力型 温度型 NOX 空气及燃料中N 在高温下生成 2 快速型NOX 碳氢化合物燃烧 当燃料过浓时在反应区会快速生成NO 3 燃料型NOX 煤中氮化物热分解和氧反应生成NO 燃气燃烧生成主要是热力型NOX 44 二 影响温度型NO生成的因素1 温度 关键因素 1500 C以上开始生成NO 随着温度上升 NO剧增 2 烟气停留时间烟气停留时间长 特别是在高温下停留时间长 NO生成量增加 低NOX燃烧器 45 低NOX燃烧器 3 过量空气系数 影响O2浓度和燃烧温度 当 接近1时 NO生成量最大 因为当 远小于1时 燃料过浓 O 不易与N2生成NO 而当 远大于1时 燃烧温度降低 NO也减少 46 低NOX燃烧器 三 控制温度型NO生成的方法1 降低燃烧温度水平 2 降低氧气浓度 在浓燃料下燃烧 3 缩短烟气在高温区内停留时间 4 使燃烧在远离 1的条件下进行 47 低NOX燃烧器 空气分段或燃料分段 降低火焰平均温度和峰值温度 降低NO 空气分段燃烧器 一 分段燃烧法 48 低NOX燃烧器 二 浓淡燃烧法淡火焰为全预混 火焰较短 浓火焰空气不足 火焰拉长 减缓发热速率 使总的火焰温度下降 由于两侧空气的挤压作用 使火焰向内侧倾斜 浓火焰会加热淡火焰的烟气 使燃烧温度降低 49 浓淡燃烧法热水器 常有2种方式 通过改变引射器和火排形式来实现 1 第一种方式 浓淡火排交叉 奇数火排上进行浓燃烧 偶数火排上进行淡燃烧 两者平行交替 称为浓淡火排 2 第二种方式集浓淡燃烧于单独一个火排上 即在一个火排的某些火孔上进行浓燃烧 而另外一些火孔上进行淡燃烧 浓 淡火孔交替分布 第二种技术比较复杂 第二种方式为浓淡火孔 50 低NOX燃烧器 3 烟气再循环部分烟气循环与新鲜燃气混合 降低燃烧温度 因而降低NO 同时利于着火 51 全预混式燃烧一 特点1 燃烧速度快 火焰很短甚至看不出2 容积热强度高100 200 106kJ m3 h 3 6 104kW m3 3 空气过剩系数小 1 05 1 10 燃烧温度高4 燃气与空气全预混 火焰传播能力强 但由于温度高 容易回火5 热效率高 40 的燃烧热以辐射传热二 燃烧器形式陶瓷板红外线燃烧器金属纤维全预混燃烧器金属板式全预混燃烧器 52 全预混式燃烧 设多孔均流板使头部火孔的混气压力和流量均匀 防止回火 图 多孔金属板式全预混燃烧器的温度分布 数值模拟 53 全预混式燃烧 试验结果28kW的冷凝式壁挂炉上安装平板式全预混燃烧器 12T天然气 压力2kPa在高 低热负荷下都能稳定燃烧 热负荷 93 6 98 6 热水产率 95 9 99 1 热效率 100 105 排烟温度40 50 烟气中CO 189 315ppmNOX 15ppm 54 基本概念 1 高热值 在标准状态下1立方米 1公斤 燃气完全燃烧 包括水蒸气潜热在内的发热量 2 低热值 在标准状态下1立方米 1公斤 燃气完全燃烧 不包括水蒸气潜热在内的发热量 3 相对密度 相等体积的燃气与空气的质量比 标准状态 5 热负荷 在相同状态下燃气的低热值和体积流量的乘积6 额定热负荷 在额定压力下 使用基准气在单位时间内排出的热量 天然气2000Pa 液化气2800Pa 人工煤气1000Pa 7 热效率 有效利用热量占燃气完全燃烧总发热量的百分比 水所吸收的热量 55 8 离焰 火焰从燃烧器火孔完全或部分离开的现象9 回火 火焰在燃烧器内部燃烧的现象10 黄焰 由于一次空气不足 燃烧时产生的黄色火焰 该火焰与冷面接触产生黑烟11 爆燃 燃气与空气混合后的急剧燃烧现象 燃烧噪音超过85dB 火焰溢出燃烧室12 水气联动装置 水流动时将主火燃气的供应通路打开 水停止流动时切断主火燃烧器的燃气通路的装置13 密封结构 燃烧系统和排烟系统与室内空气隔离的壳体结构14 燃烧室 燃气在其中燃烧 与热交换器连接的筒体 56 燃气种类技术参数 1 液化石油气 代号Y 主要成分丙烷 丙烯 丁烷 少量丁烯 甲烷 低热值93 60 113 80MJ NM3 22000 25000Kcal NM3 10900Kcal kg 相对密度1 807 理论空气量27 35NM3 NM3 理论烟气量29 6NM3 NM3 引射空气指数20 346 着火温度450度 额定工作压力2800Pa 2 天然气 代号T主要成份甲烷98 丙烷0 3 异丁烷0 3 重碳氢化合物0 4 氮气1 低热值36 2MJ NM3 8657Kcal NM3 相对密度0 573 理论空气量9 6173NM3 NM3 理论烟气量10 6208NM3 NM3 引射空气指数12 705 额定工作压力2000Pa3 人工煤气 代号R分为焦炉煤气 直立炉煤气 混合煤气 发生炉煤气 水煤气等 低热值在5 7 19 0MJ NM3 相对密度0 36 0 9 额定工作压力1000Pa 4 沼气 属人工气的一种 但有不同 主要成份甲烷60 70 二氧化碳30 40 还有少量的一氧化碳和氢 低热值22 25MJ NM3 额定压力1000Pa 57 供暖系统的构成 58 供暖系统分类 市场常见供暖系统可分为 A 集中供暖热媒和散热设备分别设置 用热媒管道连接 由热源向各个房间或建筑供给热量的供暖系统 B 分户供暖热媒制备 热媒输送和热媒利用都在一起的供暖系统 59 60 61 集中供暖系统 62 现存集中供暖存在的问题 一次能源利用率低现存主要供热热源为燃煤大型落地锅炉 一次能源的利用效率多集中在30 到50 同时造成对环境较大的排放污染 大系统存在的计量收费的难题由于传统的垂直单管或双管系统的先天不足 很难实现对用户的用热情况进行计量并收费 现推广的分户系统也需要增加很多投资 因此造成的直接后果就是用户对能源消耗情况漠不关心 供热企业负担沉重 能源的大量消耗带来直接的环境问题 采暖时间和室内温度的调节不能根据用户的意愿进行相应的调节 63 分户供暖系统 64 分户独立采暖系统优点 一 对地产开发公司1 解决采暖收费难的问题2 运行维护可以高枕无忧3 没有室外管网的困扰4 同时解决生活热水供应5 运行经济 卫生环保6 真正体会节能带来的实惠 65 分户独立采暖系统优点 二 对燃气公司1 能够充分利用现存的燃气输配管线为满足用户日常生活使用燃气的需要 必须建设燃气输配管线 燃气调压站和燃气计量表 使用燃气分户独立热源 仅需要适当加大燃气供应管道的输送能力并选择流量大的燃气表 2 增加了天然气在一次能源中的市场份额 有利于燃气公司尽快收回投资 使用燃气独立分户供热系统 除了满足冬季舒适采暖需求之外 同时全年供应家庭生活热水 比如 对一个普通的终端用户 以100平米的住宅 三口之家为例 预计的全年燃气消耗量约为1600 2000m 其中大约1300m 用于采暖目的 其余300 600m 用于家庭洗浴热水的供应 66 分户独立采暖系统优点 三 对最终用户1 室温控制可以随心所欲2 采暖时间完全自由掌握3 设备运行经济可靠4 供热收费公平合理5 舒适供应生活热水6 灵活选择散热设备7 真正体会节能带来的实惠 67 热源 管网系统和散热设备 68 主要内容 1 供暖系统的热源2 管网系统和主要部件3 散热设备 69 1 常见热源 热媒 一般热媒有热水 蒸汽 空气和电辐射水作为热媒的优势 1 传热快2 蓄热性好3 安全性高4 成本低廉 70 71 2 管网系统 72 水泵 水泵是用于输送液体的机械 水泵的主要性能参数 1 扬程 是指单位重量液体经过泵后所获得的机械能 单位为kPa mbar mH2O等 2 流量 在单位时间内通过泵体的流体体积或质量 单位为m3 h L s kg h等 3 轴功率 由电动机或传动装置传到泵轴上的功率 称为泵的轴功率 单位为kW 73 4 效率 泵的输出功率 有效功率 与输入功率 轴功率 之比 称为泵的效率 5 泵的必需气蚀余量 为了防止泵内气蚀 泵运行是在泵进口附近的暂铅截面上单位重量液体所必须具有的超过汽化压力的富裕压力值 该值通常由泵制造厂规定 泵的必须气蚀余量用NPSH表示 单位为kPa 6 水泵特性曲线 表示泵在一定的转速下 流量与其他基本性能曲线参数之间的关系 常见的性能曲线有扬程与流量的关系曲线 74 水泵的选型与水泵工作点 水泵型谱 水泵型谱是水泵厂家提供的 用于给出不同型号水泵所适用的工作范围 通过型谱可以确定所选择的水泵型号 P SQ 确定水泵工作点当水泵安装在系统上之后 系统的阻力S与系统流量Q决定了水泵在其特性曲线上的哪一点工作 系统的压力降 p与阻力S 流量Q之间的关系为 如果系统阻力S发生变化 泵的特性不会变化 但泵的工作点将发生变化 如图所示 当调节阀R关小时 系统阻力将增加 水泵的工作点将从A移到B 75 76 水泵运行工况的调节 系统在实际运行中 其流量往往是变化的 由于流量的变化必然会引起水泵工作点的变化 1 水泵出口管路节流调节如图所示 通过两通调节阀V改变流量 当将流量从Q1减少到Q2时 调节阀上的压降也会增加 p 即水泵的多余能量都消耗在阀门上 这种调节方式简单 可靠 方便 调节装置初投资低 但其能量损失大 为避免泵内汽蚀 一般不在泵入口处安装节流调节阀 77 78 水泵串联增加扬程 流量不变 2 水泵的串并联 79 水泵并联增加流量 扬程不变 80 去耦罐 在供暖系统中分别起到以下作用 排污 使系统杂质及污垢在此堆积并通过排污阀排除自动排气 通过自动排气阀排除系统内的空气水力分压 使每个分支水路相对独立运行 81 去耦罐工作原理 当一个供暖系统中一次循环及二次多回路循环同时存在 一 二次循环分别有自身的循环水泵 在这种情况下 循环泵之间可能相互影响 造成流量及扬程的不正常 水力分压器内部能产生一个压力损失衰减的区域 它能使一次及二次循环相对独立运行 如果一次水流与二次水流在相互交汇的区域压差忽略不计 它们之间不会互相影响 82 去耦罐的制作和应用 一次流量 二次流量 一次流量 二次流量 一次流量 二次流量 83 去耦罐的制作和应用 1 去耦罐尺寸要求去耦罐为保证良好的去藕作用 应保证去藕中水的流速为系统管路中流速的1 10 各接口之间应有足够的距离 具体尺寸见下图2 去耦罐的安装去耦罐应垂直安装 温度较高的水应连接在罐的上部 温度较低的水应连接在罐的下部 84 去耦罐的制作和应用 85 闭式膨胀水箱 膨胀水箱的作用1 提供多余空间给系统中因为受热体积膨胀的水2 维持密闭水系统压力的稳定密闭式膨胀水箱的结构及工作原理1 结构由外壳 隔膜 充放气口 系统接口组成 隔膜将膨胀水箱分成两部分 一部分充有一定压力的气体 另一部分与系统水相通 2 工作原理下图所示 86 密闭式膨胀水箱的工作原理 87 密闭式膨胀水箱的选型 膨胀水箱的选型主要的是确定膨胀水箱的容积 V 系统总水量 kg u2 系统最高工作温度时水的容重 l kg u1 系统最低工作温度时水的容重 l kg Pp 膨胀水箱预充气压力 绝对压力 Pmax 系统安全阀整定压力 绝对压力 膨胀水箱内预充压力膨胀水箱安装位置的静压 0 3bar 88 举例 89 密闭式膨胀水箱的安装位置 安装在水泵入口 90 密闭式膨胀水箱的安装位置 安装在水泵出口侧 91 自动排气阀 作用 自动排除系统中的气体 安装位置 安装在系统最高处及系统中容易集气的位置 水中的气体对系统运行的不良影响 水力工况变差 产生噪音 散热器传热效果变差 92 安全阀 作用 防止系统超压 当系统压力过高时 安全阀自动打开放水 待压力下降后自动关闭 93 温控阀 作用 通过调节散热器的水流量 来调节散热器的散热功率 从而达到温控阀所设定的供暖温度 并自动保持房间内的设定温度 原理 感温包和阀芯安装 水平安装 以便周围空气能够顺畅流经传感器 减少供暖管道热气的影响 保证传感器正常工作 94 结构图和安装图 95 96 温控阀 优点 1 可以保证各个房间单独调节温度 提高舒适度 2 利用自由热 节能20 平衡阳光 散热设备等的因素 3 部分解决水力失调问题缺点 1 需要预留一个常通的循环支路 2 调节速度较慢 如当室外温度很低 温控阀并不能主动加大采暖功率 只有当由于室外温度的降低 使得室内温度也降低的情况产生后 温控阀才会开大阀门 增加供暖功率 97 散热器角阀 安装于散热器尾部回水管上的角阀 应满足两个功能 可以进行各个散热器之间的水力平衡的调节 可以起到关断作用 98 管道 一 钢管与其他管材相比 钢管价格低廉 所以常用于采暖系统 对于生活热水管道系统 使用有防锈作用的镀锌钢管 二 铜管主要使用紫铜管道 铜管有可低温焊接的特点 使得连接密闭可靠 焊接灵活简单 抗腐蚀能力很强 三 塑料管空气可与金属管道接触 使管道腐蚀 所以可使用塑料管材 99 供热系统基础知识 100 主要内容 1 采暖 生活热水负荷计算2 不同的管路系统3 系统阻力计算 101 1 负荷计算 A 采暖负荷 B 热水负荷 考虑用水点数量及同时使用率 也可从设计院 房屋设计单位获取房屋实际的热负荷情况 对于两用型锅炉 需根据采暖和热水负荷较大者确定设备功率 对于热水使用量要求较高的用户 可以使用单采暖锅炉 储水罐的配合 102 负荷计算 采暖热负荷 采暖的热量 系统的热损失系统热损失主要取决于 系统内外温差保温情况通过房间的空气量等 103 以右图为例 房间的采暖热负荷包括 外墙散热量外窗散热量屋顶散热量地面散热量户门传热量隔墙传热量冷风渗透耗热量冷风侵入耗热量 负荷计算 采暖热负荷 104 负荷计算 采暖热负荷 采暖负荷估算 采暖热负荷的体积热指标估算Qn 采暖热负荷Wtn 室内空气温度 tw 室外供暖计算温度V 建筑的体积m3qn 体积热指标根据建筑的保温情况宜取0 4 0 7 105 a 修正系数 请参考下表 106 采暖热负荷的面积热指标估算Qn F qfQn 采暖热负荷WF 建筑物的建筑面积 m2qf 供暖面积指标 W m2 指每1m2的供暖设计热负荷 负荷计算 采暖热负荷 采暖负荷估算 107 qf 108 负荷计算 采暖热负荷 影响采暖运行费用的因素 影响用户燃气耗量的因素主要有 1 气候条件2 室内温度3 土建结构4 房间位置5 家庭人员组成及生活习惯6 四邻入住情况7 入住前期费用较高 109 负荷计算 生活热水热负荷 热水加热的基本计算公式 tr tl 热水 冷水温度 m 热水流量L minQ 加热功率kWC 常数0 07 110 作业 把以下参数表里的热水器具的热负荷计算出来 111 2 不同的管路系统 单管系统 双管系统 章鱼式系统 112 单管系统 113 114 双管系统 115 双管异程系统 如右图所示 该系统采暖水流过每个散热器的管道长度均不相同 所以造成采暖水流过每个散热器的沿程阻力不同 在采暖调试时 需要对采暖系统进行水力平衡调节 116 双管同程系统 相比较与双管异程系统 双管同程系统采暖水流过每组散热器的管道长度均相等 虽然在系统安装时会增加一条管道的造价 但不需要安装其它的平衡设备 前提是每个末端的负荷一样大 当系统可以组成一个闭合环路时 就可以省去第三条管路 117 章鱼式 这种系统是通过集 分水器直接和每个散热器相连 其突出特点是 A 散热器和集 分水器之间没有其它分支回路和接口 B 使用小管径的聚丁烯 也可是PP R PAP等 管道 并放入套管中 浇筑在地板中 C 使用专用接口连接散热器和集 分水器之间的管道 连接更为可靠 施工更容易 118 章鱼式系统的优点为 A 真正达到分开控制每组散热器的目的 B 由于可以控制每个散热器 可以更好的控制各个空间的散热情况 由于章鱼式系统的供 回水管道安装在地板下 所以 供暖管道外要加装套管 套管的管径较供暖管道管径大10 到30 之间 套管转弯时的半径要大于套管本身半径 119 如何区分单管和双管系统 区分单管双管看末端当有一组末端关断这一支路的流量就为零 或者系统流量不改变的是单管系统每个末端可独立关断而不影响其它末端工作 同时对系统的总流量产生一部分影响的是双管系统 120 3 校核系统阻力 阻力计算 系统的阻力Hv包括 沿程阻力 局部阻力沿程阻力Hv1 当热媒沿着管道流动时 由于流体分子间及其与管壁间的摩擦所造成的能量损失沿程阻力的影响因素 1 d v2 即与管材的管径 热媒的性质和流速有关 121 局部阻力Hv2 当热媒流过系统管道的一些附件 如阀门 弯头 三通 散热器等 时 由于流动方向或速度的改变而产生的局部涡旋和撞击所损失的能量 局部阻力的影响因素 k v2 即与管道附件的形式和热媒的流速相关 总结一下 不论是沿程阻力还是局部阻力 都和流量的平方成正比关系 即如果流量变为原来的2倍 系统的阻力会变成原来的4倍 122 校核系统阻力 校核水泵流量扬程曲线 1 确定系统流量2 根据设备有效扬程曲线确定扬程3 计算在设计流量下的系统阻力4 比较系统阻力与水泵扬程 在设计流量下 的大小5 若扬程偏小 要重新设计管路 6 如果必要 需考虑外加水泵 123 注意 如果没有外置水泵的话 请参考说明书中壁挂炉有效流量扬程曲线 有效扬程 mbar Plus扬程曲线 水流量 l h 124 设计供暖系统 125 主要内容 1 散热器系统的设计2 地板辐射采暖系统设计3 风机盘管系统设计 126 1 散热器系统的设计 散热器的选型选型原则 对于散热器的选型 首先应根据房间的采暖计算热负荷与散热器的散热量相等的原则 同时考虑居室热舒适性 房间的美观协调来确定散热器的型号及尺寸 即 1 散热器应尽量放置在窗下2 散热器的长度应接近窗的宽度 127 功率的选择 通过计算房间所需要的热负荷 正确选择散热器的功率 类型的选择 在选择散热器类型时应考虑安装位置 散热器的最佳安装位置为窗下或冷墙 在注重散热器装饰性的同时 也要保证散热功能 过细或过度弯曲的管道也会影响散热功能 128 散热器的安装 安装位置的选择 最佳的安装位置为窗户底部或者冷墙壁上 见左下图 虽然这样做会增加房间的热量损失 但是这样能够使热量在室内的分布更加均匀 使室内更加舒适 散热器安装位置对室内温度的影响分布的影响见右下图 129 对于面积较大的起居室 最好安装两组散热器 这样可以使室内温度更加均匀 不要将散热器安装在窗帘后 不应人为影响散热器的散热 如 给散热器加罩 会损失10 到20 的对流散热和所有的辐射散热 散热器上堆放杂物 130 散热器的安装 接管连接方法的选择 散热器的进 出口成对角线时 它的散热效果最佳 当散热器长度小于1米时 它的进 出口也可以在同侧安装 131 为了更好地散热 应注意散热器与地板以及与墙体之间的距离 散热器距地板应保持100mm的距离 散热器距墙体应保持35 50mm的距离 散热器安装距离 132 安装注意事项总结 1 散热器安装位置应利于散热器的散热2 散热器固定应牢固3 散热器支管应根据采暖系统方式预留合理的坡度以便于放气4 安装时注意不同连接方式施工不当引起的问题5 注意因阀门开关位置或质量问题引起调试时的问题 133 2 地板辐射采暖 地暖部分设计要求1 低温热水地面辐射供暖系统的供 回水温度应由计算确定 供水温度不应大于60 民用建筑供水温度宜采用35 50 供回水温差不宜大于10 2 表面平均温度计算值应符合下表的规定 134 3 计算全面地面辐射供暖系统的热负荷时 室内计算温度的取值应比对流采暖系统的室内计算温度低2 或取对流采暖系统计算总热负荷的90 95 135 4 在住宅建筑中 低温热水地面辐射供暖系统应按户划分系统 配置分水器 集水器 户内的各主要房间 宜分环路布置加热管 5 连接在同一分水器 集水器上的同一管径的各环路 其加热管的长度宜接近 并不宜超过120m 管道之间的距离应不大于30cm 6 加热管的布置宜采用回折型 旋转型 或平行型 直列型 136 7 加热管的敷设管间距 应根据地面散热量 室内计算温度 平均水温及地面传热热阻等通过计算确定 8 加热管内水的流速不宜小于0 25m s 9 地面的固定设备和卫生洁具下 不应布置加热管 137 常见管道 常见建筑用塑料类管材 PVC聚氯乙烯管PVC C聚氯乙烯耐热管PE聚乙烯管LDPE低密度聚乙烯管MDPE中密度聚乙烯管HDPE高密度聚乙烯管PP聚丙烯管PP H均聚聚丙烯管 耐压较高 但易低温脆化 PP B嵌段共聚聚丙烯管 耐压低于PP H PP R无规共聚聚丙烯管PE X交联聚乙烯管PERT非交联热塑性聚乙烯管PB聚丁烯管PAP铝塑复合管XPAP交联铝塑复合管 138 地板采暖系统布管设计 回字型通常可以产生均匀的地面温度 并可通