《建筑设备采暖》PPT课件.ppt
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1、第六章第六章 采采 暖暖主要内容:概念:概念:用人工方法向室内供给热量,保持一定的室内温度,以创造适宜的生活或工作条件的技术。组成:组成:热媒制备(热源)热媒输送 热媒利用(散热设备)主要内容:主要内容:第一节 传热学基本知识第二节 采暖方式、热媒及系统分类第四节 对流、辐射采暖系统第三节 采暖系统的设计热负荷第五节 采暖系统的散热设备及附件第六节 分户、集中采暖热源第六章第六章 采采 暖暖第一节 传热学基本知识传热概念:传热概念:l 热量和温度是密切相关的,在物体与物体之间或物体各部位之间,只要有温度差的存在,就会有热量的转移现象,而且热能总是由高温物体向低温物体转移,这种热的传递现象叫做传
2、热传热。l在自然界中,温度差是处处存在的,因此,热能的传递是普遍存在的,这是自然界中的基本规律之一。采暖第一节 传热学基本知识供暖原理:供暖原理:l燃料的燃烧热媒(热水或蒸汽)通过管道传 热到房间(通过散热器)室内温度提高 房间的围护结构散热到室外室内温度降低 本质:本质:温度差的存在而产生了热传递。采暖第一节 传热学基本知识l热量的传递划分为三种基本方式:导热:导热:温度不同的物体直接接触,温度较高的物体把热能传给温度较低的物体,或在同一物体内部,热能从温度较高的部分传给温度较低部分。热对流:热对流:依靠流体的运动,热量由一处传递到另一处。热辐射:热辐射:物质是由分子、原子、电子等基本粒子组
3、成的,原子中的电子受激或振动时,会产生交替变化的电场和磁场,能量以电磁波的形式向外传播。采暖第一节 传热学基本知识导热特点:导热特点:传热过程中没有没有物质的迁移,热能的传递是靠分子(或其它微观离子)的热运动来完成。密实的固体中存在单纯的导热过程。在液体和气体中通过导热传递的热能很少。采暖第一节 传热学基本知识l单层墙壁传热导热量:l通过墙壁传导的热量与墙壁的传热面积、壁面之间的温度差和导热时间成正比,与墙壁的厚度成反比,并与墙壁材料的导热性能有关 采暖第一节 传热学基本知识导热系数:导热系数:1、气体的导热系数最小,静止的空气具有很好的保温能力;2、液体的导热系数次之;3、金属的导热系数最大
4、;4、绝大多数非金属建筑材料的导热系数介于0.33.5w(mC)之间。采暖第一节 传热学基本知识 工程中常把J0.23w(m0c)的材料称作保温隔热保温隔热材料材料,如矿棉、泡沫塑料、珍珠岩等。各种材料的导热系数并不是固定不变的,它与材料的温度、湿度等因素有关。在通常情况下,材料的湿度增大,其导热系数将显著地增大。因此,保温材料一定要注意保持干燥。采暖第一节 传热学基本知识l多层平壁:采暖第一节 传热学基本知识热对流热对流l概念:概念:依靠流体的运动,热量由一处传递到另一处的现象。l本质:本质:当流体局部受热或冷却时,由于其密度将随之减小或增大,即要做上升或下降运动,其它地方的流体就会流过来补
5、充,形成了流体分子的相对运动,热能由高温处向低温处发生了传递。l特点特点:传热过程中流体质点发生了相对位移。采暖第一节 传热学基本知识l流体流动的起因流体流动的起因:l自然对流:自然对流:流体因各部分温度不同而引起的密度差异所产生的流动。l受迫对流:受迫对流:流体受外力,如泵、风机、水压头等作用产生的流动。l受迫对流的热交换速度较自然对流快l紊流较层流换热较好 采暖第一节 传热学基本知识l对流换热的计算对流换热的计算l牛顿冷却定律牛顿冷却定律:l换热系数只是从数值上反映了这个复杂换热现象在不同条件下的综合强度。按表6-1选取。采暖第一节 传热学基本知识l热辐射热辐射l概念:概念:物质原子中的电
6、子受激或振动时,会产生交替变化的电场和磁场,能量以电磁波的形式向外传播,这就是辐射。l种类:种类:各类电磁波的波长可从几万分之一微米(1m110-6m)到数千米,包括一些射线、紫外线、伦琴射线、红外线、无线电波等。采暖第一节 传热学基本知识l特点:特点:l(1)不依靠物质的直接接触而进行能量传递的。l(2)伴随着能量形式的两次转化,即物体的内能首先转化为电磁波能发射出去,当此波射及另一物体表面并被吸收时,电磁波能又转化为物体的内能。l(3)一切物体只要其湿度高于绝对零度,都会不停地向外发射热射线。辐射换热是两物体互相辐射的结果。采暖第一节 传热学基本知识l热射线投射到物体上时,遵循可见光的传播
7、规律。其中部分被物体吸收,部分被物体反射,其余则透过物体,根据能量守恒定律:采暖第一节 传热学基本知识l黑体:黑体:能吸收全部热射线的物体(1)l白体:白体:能反射全部热射线的物体(1)l透明体:透明体:能透过全部热射线的物体(n1)l自然界中绝对的黑体、白体、透明体是不存在的,它们都是物体热辐射的极限情况。采暖第一节 传热学基本知识l小结:小结:l 建 筑 物 围 护 结 构 和 换 热 设 备 的 传 热过 程,实 际 上 是 导导导导 热热热热 、热热热热 对对对对 流流流流 和和和和 热热热热 辐辐辐辐 射射射射三 种 基 本 方 式 都 存 在 的 复 杂 的 换 热 过 程。采暖第
8、一节 传热学基本知识l墙内侧对流换热墙内侧对流换热:l墙壁的导热量墙壁的导热量:l墙外侧对流换热墙外侧对流换热:l这三个阶段的能量相等,将三式左边相加可得:lK传热系数,含义是当避免两侧流体的温度差为1K时,单位时间内通过没平方米的壁面所传递的热量。采暖传热过程传热过程第二节 采暖方式、热媒及系统分类一、采暖方式:一、采暖方式:按热源和散热设备位置分:分散采暖系统 集中采暖系统 按采暖范围分:全面采暖 局部采暖 按采暖时间分:连续采暖 间歇采暖 值班室采暖 采暖第二节 采暖方式、热媒及系统分类l采暖方式的选择采暖方式的选择 所在地区气象条件(气温在5c以下的天数)能源状况(能源的紧缺或丰富)能
9、源政策 环保 经济技术比较 采暖第二节 采暖方式、热媒及系统分类l采暖的热媒及其选择l热水:民用建筑和无蒸汽的工厂采暖l蒸汽:厂区内有蒸汽的 采暖第二节 采暖方式、热媒及系统分类l采暖系统的分类采暖系统的分类按热媒分:热水采暖系统 蒸汽采暖系统按散热设备分:散热器采暖系统 热风采暖系统按散热方式分:对流采暖系统 辐射采暖系统 采暖第三节 采暖系统的设计热负荷l l概念:概念:概念:概念:是指在室外设计温度下,为达到要求的室内温度,采暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。l计算目的:计算目的:按需暖量设计采暖系统。l计算方法:计算方法:理论计算 估算 采暖第三节 采暖系统的设计热负荷一、采暖室内
10、外空气计算参数 1、室外计算温度:历年平均每年不保证五天的日平均温度。见设计手册。2、室内计算温度:室内离地面1.52.0m高处的空气温度,它取决于建筑物的性质和用途。3、室内空气流速:民用建筑及工业企业辅助建筑不宜大于0.3m/s工业建筑,当室内散热量小于23W/m2时不宜大于0.3 m/s,当室内散热量大于或等于23W/m2时不宜大于0.5 m/s 采暖第三节 采暖系统的设计热负荷l理论法计算热负荷:lQ1-围护结构的传热耗热量;lQ2-称为冷风渗透耗热量;lQ3-冷风侵入耗热量;lQ10-太阳辐射进入室内的热量。采暖第三节 采暖系统的设计热负荷l估算法单位面积采暖热指标法(初步和扩初设计
11、)lqF为单位面积热指标,参考下表取值。采暖第四节 对流、辐射采暖系统一、对流采暖系统一、对流采暖系统l热水采暖系统l蒸汽采暖系统l热风采暖与空气幕 采暖第四节 对流、辐射采暖系统1 热水采暖系统热水采暖系统l概念:概念:以热水为热媒的采暖系统,称为热水采暖系统。l分类:按热水采暖循环动力:l重力(自然)循环系统:靠水的密度差进行循环。l机械循环系统:靠机械力进行循环。采暖第四节 对流、辐射采暖系统按供回水方式的不同,分为:上供下回式下供下回式中供式下供上回式混合式系统 采暖第四节 对流、辐射采暖系统按散热器连接方式的不同分为:l垂直式 水平式:l l 串联式 跨越式 采暖第四节 对流、辐射采
12、暖系统l按并联环路水的流程不同分为:l同程式 异程式 采暖第四节 对流、辐射采暖系统l按供水温度的不同分为:l低温水采暖系统:水温低于或 等于100的热水系统;设计供回水温度多采用95 70,适用于住宅、办公楼、医院及托幼建筑。l高温水采暖系统:水温超过100的热水系统;设计供回水温度多采用130-80,适用于其他民用及工业建筑。采暖第四节 对流、辐射采暖系统l按连接散热器管道数量的不同:l 单管式 双管式 采暖第四节 对流、辐射采暖系统l2 蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统l(1)原理)原理l蒸汽从热源1沿蒸汽管路2进入散热设备4,蒸汽凝结放出热量后,凝水通过疏水器5再返回热源重新加热。采暖第四节
13、对流、辐射采暖系统(2)特点:)特点:1、热量高2、两相流 3、节省散热设备的面积 4、流速大 5、无静压力 采暖第四节 对流、辐射采暖系统l(3)分类)分类l 按照供汽压力的大小分1)高压蒸汽供暖系统:供汽表压力高于70kpa;适用于工业建筑;2)低压蒸汽供暖系统:供汽表压力等于或低于70kpa;适用于要求较低的民用建筑及工业建筑;3)真空蒸汽供暖系统:系统中的压力低于大气压。真空蒸汽供暖因需要使用真空泵装置,系统复杂,在我国很少使用。采暖第四节 对流、辐射采暖系统l(3)分类)分类l按照蒸汽干管布置的不同,将蒸汽供暖系统分为三类:上供式、中供式、下供式;l按照立管的布置特点,将蒸汽供暖系统
14、分为两类:单管和双管式。目前我国多采用双管式;l按照回水动力不同,将蒸汽供暖系统分为两类:重力回水和机械回水。一般都采用机械回水方式。采暖第四节 对流、辐射采暖系统l3热风采暖与空气幕热风采暖与空气幕l热媒:热媒:室内再循环空气l原理:原理:首先用空气加热器对空气进行加热处理,然后送入采暖房间放热,从而达到维持或提高室温的目的。系统为闭式循环。l特点:特点:热惰性小,升温快,室内温度分布均匀,设备简单,投资省,适用于耗热量大的高大空间建筑和间歇采暖的建筑 采暖第四节 对流、辐射采暖系统l分类:按送风方式分:l集中送风l管道送风l暖风机送风 按空气来源分:l直流式l再循环式l混合式 采暖第四节
15、对流、辐射采暖系统二、辐射采暖系统二、辐射采暖系统 l概念概念:辐射采暖是一种利用建筑物内部的顶面、墙面、地面或其他表面进行采暖的系统,辐射采暖是一种卫生条件和舒适标准都比较高的采暖方式。主要形式:1)高温水或高压蒸汽辐射采暖,适用于工业建筑;2)煤气燃烧红外线辐射采暖适用于工业建筑;3)电取暖器。采暖第四节 对流、辐射采暖系统l辐射采暖系统 l概念概念:辐射采暖是一种利用建筑物内部的顶面、墙面、地面或其他表面进行采暖的系统,辐射采暖是一种卫生条件和舒适标准都比较高的采暖方式 l特点特点:有辐射强度和温度的双重作用,造成了真正符合人体散热要求的热环境,使室内围护结构内表面温度比较高,从而减少了
16、四周表面对人体的冷射辐射,具有最佳的舒适感。美观,不占建筑面积,也便于布置家具。而且室内温度分布较均匀,梯度小,节约能量。采暖第四节 对流、辐射采暖系统l分类分类1、低温辐射采暖:辐射表面温度小于800C。l安装位置:顶棚式、地板式、墙壁式、踢脚板式l构造:埋管式、风道式或组合式l特点:舒适性强,节能(能有效利用太阳能、地下热水、采暖和空调系统的回水、热泵型冷水机组、工业与城市余热和废热等),方便实施按户热计量,便于住户二次装修。采暖第四节 对流、辐射采暖系统 采暖第四节 对流、辐射采暖系统 采暖第四节 对流、辐射采暖系统2、中温辐射采暖:辐射表面温度在802000C。l设备:钢制辐射板,块状
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