第六章建筑设备-供暖

1、第六章 供暖工程第一节 供暖工程l一、集中供热系统的热用户l 供热系统中利用热能的终端用户，称为热用户，主要有采暖热用户、通风与空调热用户、热水热用户，以及生产工艺用户等。l不同热用户的热负荷，按性质分为两类：1.季节性热负荷（供暖、通风、）2.常年性热负荷第一节 供暖工程l二、集中供热系统的热源l供热系统的热源：提供热能的装置或天然能源 （锅炉房、热电厂）l三、集中供热系统的热力管网l1.热网的布置方式.枝状管网 （小型热水供热系统、蒸汽供热系统）.环状管网 l2.热网的敷设方式：.地上敷设.地下敷设l1.区域锅炉房集中供热系统l2.热电厂集中供热系统l3.热泵供暖系统四四.典型供暖系统形式

2、典型供暖系统形式l热源热媒制备设施；l供热管道热媒输送系统；l散热设备室内热媒利用设施；l管道附件热媒调节、系统维护设施 供暖系统组成供暖系统组成1.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。2.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。l1、循环动力l自然循环系统依靠水的密度差进行循环l机械循环系统依靠水泵压力进行循环锅锅炉炉除污器除污器散热散热器器膨胀膨胀水箱水箱水水泵泵排气阀排气阀2、管道敷设方式 垂直式 水平式3、给水干管的位置 单管系统 双管系统4、通过各个立管的循环环路的总长度 同程式 异程式l 1.上供下回水

3、方式l单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。l双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。 31110i=0.5%1%6i=0.5%1%975i=0.5%1%1482(a)(b)12a453bh6下供下回式热水供暖系统中供式热水供暖系统i12iii3机械循环下供上回热水供暖系统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12(2)(1)(1)(2)21（二）。机械循环水平式供暖系统l利用低温热水或高温水加热周围壁面、地面温度的辐射传热和空气的对流传热结合系统。l冬季低温辐

4、射采暖，热水（ 45 ）管道（铜管、PVC管、复合管）按一定的间距埋在具有一定蓄热能力地板结构内，管底铺设保温层以防热量损失。l要求：人停留的地面温度不得高于28，必须采用低温水供热，一般供水温度40-60l优点：舒适卫生、高效节能、减少楼层噪音、不占适用面积四四.高层建筑热水供暖系统高层建筑热水供暖系统l1.隔绝式分层供暖系统2.双水箱分层供暖系统3.无水箱直接供暖系统4.单、双管混合式供暖系统三.蒸汽供暖系统l优点：l（1）.依靠相变来吸收和释放热量，载热能力大、热媒流量小l（2）.适用于高层建筑供暖l（3）.需要散热器面积少l（4）.使用面广，满足多种热用户的要求l缺点：l（1）.系统容

5、易出现“跑、冒、滴、漏”问题，管理难度大，经济性下降。l（2）.不适于远距离输送，供热半径受到限制l（3）容易使落在散热器表面的有机灰尘产生异味，卫生条件差。使室内产生较强的空气热对流，引起扬尘。重力回重力回水低压水低压蒸汽供蒸汽供暖系统暖系统示意图示意图 下供式下供式 上供式上供式 234i0.0051i0.003蒸汽凝水机械回水低压蒸汽供暖系统机械回水低压蒸汽供暖系统1 1低压恒温式疏水器低压恒温式疏水器 2 2凝水箱凝水箱 3 3膨胀水箱膨胀水箱 4 4凝水泵凝水泵 异异程程式式系系统统通过各个立管的循环环路的总长度不相等通过各个立管的循环环路的总长度不相等142立管IIIIIIIV3同

6、程式系统同程式系统通过各个立管的循环环路的总长度相等通过各个立管的循环环路的总长度相等第三节 供暖系统的设计热负荷l一、供暖系统的设计热负荷l供暖系统的热负荷Q随着室外温度t w变化。供暖系统的设计热负荷，是指在设计室外温度t w下，为了达到要求的室内温度t n，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量Q。一般根据设计热负荷，进行散热设备选择、供暖管道计算等。第一步就是计算涉及热负荷。l供暖系统的设计热负荷Q，一般包括三个部分lQ= Q1+ Q2 + Q3lQ1 -为建筑围护结构耗热量，W；l Q2-为加热由门、窗缝隙渗入的冷空气所消耗的热量，称为冷风渗透热量，W；l Q3 -为加热由外们开启侵

7、入的冷空气所消耗的热量，称为冷风侵入耗热量，W。二、围护结构耗热量二、围护结构耗热量Q1的计算的计算l围护结构耗热量是指室内热空气通过围护结构向外界传递的热量，该耗热量受室内外空气温度、流速的影响。通常先给室内外风速等条件，计算围护结构的基本耗热量，然后根据实际风速等对基本耗热量进行修正，得到实际耗热量。l（一）.围护结构的基本耗热量l围护结构的基本耗热量按一定维稳传热过程计算lq=KF(t n t w)alK-围护结构的传热系数，W/()；lF-维护结构的传热面积，lt n-室内计算温度，lt w-供暖室外计算温度，la-围护结构的温差修正系数l房间的围护结构包括外墙、门窗、楼板、屋面以及地

8、面等。l1室内计算温度t nl室内计算温度t n是值距离地面2m以内人类的活动区域的平均空气温度。室内空气计算温度应该根据人体的胜利热平衡的要求，或者生产工艺要求。l对于不同的建筑，计算温度不一样。一般采用1620。l2.供暖室外计算温度t wl规范规定：“供暖室计算温度，应采取历年平均不保证5天的日平均温度。”不同地区不一样可查表得。l3.温差修正系数al计算围护结构传热量时，计算温差采用室内、外环境的空气温差。l有些房间部分围护体并不是直接与外界大气接触，室内外温差采用设计室外温度，然后利用温差修正系数a对计算结果进行修正。查相关手册取值，直接接触的建筑围护结构，计算中温差修正系数a取1。

9、lQ1，j =)a tw-n KF(t 二.围护结构基本耗热量的修正l朝向修正耗热量朝向修正耗热量：是考虑建筑物受太阳照射影响而对围护结构基本耗热量的修正。l计算方法：计算方法：需要修正的耗热量等于垂直的外围护结构(门、窗、外墙及用顶的垂直部分)的基本耗热量乘以相应的朝向修正率。1、朝向修正耗热量、朝向修正耗热量l暖通规范暖通规范规定：按下列规定的数值，规定：按下列规定的数值， 选用不同朝向的修正率：选用不同朝向的修正率： 北、东北、西北北、东北、西北 010； 东南、西南东南、西南 -10一一-15； 东、西东、西 -5% ； 南南-15一一-30。2、风力附加耗热量、风力附加耗热量l 风力

10、附加耗热量是考虑室外风速变化而对围护结构基本耗热量的修正。l计算方法：计算方法：1)在一般情况下，不必考虑风力附加。2)只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷 野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别突出的建筑物，才考虑垂直外围结构附加5一10。3、高度附加耗热量、高度附加耗热量l高度附加耗热量高度附加耗热量是考虑房屋高度对围护结构耗热量的影响而附加的耗热量。l计算方法：计算方法：l暖通规范规定：1)民用建筑筑和工业辅助建筑物(楼梯间除外)的高度附加率，当房间高度大于4m时，高出1m应附加2，但总的附加率不应大于15。2)应注意；高度附加率，应附加于房间各围护结构基本耗热量和其它附加(修正)耗热量的总

11、和上。通过围护结构的总耗热量通过围护结构的总耗热量l建筑物或房间在室外供暖计算温度建筑物或房间在室外供暖计算温度下，通过围护结构的总耗热量，可下，通过围护结构的总耗热量，可用下式综合表示用下式综合表示 ： ）（）（fchwngxjxxttKFxQQQ11111三、冷风渗透耗能量Q2的计算l在风力和热压造成的室内外压差作用下，室外的冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内，被加热后逸出。把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量，称为冷风渗透耗热量。l影响冷风渗透耗热量的因素很多，如门窗构造、门窗朝问等。l总的来说，对于多层(六层及六层以下)的建筑物，由于房屋高度不高，在工程设计中，冷风渗透耗热量

12、主要考虑风压的作用，可忽略热压的影响。 影响冷风渗透耗热量的因素影响冷风渗透耗热量的因素计算冷风渗透耗热量的常用计算冷风渗透耗热量的常用方法方法一、按缝隙法计算多层建筑的冷风渗透耗热量一、按缝隙法计算多层建筑的冷风渗透耗热量经门、窗缝隙渗入室内的总空气量经门、窗缝隙渗入室内的总空气量 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量Q2 ）（wnpwttcVQ278. 02nVL ln m3h l在工程设计中，按房间换气次数来估在工程设计中，按房间换气次数来估算该房间的冷风渗透耗热量算该房间的冷风渗透耗热量。2、用换气次数法计算冷风渗透、用换气次数法计算冷风渗透耗热量耗热量 用于民用建筑的概用于民用建筑的概算法算

13、法）（wnwpnkttcVnQ278. 023、用百分数法计算冷风渗透耗热、用百分数法计算冷风渗透耗热量量用于工业建筑的概算法用于工业建筑的概算法Q2=MQ1四、四、冷风侵入耗热量的经验冷风侵入耗热量的经验计算法计算法l冷风侵入耗热量可采用外门基本耗热量乘以表l10的百分数的简便方法进行计算。亦即 mjNQQ131.体积热指标法体积热指标法Q=qvVw（tn-tw）五、供暖系统设计负荷的概算2.面积热指标法面积热指标法Q=qfF一、管材热镀锌钢管、无缝钢管、塑料管（户内系统）二、干管布置1、自然循环 供水干管有向膨胀水箱上升的坡向，回水干管向锅炉方向向下坡向，坡度采用0.51.0 %；散热器支

14、管的坡度一般取1%。2、机械循环 供水干管内水流速度超过空气气泡的浮升速度。供水干管应按水流方向设上升坡度，通过设在最高点的排气装置排气，坡度采用0.3，不得小于0.2。回水坡向同自然循环，l散热器的作用：l通过散热器表面将供暖热媒携带的热量传递给供暖房间，弥补房间的传热损失。l散热器的基本要求 1、散热器的传热系数K 高； 2、经济性好、卫生美观; 3、具有一定机械强度和承压能力,使用寿命长; 4、结构尺寸小.6-3 供暖散热器及主要辅助设备供暖散热器及主要辅助设备（a）（b）L59127541000（750）213.0 43851701.5115B（d）BH1HH11341604-16均布

15、（c）H1 （a）（b）L59127541000（750）213.0 43851701.5115B（d）BH1HH11341604-16均布（c）H1圆翼型圆翼型 长翼型长翼型 铸铁、散热器铸铁、散热器6-3 供暖散热器及主要辅助设备供暖散热器及主要辅助设备（a）（b）L59127541000（750）213.0 43851701.5115B（d）BH1HH11341604-16均布（c）H1 （a）（b）L59127541000（750）213.0 43851701.5115B（d）BH1HH11341604-16均布（c）H1铸铁、柱型散热器铸铁、柱型散热器6-3 供暖散热器及主要辅助设备供暖散热器及主要辅助设备120150300757080752550L50DN2014012024015030100L50DN2550H2LHBH1（a）（b）120150300757080752550L50DN2014012024015030100L50DN2550H2LHBH1（a）（b）v钢串片散热器v钢制板型散热器钢制柱型散热器钢制柱型散热器钢制铝板散热器钢制铝板散热器l散热器的布置l1、散热器一般安装在外墙的窗台下；l2、为防止散热器冻裂，两道外门之间不允许设置散热器；l3、在楼梯间或其它有冻结