供暖系统PPT学习教案

1、会计学1供暖系统供暖系统供暖系统的分类： 冬季向建筑系统提供热量的工程设备被称为供暖系统。 通常将供暖系统根据其热源和散热器的布置方式分为： 一局部供暖系统：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。 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。第1页/共49页热水供暖系统 以热媒介温度，可分为： 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

2、数：1单管 2双管 按循环动力：1自然循环（重力）2机械循环 按管道敷设方式： 1 垂直式 2 水平式第2页/共49页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。 否则流速低，管径大 4使用：循环动力小，适合家庭或较小的独立建筑（4层以下。）第3页/共49页机械循环热水供暖系统1组成：锅炉，管道，水泵，散热器

3、，膨胀水箱。如图。 1-锅炉 2-供水立管3-供水干管4-供水 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 第4页/共49页机械循环热水供暖系统各主要部分的作用 锅炉: 提供热源 输热管道: 包括供热管和回水管, 水泵: 机械循环的动力 散热器 传递交换热量 膨胀水箱：膨胀水箱连接 在水泵的吸入端，以使整个系统处于正压下工作。保证了系统的水不致汽化，避免了因水汽化而中断水循环的可能。 集气罐; 由于机械循环水流的速度常常超过内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至立管，在供水干管内要使气泡随着水流方向流动，应沿使水流方向设向上的坡度。气泡

4、聚集在系统的最高点，通过设在最高点的排气设备将空气排至系统外。供水及回水干管的坡度根据设计规范规定0.002，一般常取0.003。第5页/共49页机械循环热水供暖系统 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。 膨胀水箱作用：吸纳膨胀的水。 维持水泵吸入口的压力恒定。 供水仰头走，回水低头走 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 管 第6页/共49页机械循环热水供暖系统布置形式 1Fig6-2双管制上供下回第7页/共49页机械循环热水供暖系统布置形式2fig6-3双管制下供下回，宜在有地下室

5、，或顶层不宜布置干管的房间布置。（从下向上供水）第8页/共49页机械循环热水供暖系统布置形式 Fig6-4单管上供下回，管道简单，安装方便，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。第9页/共49页机械循环热水供暖系统布置形式同程系统：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

6、局部温度调节，适用于需要局部调温的建筑第10页/共49页蒸汽供暖系统的特点 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： 优点：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）。 蒸汽温度不能调节，当室外温度高于计算温度时， 需间歇运行。热水供暖和蒸汽供暖比较102页1-8第11页/共49

7、页蒸汽供暖系统的分类 蒸汽供瞪系统按系统起始压力的大小可分为：高压蒸汽供暖系统（系统起始压力大于1.7绝对大压）；低压蒸汽供暖系统(系统起始压力等于或低于1.7绝对气压)；真空蒸汽供暖系统(系统起始压力小1绝对大气压)。 此外，按蒸汽供暖系统管路布置形式的不同又可分为：上供下回式和下供下回；以及双管式和单管式系统第12页/共49页蒸汽供暖系统一低压蒸汽供暖系统第13页/共49页蒸汽供暖系统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。作用半径小，应用有限2机械回水：凝结水沿凝水管 靠重力流入凝水箱，然后用凝

8、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。（下页图） 注意：图中送汽低头走（以便凝结水流动） 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。）第14页/共49页蒸汽供暖系统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

9、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，一般回水温度为70度时，凝结水箱高于泵0.5-1.0m，凝结水向能容纳0.5-1.5h凝结水。 用于空气的排放与回来。第15页/共49页蒸汽供暖系统(二)高压蒸汽供暖系统 由于高压蒸汽的压力及温度均较高，沸水的热量及其气化时的潜热分别为418.68KJ/kg和2260.87KJ/kg，因此在热负荷相同的情况下，高压蒸汽供暖系统的管径和散热器片数都小于低压蒸汽供暖系统。这就显示了高压蒸汽供暖系统有较好的经济性。 高压蒸

10、汽供暖系统的特点：卫生条件差、容易烫伤人。因此这种系统一般只在工业厂房中应用。 一般，高压蒸汽供暖系统的蒸汽压力不大于3个大气压，否则应考虑降压。 一般在（0.73)100,000Pa。 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。（为什么不用单管，及下供下回）第16页/共49页热风供暖系统三、热风供暖系统 热风供暖系统是以加热后的空气为热媒，供到空气温度低的房间放热，提高室温的供暖系统。热风供暖系统往往兼具通风作用 用来加热空气的热源可以为蒸汽、热水或烟气或加热空气。 利用蒸汽或热水通过金属壁传热

11、而将空气加热设备叫做空气加热器；利用烟气来加热空气的设备叫做热风炉。 热风供暖的方式有：集中送风 管道送风 暖风机送风。 集中送风与管道送风适用于既需通风又需要供暖的建筑物。常用一个送出空气温度较高的通风空调系统来完成。 暖风机是另一种常见的热风供暖方式：具体原理图6-12 暖风机送风温度不能过低，一般取3565OC，以免使人有吹冷风感。小型机组一般出口高度取2535m；大型机组可在35m以上，但不应超过7m。第17页/共49页热负荷 设计供暖系统，首先应确定供暖系统的热负荷。1、热负荷的概念： 所谓供暖系统的设计热负荷是指在采暖季，在室外计算温 度下，为了达到要求的室内温度，保持室内的热平衡

12、供 暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。2、热负荷的表述： 建筑热负荷=耗热量得热量 在一般建筑内的热量很少，所以热负荷常只考虑耗热量；3、建筑耗热量的组成： 建筑物的耗热量由两部分组成：一部分是通过围护结构即 墙、顶棚、地面、门和留，由室内传到室外的热量；另一 部份是加热进入到室内的室外空气所需要的热量。 第18页/共49页 4、两部分耗热量的计算 4.1 围护结构的获热量热负荷第19页/共49页（一）室内计算温度热负荷第20页/共49页 (二)供暖室外计算温度 在整个供吸期中，至外受气温度是经常变化的。这就出现了计算围护结构基本耗热量时室外计算温度究竟如何取值的问题。室外计算温度取值 过

13、低，会造成设备投资的浪费； 过高，则不能保证供暖效果。 一个好的供暖系统，应该维持室内温度在要求的范围。所以，从技术上、经济上确定室外计算温度是非常重要的。 我国采暖通风与空气调节设计规范规定：“采暖室外计算温度，应采用历年平均每年不保证5天的日平均温度”热负荷第21页/共49页热负荷 用以计算围护结构耗热量的式(63)，是把复杂的不稳定传热过程加以简化而得出的。在应用过程中，必须对某些略去的因素加以补充。所用的方法是对用式(63)计算的出的耗热量，在朝向、风力和房间高度等方面以附加值的形式加以修正。第22页/共49页由于影响进入室内的冷空气量的因素很多，如风压，缝隙宽度等，因此计算准确很困难

14、，相关计算可参考设计手册。热负荷第23页/共49页三、建筑热负荷估算方法 在估算建筑物的供暖热负荷时，可用热指标法。常用的热指标法有两种形式， 一种是单位面积热指标法； 另一种是在室内、外温差为1oC时的单位体积热指标法。热负荷第24页/共49页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：散热器中通过热水或蒸汽，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。散热器的作用及其要求第

15、25页/共49页1铸铁 柱型，有二柱式，四柱式，五柱式 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。我国目前生产的有高度700、760、800、813mm几种。散热器的常见类型第26页/共49页圆（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。常有：“大60”，“小60”散热器的常见类型高高600mm600mm，长，长280280，1414个翼片个翼片高高600mm600mm，长，长2

16、00200，1010个翼片个翼片第27页/共49页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） 优点：承压高，体积小，重量轻，易加工 缺点:片间距小，不易清扫，耐蚀性差散热器的常见类型新型散热器：如钢柱式散热器等4 装修时的注意事项：散热通道。第28页/共49页原则： 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， 3. 安装散热器时，有脚的可直立在地上，无脚的可挂在嵌墙的托架上

17、。散热器的布置原则第29页/共49页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。供暖管网的布置敷设第30页/共49页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，也可敷设在地面上。下供下回式系统的供水

18、(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。供暖管网的布置敷设第31页/共49页一围护结构的对流传热系数气象知识，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，对流散热量增加。高层建筑供暖的特点m

19、ohhhvv)(0第32页/共49页二热辐射，夜晚：由于高层周围其他建筑物少，不断向天空辐射热 量，周围对它辐射的热量几乎没有。三关于室外空气的进入量 风压作用下（风压对冷风渗透耗热量的影响） 高层建筑上部风速大，冷风由迎风面缝隙渗入，热空气由背风面渗出，加大耗热量。 冬季的室内外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。 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。故有一中和面高层建筑供暖的特点第33页/共49页高层建筑供暖采取的措施

20、据国外资树介绍，设备层比标准层高、其高度大约是标准层的16倍。对于旅馆之类的高层建筑物，各种机房所占的面积大约是总建筑面积的47。高层建筑宜采用真空供暖系统。第34页/共49页 第一节 供热锅炉及锅炉房一锅炉： 1锅炉是供热之源，锅炉及锅炉房设备的任务，在于安全，可靠，经济，有效地把燃料的化学能转化为热能，进而将热能传递给水。以生产热水或蒸汽。 锅炉生产的蒸汽或热水，通过热力管道，输送至用户，以满足生产工艺，供暖，生活的需要。 蒸汽锅炉生产出来的蒸汽可： 作为工质，将热能转变为机械能，以产生动力。 作为载体，为工业生产和采暖、通风提供所需热能。热源第35页/共49页 3分类：根据其介质可分为蒸

21、汽锅炉和热水锅炉两大类。 动力锅炉：用于动力，发电的锅炉，一般提供高温、高 压蒸汽。 供热（工业）锅炉：用于工业及采暖方面的锅炉。压力不 需很高，一般采用低压锅炉。 低压锅炉：蒸汽锅炉蒸汽压力低于和等0.7相对大气压， 或热水锅炉温度低于115oC，钢或铸铁制 高压锅炉：蒸汽锅炉蒸汽压力大于0.7相对大气压， 或热水锅炉温度高于115oC，一般钢制4蒸汽及热水锅炉的不同点： 蒸汽锅炉的工作过程： 燃料的燃烧 烟气向水的传热过程 水的汽化受热过程。 热水锅炉：不同点在于没有水的汽化过程。热源第36页/共49页 锅炉结构介绍：一般铸铁或钢制，高压锅炉一般均为钢制。汽锅：产生蒸汽炉子：煤斗，炉排，炉

22、膛，除渣板，送风装置附加受热面：蒸汽过热器，空气预热器，省煤器（用于预热进水）保证安全，经济、运行的：安全阀，水位表，高低水位报警器，压力表，排污阀，止回阀等 热水：放气阀，温度表 特性参数：蒸发量，蒸汽锅炉，产汽量t/h，额定蒸发量：通常0.165t/h，产气压力及温度（允许工作压力产气压力） 热源第37页/共49页三锅炉房位置的确定及对建筑设计的要求 1锅炉房位置：恰当以便占地最小，室外管网最短，在锅炉房所在的区域中，除锅炉房本身的建筑物外，尚有其它建筑物，料堆等，这些都是与锅炉房密切相关的附属设置。如烟囱，烟道，煤堆，灰堆等。 布置原则：遵守规则，占地面积小，符合工艺流程，便于管理，运输

23、方便，外形美观。热源第38页/共49页2影响位置的各个因素应力求靠近热负荷比较集中的区域，以缩短管道，减少压力损失。位于标高较低的位置，以利于回收凝结水利于送燃料，及排渣，（靠近运输线。）应置于下风方向，以减少对周围居民，人员的粉尘污染。便于水，电的供应，且留有扩建的余地。热源第39页/共49页三锅炉房的工艺布置 要满足以下要求（一般原则） 1应尽可能地按工艺流程布置，使系统流程顺畅，管道短，阀门少，紧凑。 2设计以近期为主，对扩建尽可能留有余地，且扩建时，不影响原有主体构件。 3尽可能按单层布置，一定要避免小型炉上楼。 热源第40页/共49页 区域供热系统的热源是热电站或大型锅炉房。一个区域

24、供热系统的锅炉房，提供了一个区域全部房屋的供暖及热水供应系统所需要的全部热量。有时区域供热系统还可供给工业企业中工艺过程所需要的热能。 在区域供热系统中，热源所产生的热量通过室外管网(即热力管网)送到各个热用户。热用户即指与室外管网相连接的供暖、通风以及热水供应系统。 区域供热系统的优点是：由于使用大型锅炉其机械化程度高，自动控制及技术管理也均较高，因此，燃料中热量的利用率高；能减少管理员，节省经常费用；可减少对大气的污染。 区域拱热系统如以热水为热媒，热水热力管网的供水温度为95150，甚至更高些，回水温度约为70一90。 区域供热系统如以蒸汽为热媒，蒸汽的参数视热用户的需要和室外管网的长度而定。热力管网介绍第41页/共49页 当供暖系统与区域供热系统的室外管网相连接时，室外热力管网中的热媒参数不可能与全部热用户所要求助热煤参数完全一致，这就要求在各热用户的引入口通过不同的接入方式和控制设备将热媒参数加以改变。（一)与热水热力管网相连接 a,b,c为取暖直接连接的方式，d,f借助于表面式水-水换热器的间接连接方式，e室内热水供应系统与室外热力管网的直接