建筑供暖用(2)新.ppt

建筑设备建筑设备第第3章章 采暖系统与燃气供应采暖系统与燃气供应3.3 蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统二、蒸汽供暖系统二、蒸汽供暖系统蒸汽供暖系统中，蒸汽供暖系统中，热媒是蒸汽热媒是蒸汽蒸汽供暖系统所利用的是蒸汽供暖系统所利用的是蒸汽的汽化潜热蒸汽的汽化潜热蒸汽供暖原理：蒸汽供暖原理：蒸汽进入散热器后，充满散热器，通过散蒸汽进入散热器后，充满散热器，通过散热器将热量散发到房间内，与此同时蒸汽热器将热量散发到房间内，与此同时蒸汽冷凝成同温度的凝结水。冷凝成同温度的凝结水。蒸汽供暖系统分类蒸汽供暖系统分类按系统起始压力分：按系统起始压力分：高压蒸汽高压蒸汽供暖系统：系统起始表压力供暖系统：系统起始表压力0.07MPa低压蒸汽低压蒸汽供暖系统：系统起始表压力供暖系统：系统起始表压力0.07MPa真空蒸汽真空蒸汽供暖系统：系统起始表压力供暖系统：系统起始表压力0按系统管路布置形式分按系统管路布置形式分：上供式、下供式、中供式上供式、下供式、中供式；双管式双管式（应用广）、（应用广）、单管式单管式（一）低压蒸汽供暖系统（一）低压蒸汽供暖系统重力回水低压蒸汽供暖系统重力回水低压蒸汽供暖系统 机械回水低机械回水低压蒸汽供暖系统（常用）。压蒸汽供暖系统（常用）。重力回水低压蒸汽供暖系统见图重力回水低压蒸汽供暖系统见图3-11机械回水低压蒸汽供暖系统是一个机械回水低压蒸汽供暖系统是一个“断开断开式式”系统。系统。双管双管低压蒸汽供暖系统在设计中应注意的问题低压蒸汽供暖系统在设计中应注意的问题1、供汽压力问题、供汽压力问题 散热器入口阀门前的蒸汽剩余压力通常为散热器入口阀门前的蒸汽剩余压力通常为15002000Pa。2、疏水问题、疏水问题疏水器的作用：阻蒸汽、排凝结水、排空气疏水器的作用：阻蒸汽、排凝结水、排空气3、坡度问题、坡度问题。室内蒸汽干管（汽水同向）：室内蒸汽干管（汽水同向）：i0.003 室内蒸汽干管（汽水逆向）：室内蒸汽干管（汽水逆向）：i0.005 室内凝水干管：室内凝水干管：i0.003 散热器支管：散热器支管：i0.01（二）高压蒸汽供暖系统（二）高压蒸汽供暖系统由于高压蒸汽的压力及温度均较高，因此由于高压蒸汽的压力及温度均较高，因此在热负荷相同的情况下，高压蒸汽供暖系在热负荷相同的情况下，高压蒸汽供暖系统的统的管径管径和和散热器片数散热器片数都小于低压蒸汽供都小于低压蒸汽供暖系统。暖系统。特点：经济性较好；但卫生条件差，容易特点：经济性较好；但卫生条件差，容易烫伤人。烫伤人。一般用于工业厂房一般用于工业厂房高压蒸汽供暖系统按系统管路布置形式高压蒸汽供暖系统按系统管路布置形式上供下回式、下供下回式、上供上回、双上供下回式、下供下回式、上供上回、双管式、单管式管式、单管式一般高压蒸汽供暖系统均采用双管上供下一般高压蒸汽供暖系统均采用双管上供下回式系统。回式系统。与低压蒸汽供暖系统相比，有如下特点：与低压蒸汽供暖系统相比，有如下特点：1）疏水器安装疏水器安装，一般是在一支凝水干管的，一般是在一支凝水干管的末端安装一个疏水器。疏水器排水量大，末端安装一个疏水器。疏水器排水量大，且型式不同。且型式不同。2）每个散热器的凝水支管上都应增设阀门，）每个散热器的凝水支管上都应增设阀门，供关断用。供关断用。3）高压蒸汽和凝水温度高，在供汽干管和）高压蒸汽和凝水温度高，在供汽干管和凝水干管上，需要设置凝水干管上，需要设置固定支架和补偿器固定支架和补偿器。（三）蒸汽供暖与热水供暖的比较（三）蒸汽供暖与热水供暖的比较1、蒸汽在散热设备中靠、蒸汽在散热设备中靠凝结凝结放出热量；放出热量；而热水在散热设备中靠而热水在散热设备中靠温度降温度降放出热量。放出热量。蒸汽在散热设备中凝结放出的热量：蒸汽在散热设备中凝结放出的热量：QrG kJ/kg r蒸汽在凝结压力下的汽化潜热。蒸汽在凝结压力下的汽化潜热。而热水在散热设备中靠而热水在散热设备中靠温度降温度降放出的热量：放出的热量：Qc tG kJ/kg c水的热容量，水的热容量，c4.187kJ/kg；t热水在散热设备中的温度降。热水在散热设备中的温度降。2、蒸汽的载热量大、蒸汽的载热量大热水采暖所需热水量：热水采暖所需热水量：蒸汽采暖所需蒸汽量：蒸汽采暖所需蒸汽量：G蒸汽蒸汽3.6Q/r kg/h 因为因为r4.18t 故对于同样的热负荷故对于同样的热负荷Q,蒸汽采暖所需蒸汽量比热蒸汽采暖所需蒸汽量比热水采暖所需热水量少得多。水采暖所需热水量少得多。即：即：G蒸汽蒸汽G热水热水kg/h3、蒸汽供暖比热水供暖节省、蒸汽供暖比热水供暖节省散热设备散热设备的面的面积（约少积（约少30）。）。在一般热水供暖系统中，散热器内热媒平在一般热水供暖系统中，散热器内热媒平均温度为均温度为82.5。而在蒸汽供暖系统中，。而在蒸汽供暖系统中，散热器内热媒平均温度散热器内热媒平均温度100。4、蒸汽供暖系统管道内壁的、蒸汽供暖系统管道内壁的氧化腐蚀氧化腐蚀要比要比热水供暖系统快。因而蒸汽供暖系统的热水供暖系统快。因而蒸汽供暖系统的使使用年限用年限要比热水供暖系统短，特别是凝结要比热水供暖系统短，特别是凝结水管，更易损坏。水管，更易损坏。5、蒸汽容重小（密度小），、蒸汽容重小（密度小），蒸汽静蒸汽静压压力力gh小。而小。而热水容重大（密度大），热水容重大（密度大），水静水静压压力力gh大。当大。当热热水供暖系水供暖系统统高度达到高度达到3040 m时时，最，最底底层层的的铸铁铸铁散散热热器器就有被就有被压压破的危破的危险险。因此在高。因此在高层层建筑中采用建筑中采用热热水供水供暖系暖系统时统时，应应在垂直方向上分区。在垂直方向上分区。6、蒸汽供暖时蒸汽供暖时热惰性小热惰性小。供热时，热得快；。供热时，热得快；停汽时，冷得快。适用于间歇供暖的用户。停汽时，冷得快。适用于间歇供暖的用户。如工业车间、会议厅、影剧院等。如工业车间、会议厅、影剧院等。7、蒸汽供暖不能调节蒸汽温度，采用间歇、蒸汽供暖不能调节蒸汽温度，采用间歇运行，室温波动较大运行，室温波动较大8、蒸汽供暖系统卫生条件差（因为蒸汽供、蒸汽供暖系统卫生条件差（因为蒸汽供暖系统散热器表面温度高，有机灰尘剧烈暖系统散热器表面温度高，有机灰尘剧烈升华），以及存在跑、冒、滴、漏现象而升华），以及存在跑、冒、滴、漏现象而影响能耗，因而在民用建筑中，不适宜使影响能耗，因而在民用建筑中，不适宜使用蒸汽供暖系统。用蒸汽供暖系统。三、热风供暖系统三、热风供暖系统该系统以空气作为热媒。该系统以空气作为热媒。在热风供暖系统中，首先将空气加热，然在热风供暖系统中，首先将空气加热，然后将高于室温的空气送入室内，热空气在后将高于室温的空气送入室内，热空气在室内降低温度，放出热量，从而达到供暖室内降低温度，放出热量，从而达到供暖的目的。的目的。可以用可以用蒸汽、热水蒸汽、热水或或烟气烟气来加热空气。来加热空气。利用利用蒸汽蒸汽或或热水热水通过金属壁传热而将空气通过金属壁传热而将空气加热的设备叫作加热的设备叫作空气加热器空气加热器；利用利用烟气烟气来加热空气的设备叫作来加热空气的设备叫作热风炉热风炉。在在产生有害物质很少产生有害物质很少的工业厂房中，广的工业厂房中，广泛地应用泛地应用暖风机暖风机进行供暖。进行供暖。下面介绍使用暖风机的热风供暖系统。下面介绍使用暖风机的热风供暖系统。暖风机直接装在厂房内。暖风机直接装在厂房内。（一）暖风机的种类、构造和性能（一）暖风机的种类、构造和性能1、暖风机的构造、暖风机的构造：由由通风机、电动机通风机、电动机及及空气加热器空气加热器组合而成组合而成的联合机组。的联合机组。2、暖风机的工作原理、暖风机的工作原理：在风机的作用下，空气由吸风口进入机组，在风机的作用下，空气由吸风口进入机组，经空气加热器加热后，从送风口送至室内，经空气加热器加热后，从送风口送至室内，以维持室内要求的温度。以维持室内要求的温度。3、暖风机的特点、暖风机的特点：优点优点:（1）暖风机的散热量大，体积小暖风机的散热量大，体积小。一台暖风机散出的热量可以顶上几十甚至一台暖风机散出的热量可以顶上几十甚至几百片散热器的散热量。几百片散热器的散热量。如如NC30型暖风机，型暖风机，130/70热水时，热水时，Q11000 W.NBL200型暖风机，型暖风机，130/70热水时，热水时，Q214000 W.而四柱而四柱813型散热器，型散热器，tn=18，130/70热水时，每片热水时，每片Q194 W.214000/194 1103倍；倍；11000/19454倍。倍。（2）具有热惰性小，升温快，设备简单、投资具有热惰性小，升温快，设备简单、投资省省等优点。是一种比较经济的供暖方式。而且暖等优点。是一种比较经济的供暖方式。而且暖风机还可以作为夏季降温的风机还可以作为夏季降温的冷风机冷风机。（3）暖风机可独立作为供暖用。但一般用以）暖风机可独立作为供暖用。但一般用以补补充散热器散热充散热器散热的不足部分。或者利用散热器作为的不足部分。或者利用散热器作为值班供暖（值班供暖（5），其余热负荷由暖风机承担。），其余热负荷由暖风机承担。缺点：缺点：消耗电能消耗电能，需要有人管理，通风机运行时，需要有人管理，通风机运行时要产生要产生噪声噪声。当热媒温度低于。当热媒温度低于8085时，热时，热空气温度低于空气温度低于35，会有吹冷风的感觉，一般送，会有吹冷风的感觉，一般送风温度为风温度为3570 。（故通入暖风机的热媒多为。（故通入暖风机的热媒多为蒸汽或高温水）蒸汽或高温水）4、暖风机的种类、暖风机的种类:轴流式暖风机轴流式暖风机 离心式暖风机离心式暖风机（1）轴流式暖风机）轴流式暖风机特点：体积小、结构简单、安装方便；但特点：体积小、结构简单、安装方便；但它送出的它送出的热风气流短热风气流短，出口风速低出口风速低。安装方式安装方式:悬挂或支架在墙上或柱子上。悬挂或支架在墙上或柱子上。（2）离心式暖风机）离心式暖风机特点：它配用离心式通风机，有较大的作特点：它配用离心式通风机，有较大的作用用压头压头和较高的和较高的出口速度出口速度，它送出的热风，它送出的热风气流气流射程长射程长，送风量和产热量大。，送风量和产热量大。（二）暖风机的平面布置（二）暖风机的平面布置应考虑车间的应考虑车间的几何形状几何形状、工作区域工作区域、工艺设工艺设备位置备位置以及暖风机以及暖风机气流作用范围气流作用范围等因素。等因素。1、采用小型暖风机：、采用小型暖风机：下面为小型暖风机的三种常见布置方案。下面为小型暖风机的三种常见布置方案。2、采用大型暖风机、采用大型暖风机：（在高大厂房内，如果：（在高大厂房内，如果内部隔墙和设备布置不影响气流组织，宜内部隔墙和设备布置不影响气流组织，宜采用大型暖风机集中送风）采用大型暖风机集中送风）一般沿车间一般沿车间长度方向长度方向布置，布置，气流射程不应小气流射程不应小于车间供暖区的长度。于车间供暖区的长度。（三）暖风机的安装高度（指出风口离地（三）暖风机的安装高度（指出风口离地面的高度）：面的高度）：1、小型暖风机：、小型暖风机：根据暖风机出口风速及出口温度确定。根据暖风机出口风速及出口温度确定。当出口风速当出口风速V5m/s5m/s时，取时，取2.52.53.5m3.5m。当出口风速当出口风速V 5m/s 5m/s时，取时，取4 45.5m5.5m。这样可保证生产厂房的工作区的风速不大这样可保证生产厂房的工作区的风速不大于于0.3m/s0.3m/s。2 2、大型暖风机：大型暖风机：根据房间的高度和回流区的分布位置等因根据房间的高度和回流区的分布位置等因素确定。素确定。当厂房下弦当厂房下弦8m8m时，宜取时，宜取3.53.56m6m。当厂房下弦当厂房下弦 8m8m时，宜取时，宜取5 57m7m。暖风机的送风温度，宜采用暖风机的送风温度，宜采用35355050，不得高于不得高于7070。3.5 辐射采暖系统主要讲地面辐射供暖系统主要讲地面辐射供暖系统属于低温热水式属于低温热水式供水温度供水温度60，供回水温差，供回水温差10地面辐射供暖系统特点地面辐射供暖系统特点 1 热效应高热效应高实感温度高实感温度高 2 舒适性好舒适性好 3 卫生条件好卫生条件好 4 能耗低能耗低 5 节省面积节省面积 6 初投资大初投资大散热面积大散热面积大 7 维护不便维护不便埋地管不允许有接头埋地管不允许有接头地板辐射供暖的构造1地板辐射供暖的构造23.6 供暖系统的热负荷与散热设备供暖系统的热负荷与散热设备1、讨论热负荷的目的、讨论热负荷的目的1）拟定合理的供热方案。）拟定合理的供热方案。2）选择散热设备。）选择散热设备。3）选择管径和管路设备。）选择管径和管路设备。2、供暖热负荷的概念、供暖热负荷的概念在在设计室外温度设计室外温度 ，为达到，为达到要求的室内空气温度要求的室内空气温度 ，供暖系统在，供暖系统在单位时间内单位时间内向建筑物供给的热量向建筑物供给的热量 。稳态传稳态传热过程热过程3、供暖热负荷的确定、供暖热负荷的确定：供暖热负荷是根据冬季供暖房间的热平衡供暖热负荷是根据冬季供暖房间的热平衡算出的。算出的。工业建筑：热负荷失热量工业建筑：热负荷失热量-得热量得热量民用建筑：热负荷失热量民用建筑：热负荷失热量围护结构传热耗热量围护结构传热耗热量冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量水分蒸发耗热量水分蒸发耗热量加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量通风耗热量通风耗热量失热量失热量民用建筑民用建筑太阳辐射得热量太阳辐射得热量生产车间最小负荷班的工艺设备散热量生产车间最小负荷班的工艺设备散热量其他管道和热表面的散热量其他管道和热表面的散热量热物料的散热量热物料的散热量得热量得热量人体散热得热量人体散热得热量3、供暖热负荷的确定、供暖热负荷的确定：对于一般的民用建筑和产热量很少的工业对于一般的民用建筑和产热量很少的工业建筑，建筑，供暖设计热负荷供暖设计热负荷Q，为：为：（1）Q1.j，围护结构的基本耗热量：围护结构的基本耗热量：Q1.j，qKFKF（tntw）a w 式中：式中：tn室内计算温度室内计算温度 tw供暖室外计算温度供暖室外计算温度 a温差修正系数温差修正系数，a的大小取决于非供暖的大小取决于非供暖房间或空间的保温性能和透气状况。房间或空间的保温性能和透气状况。00.03MPa0.03MPa时，时，tpj取与散热器取与散热器进口蒸汽压力相应的饱和温度。进口蒸汽压力相应的饱和温度。（二）散热器传热系数（二）散热器传热系数K值及其修正系数值值及其修正系数值1、散热器传热系数、散热器传热系数K值值影响散热器传热系数影响散热器传热系数K的因素有：的因素有：散热器的制造情况、散热器的使用条件散热器的制造情况、散热器的使用条件一般通过实验方法确定散热器传热系数一般通过实验方法确定散热器传热系数K值。值。实验结果整理成实验结果整理成 Kf（t t）的关系式。）的关系式。散热器的传热系数散热器的传热系数K是在一定的条件下，通是在一定的条件下，通过实验测定的。若实际情况与实验条件不过实验测定的。若实际情况与实验条件不同，则应对所测值进行修正。同，则应对所测值进行修正。式中的式中的1 1、2 2、3 3值是考虑散热器的实值是考虑散热器的实际使用条件与测定实验条件不同，而对际使用条件与测定实验条件不同，而对K K值，值，亦即对散热器面积亦即对散热器面积F F引入的引入的修正系数。修正系数。2、散热器修正系数值、散热器修正系数值（1）散热器组装片数修正系数）散热器组装片数修正系数1 1 散热器组装片数修正系数散热器组装片数修正系数（2 2）散热器连接形式修正系数散热器连接形式修正系数2 2 每组片数每组片数6 66 610101111202020201 10.951.001.051.10连接形式连接形式同侧上进下同侧上进下出出异侧上进异侧上进下出下出异侧下进异侧下进下出下出异侧下进异侧下进上出上出同侧下进同侧下进上出上出四柱四柱81311.0041.2391.4221.426M-132型型11.0091.2511.3861.396长翼型长翼型11.0091.2251.3311.369（3）散热器安装形式修正系数）散热器安装形式修正系数3 33 3见见P117P117表表3-43-4（三）散热器片数或长度的确定（三）散热器片数或长度的确定 nF/f （片或（片或m）式中：式中：F按确定的散热器面积。按确定的散热器面积。M2。f每片或每米长的散热器散热面积。每片或每米长的散热器散热面积。m2/片或片或m2/m。二、热水采暖管道管径的估算三、散热器的布置与选择三、散热器的布置与选择（一）散热器的布置（一）散热器的布置布置散热器时，应注意下列的规定：布置散热器时，应注意下列的规定：1、散热器宜安装在、散热器宜安装在外墙窗台下外墙窗台下。2、散热器一般在房间、散热器一般在房间内敞开内敞开装置，这样散装置，这样散热效果好，且易于清除灰尘。热效果好，且易于清除灰尘。3、散热器宜、散热器宜明装明装，布置简单。内部装修要，布置简单。内部装修要求高的建筑可采用暗装。求高的建筑可采用暗装。托儿所、幼儿园托儿所、幼儿园必须暗装或加防护罩必须暗装或加防护罩。4、楼梯间楼梯间内散热器应尽量放在底层；当散内散热器应尽量放在底层；当散热器数量过多，底层无法布置时，将散热热器数量过多，底层无法布置时，将散热器按比例分配在下边几层。器按比例分配在下边几层。5、为防止冻裂散热器，在双层门的外室及、为防止冻裂散热器，在双层门的外室及门斗中门斗中不应设置散热器。不应设置散热器。6、有、有冻结危险的楼梯间冻结危险的楼梯间或其它有冻结危险或其它有冻结危险的场所，应由的场所，应由单独的立、支管单独的立、支管供暖。供暖。散热散热器前不得设置调节阀器前不得设置调节阀。3.7 高层建筑采暖系统分层式供暖系统双水箱分层式系统3.6.5采暖系统的布置与敷设热力入口必须有室内采暖管道宜明设管沟半通行地沟 1.0m（宽）x1.2m（高）通风孔每隔20m设一个 保温不采暖房间、顶棚、暖沟等采暖管道穿墙采暖管道穿楼板3.8热源锅炉房锅炉房设计规范热用户与热水热力管网的连接方式热用户与蒸汽热力管网的连接燃气工程城镇燃气管道设计压力分级城镇燃气管道设计压力分级用户室内燃气管道的最高压力用户室内燃气管道的最高压力民用低压用气设备燃烧器的额定压力民用低压用气设备燃烧器的额定压力燃气工程注：注：1、燃气相对密度、燃气相对密度0.75的燃气锅炉和燃气直燃机，不得设置的燃气锅炉和燃气直燃机，不得设置在建筑物地下室和半地下室内。在建筑物地下室和半地下室内。2、地下室、半地下室、设备层和地上密闭房间敷设燃气管、地下室、半地下室、设备层和地上密闭房间敷设燃气管道时：道时：n不得小于不得小于3次次/小时，小时，事故通风事故通风n不得小于不得小于6次次/小时。且有独立的事故机械通小时。且有独立的事故机械通风设施，风设施，3、商业用气设备在地下室、半地下室或地上密闭房间内时：、商业用气设备在地下室、半地下室或地上密闭房间内时：正常工作：正常工作：n不应小于不应小于6次次/小时小时事故通风：事故通风：n不应小于不应小于12次次/小时小时不工作时：不工作时：n不应小于不应小于3次次/小时小时