暖通讲义-采暖.ppt

,第八章采暖第一节采暖方式、热媒及系统分类何谓采暖？采暖系统的组成：热媒制备（热源）、热媒输送、热媒利用（散热设备）。,采暖方式：集中采暖与分散采暖；全面采暖与局部采暖；连续采暖与间歇采暖；值班采暖,采暖方式的选择：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，技术经济比较确定。,集中采暖的热媒及其选择：常用的为热水与蒸汽,采暖系统的分类：按采暖系统使用热媒可分为热水采暖系统和蒸汽采暖系统；按采暖系统中使用的散热设备可分为散热器采暖系统和热风采暖系统；按采暖系统中散热方式的不同分为对流采暖系统和辐射采暖系统。,第二节采暖系统的设计热负荷,采暖室内空气计算温度tn：民用、工业室内空气流速：民用、工业；室外计算温度：采用历年平均不保证五天的日平均计算温度。,采暖系统设计热负荷的计算何谓采暖系统的设计热负荷？指在设计室外空气计算温度twn下，为达到要求的室内温度tn，采暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量Q。理论计算：设计热负荷的估算：,一、热水供暖系统系统原理：,热源（热水）,供热管道,用户,回水管道,第三节对流采暖系统,热水供暖系统的分类情况：按热媒参数分：低温热水供暖系统和高温热水供暖系统；按系统循环动力分：自然循环系统和机械循环系统；按供、回水方式分：上供下回式、下供下回式、中供式、下供上回式、混合式系统；按散热器的连接方式分：垂直式系统和水平式系统；按各并联环路水的流程的不同分：同程式、异程式系统；按连接散热器的管道数目不同分为：双管、单管系统。,自然（重力）循环热水供暖系统1.工作原理及其作用压力（1）系统工作原理,（2）自然作用压力（循环动力）,2.自然（重力）循环热水供暖系统的型式主要分：单管和双管两种型式,3.自然（重力）循环热水供暖系统的特点与应用特点：系统装置简单，维护管理方便，运行时无噪音、不消耗电能。但是，该系统作用压力小，管径大，作用半径受到限制（不超过50米）。应用：占地面积较小的单幢建筑物。（例如：家用土暖气）,机械循环热水供暖系统系统组成与工作原理,1.无计量的机械循环热水采暖系统（1）垂直式系统上供下回式热水供暖系统：,下供下回式热水供暖系统：,中供式热水供暖系统：,下供上回式（倒流式）热水供暖系统：混合式系统：,（2）水平式系统,顺流式,跨越式,水平式与垂直式系统的比较水平式系统总造价，一般比垂直式系统低；管路简单，无穿过各层楼板的立管，施工方便；有可能利用最高层的辅助空间（楼梯间等）架设膨胀水箱，既降低了建筑造价，又不影响建筑物外形美观；水平式系统适合进行热计量，应用前景良好；弱点：系统运行时，易出现水平失调，尾端散热器面积较大。,（3）高层建筑热水采暖系统分区式：,单双管混合系统：,同程式与异程式系统：,2.住宅建筑（分户计量）的机械循环热水采暖系统适合热计量的采暖系统应具备的条件：（1）调节功能（2）与调节功能相适应的控制装置（3）每户有热计量功能系统形式大体分为两种：传统的垂直的上下贯通的所谓单管式或双管式适应按户设置热量表形成的单户独立系统的新形式,（1）楼内为垂直单管跨越系统：（2）楼内为垂直双管系统,（三）有关热水供暖系统的几个问题1.从系统中排除空气的问题（1）热水系统存气的危害（2）热水系统存气的原因（3）排气方法集气管排气,2.在系统中水受热膨胀问题膨胀水箱的结构与连接：,二、蒸汽供暖系统热媒：蒸汽原理：利用蒸汽的汽化潜热。即蒸汽进入散热器后，充满散热器，通过散热器将热量散发到房间内，同时蒸汽冷凝成同温度的凝结水。系统分类：按压力不同分：高压蒸汽采暖系统（系统表压力高于70kPa）低压蒸汽采暖系统（系统表压力高于当地大气压，低于或等于70kPa）真空蒸汽采暖系统（系统压力低于大气压力）,按照蒸汽干管布置的不同：上供式、中供式、下供式；按立管的布置特点：双管式（多用）和单管式；按照回水动力不同：重力回水和机械回水。,（一）低压蒸汽采暖系统1.系统原理,2.有关低压蒸汽供暖系统的几个问题恒温式疏水阀,（二）高压蒸汽供暖系统特点：压力大，温度高，经济性好。但是，卫生条件差，易烫伤人。一般应用于工业厂房。,1.蒸汽供暖系统的初投资少于热水供暖系统。2.蒸汽供暖系统的使用年限比热水供暖系统短。3.对高层建筑，蒸汽供暖系统比热水供暖系统具有优势。4.蒸汽供暖系统的舒适性比热水供暖系统差。5.蒸汽供暖系统与热水供暖系统的热惰性不同，适合不同的场所。6.蒸汽供暖系统的安全卫生条件较差。7.蒸汽供暖系统中，疏水设备易出问题，造成能源浪费。,（三）蒸汽供暖与热水供暖的比较,三、热风采暖与空气幕1.原理先将空气加热，送入室内，进行供暖。2.加热方式可利用蒸汽、热水或烟气。3.特点热惰性小、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，适宜于耗热量大的高大空间建筑和间歇采暖的建筑。4.形式根据送风方式：集中送风、风道送风、暖风机送风；按被加热空气来源：直流式、再循环式、混合式。,5.暖风机（1）外形与结构,（2）暖风机的布置,6.热风供暖系统与蒸汽或热水供暖系统的比较：（1）热惰性小，升温迅速，特别适合人们短时间逗留的场所（体育馆、影剧院等）。（2）热风供暖系统可与送风系统结合，兼有通风换气作用。（3）热风供暖系统与蒸汽或热水供暖系统相比，噪音较大。,7.热空气幕：何谓空气幕？分类：按照空气分布器的安装位置：上送式、侧送式、下送式；按送出气流温度：热、等温、冷空气幕。,第四节辐射采暖系统,一、辐射采暖分类：低温辐射采暖：辐射表面温度小于80度；中温辐射采暖：80-200度；高温辐射采暖：高于500度。二、热媒低温热水式；高温热水式；蒸汽式；热风式；电热式；燃气式。应用最广的是低温热水辐射采暖。,三、低温辐射采暖它的散热面是与建筑构件合为一体的按照安装位置分为：顶棚式、地板式、墙壁式、踢脚板式等；按照构造分为：埋管式、风道式或组合式。（一）低温热水地板辐射采暖特点：舒适性强、节能、方便实施按户计量，便于住户二次装修，还可有效利用低温热源等特点。,1.构造：常以低温热水（60度）为热媒，采用塑料管预埋在地面下不易小于30mm混凝土垫层内。,2.系统设置：系统示意图如右,环路布置示意图,（二）低温辐射电热膜采暖,特点：舒适性、美观性、可控节能与环保、使用范围广等特点。,（三）低温发热电缆采暖,四、中温辐射采暖材质：其散热设备通常都是钢板制作类型：按照钢制辐射板长度的不同可分为：块状和带状两种类型特点：结构简单，制作维修方便。五、高温辐射采暖按照其能源类型分为：电气红外线辐射采暖和燃气红外线辐射采暖,第五节采暖系统的散热设备,一、常见散热器的类型,（一）铸铁散热器,铸铁散热器的特点：,结构简单，防腐性能好，使用寿命长，热稳定性好，应用广泛。但是，其金属耗量大，金属热强度底于钢制散热器。,1.翼型散热器,主要型式：长翼型和圆翼型,圆翼型,长翼型,翼型散热器特点：制造工艺简单，长翼型的造价也较低；但是，翼型散热器的金属热强度和传热系数比较低，外形不美观，灰尘不易清扫，单体散热量较大不易组合，现较少采用。,2.柱型散热器,主要型式：四柱、二柱和五柱三种。,柱型散热器的特点：,与翼型散热器相比，其金属热强度及传热系数高，外形美观，易清除积灰，容易组成所需面积，应用广泛。,（二）钢制散热器,1.主要类型：,（1）闭式钢串片对流散热器,（2）板型散热器,（3）钢制柱型散热器,（4）扁管型散热器,（三）钢制散热器与铸铁散热器的比较,1.金属耗量少；,2.耐压强度高；,3.外形美观整洁，占地面积小，便于布置；,4.钢制散热器热容量较小，热稳定性较差；,5.钢制散热器容易被腐蚀，寿命短，应用范围受到限制。,（四）其它类型散热器,二、散热器的选择与布置,1.散热器的选择,（1）散热器的工作压力不能超过制造厂规定的压力值。,（2）民用建筑中，宜采用外型美观，易于清扫的散热器。,（3）在灰尘较多的厂房，应采用易于清扫的散热器。,（4）在具有腐蚀性气体的场所，应采用铸铁散热器。,（5）热水系统采用钢制散热器时，应采取必要的防腐措施。,2.一般建筑散热器的布置,（1）散热器一般应安装在外墙的窗台下；,（2）散热器一般应明装，布置简单；,（3）在楼梯间布置散热器时，应尽量布置在底层；,（4）双层门的外室及门斗不宜设置散热器；,（5）铸铁散热器的组装片数，不宜超过规定值。,3.住宅建筑分户计量的散热器的选用与布置,（1）安装热量表和恒温阀的热水采暖系统宜选用非铸铁散热器；（2）所选用的散热器具备安装热量表的条件；（3）散热器分布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；（4）散热器罩不能影响热量表和恒温阀的工作。,第六节室内采暖系统的管路布置与主要设备及附件,一、热水采暖系统,（一）一般建筑,管路布置总的原则：,根据建筑物的具体条件与外网连接的形式以及运行情况等因素，选择合理的布置方案，力求系统走向合理，节省管材，便于调节和排除空气，并要求各并联环路的阻力损失易于平衡。,1.供热系统的引入口宜设置在建筑物热负荷对称分布的位置；,2.在布置供、回水干管时，首先应确定供、回水干管的走向，系统应合理地分成若干支路，而且尽量使各支路的阻力损失易于平衡；,3.室内热水供暖系统的管路，一般应明装，特殊要求时，可以暗装；,4.对于上供下回式系统，供水干管多数设在顶层的顶棚下；,5.供暖系统的回水干管，一般都敷设在建筑物底层房间地面下的管沟中；,7.穿越建筑基础、变形缝的采暖管道，以及埋设在建筑结构里的立管，应采取预防由于建筑物下沉而损坏的措施。,9.管道不得与输送蒸汽燃点低于或等于120摄氏度的可燃气体等管道在同一条管沟内平行或交叉敷设。,6.室内采暖管道应避免设置于管沟内。,8.水平管道应避免穿越防火墙。,主要设备及附件：,1.膨胀水箱：作用储水、排气、定压。,2.热水采暖系统的排气设备：集气罐、自动排气阀和冷风阀等。,3.散热器温控阀,（二）住宅建筑,管路布置：,集中采暖系统采用热量计量表按户进行计量时，应采用共用立管的分户独立系统形式。,过门处理如图：,层高的尺寸应视室内采暖系统的具体形式确定,建筑物热力入口如图所示：,主要设备及附件：,1.热计量仪表热能表几种分类热量分配表：蒸发式、电子式两种。,2.水力控制阀：平衡阀、流量控制阀、压差控制阀和锁闭阀等。,二、蒸汽采暖系统,室内蒸汽采暖系统的管路布置：,1.管道布置大多采用上供下回式；,2.水平敷设的供气管路，尽可能保持汽水同向流动，坡度不得小于0.002。,3.供汽干管向上拐弯处必须设置疏水装置，定期排出沿途流来的凝结水。,4.凝水管路干管过门地沟时，设空气绕行管。,主要设备及附件：,1.疏水器：自动阻止蒸汽逸漏而且迅速的排出用热设备及管道中的凝水，同时排除系统中积留的空气和其他不凝性气体。,2.管道补偿器：自然补偿、方形补偿器、波纹补偿器、套筒补偿器、球形补偿器等。,第七节分户采暖热源,理想的采暖方式：分户热源采暖。,优点：,可根据户内系统要求单独设定供水温度，系统工作压力低，水质易保证，可选散热器和管道及其附件的种类多。,分类：燃油或燃气热水炉采暖、电热采暖、热泵采暖及利用集中供热的家用换热机组采暖等。,（一）分户式燃气采暖,设备：燃气热风炉、燃气红外线辐射采暖、独立燃气采暖炉（户内锅炉）。,燃气热水炉的优缺点,家用燃气炉按加热方式分为：快速式和容积式两种。,排烟方式：强制排烟、强制给气排烟两种。禁止使用直排式燃气炉。,（二）电热采暖,设备：,模块式电热锅炉,家用电热锅炉,自然对流式；强制对流式；辐射式；对流辐射式电暖气。,低温辐射电热膜、发热电缆、半导体电热带、电热板、相变蓄热电采暖设备。,（三）家用换热机组,第八节集中采暖热源,一、热力网供热形式,（一）热水：开式和闭式,（二）蒸汽：,二、集中供热的热力站是供热网络与热用户的连接场所，作用是根据热网工况和不同的条件，向热用户分配热量。,根据输送热媒不同，分为热水和蒸汽热力站。,主要设备：换热器、软水器、除氧器、循环水泵、补水定压泵、电气设备和自控仪表等。,宜靠近负荷中心，且防止噪声对周围环境的干扰，应设两个出口，地面有坡度要求等。,三、区域锅炉房,（一）蒸汽锅炉房,（二）热水锅炉房,1.向集中供热系统的所有用户供应蒸汽。,2.在蒸汽锅炉房内同时制备蒸汽和热水，各供所需。,内置热水锅炉及其附属设备，直接制备热水，供应用户。,内置蒸汽锅炉及其附属设备，分以下两种形式：,（三）锅炉类型、工作过程及锅炉的基本特性,1.锅炉类型,锅炉,蒸汽锅炉,热水锅炉,低压（蒸汽压力0.7MPa）,高压（蒸汽压力0.7MPa）,低压（热水温度100）,高压（热水温度100）,2.锅炉的工作过程,（1）蒸汽锅炉,燃料的燃烧,烟气与水的换热,水受热汽化成为蒸汽,（2）热水锅炉,燃料的燃烧,烟气与水的换热,热水,3.锅炉的基本特征,（1）蒸发量（或产热量）,蒸发量：蒸汽锅炉每小时的蒸汽产率，单位：t/h,kg/h。,产热量：锅炉每小时生产的热量，单位：kW。,（2）蒸汽（或热水）参数,蒸汽：只标明压力；,热水：标明温度和压力。,（3）受热面蒸发率（或发热率）,受热面蒸发率：是指每m2受热面每小时生产的蒸汽量，单位：k