建筑设备第四章ppt课件(全).ppt
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1、第第4章章 建筑采暖工程建筑采暖工程 本章学习要点:本章学习要点:1采暖系统的组成、分类;2机械循环热水采暖系统的形式;3高层建筑热水采暖系统的形式;4蒸汽采暖系统的组成、分类;5采暖系统管道的布置与安装要求;6采暖施工图的组成、识读方法。2023/2/41建筑设备教材4.1 采暖系统的组成及分类采暖系统的组成及分类4.1.1 采暖系统的组成与原理4.1.2 采暖系统的分类2023/2/42建筑设备教材 采暖系统的组成与原理采暖系统的组成与原理 所有采暖系统都是由以下三个主要部分组成的。(1)热源 使燃料燃烧产生热,将热媒加热成热水或蒸汽的部分,如锅炉房、热交换站等。(2)输热管道 供热管道是
2、指热源和散热设备之间的连接管道,将热媒输送到各个散热设备。(3)散热设备 将热量传至所需空间的设备,如散热器、暖风机等。2023/2/43建筑设备教材 图4-1所示的热水采暖系统表示出了热源、输热管道和散热设备三个部分之间的关系。根据三个组成部分的相互位置关系,供热系统可分为局部供热系统和集中供热系统。热源、输热管道和散热设备三个组成部分在构造上连在一起的供热系统称为局部供热系统;热源、散热设备分别设置,用管网将其连接,由热源向散热设备供应热量的供热系统称为集中供热系统。采暖系统的组成与原理采暖系统的组成与原理2023/2/44建筑设备教材l 系统中的水在锅炉中被加热到所需要的温度,并用循环水
3、泵作动力使水沿供水管流入各用户,散热后回水沿水管返回锅炉,水不断地在系统中循环流动。l 系统在运行过程中的漏水量或被用户消耗的水量由补给水泵把经水处理装置处理后的水从回水管补充到系统内,补水量的多少可通过压力调节阀控制。l 膨胀水箱设在系统最高处,用以接纳水因受热后膨胀的体积。采暖系统的组成与原理采暖系统的组成与原理2023/2/45建筑设备教材图4-1 热水采暖系统示意图Back2023/2/46建筑设备教材1.按热媒种类分类(1)热水采暖系统 以热水为热媒的采暖系统,主要应用于民用建筑。(2)蒸汽采暖系统 以水蒸气为热媒的采暖系统,主要应用于工业建筑。(3)热风采暖系统 以热空气为热媒的采
4、暖系统,主要应用于大型工业车间 采暖系统的分类采暖系统的分类2023/2/47建筑设备教材2.按设备相对位置分类(1)局部采暖系统 热源、热网、散热器三部分在构造上合在一起的采暖系统,如火炉采暖、简易散热器采暖、煤气采暖和电热采暖。(2)集中采暖系统 热源和散热设备分别设置,用热网相连接,由热源向各个房间或建筑物供给热量的采暖系统。(3)区域采暖系统 以区域性锅炉房作为热源,供一个区域的许多建筑物采暖的供暖系统。采暖系统的分类采暖系统的分类2023/2/48建筑设备教材3按采暖的时间分类按采暖的时间分类 连续采暖系统:适用于全天使用的建筑物。间歇采暖系统:适用于非全天使用的建筑物。值班采暖系统
5、:在非工作时间或中断使用的时间内,使建筑物保持最低室温要求(以免冻结)所设置的采暖系统。采暖系统的分类采暖系统的分类2023/2/49建筑设备教材4.2 热水采暖系统4.2.1 热水采暖系统的分类4.2.2 热水采暖系统基本图式 高层建筑热水采暖系统的形式 2023/2/410建筑设备教材4.2.1 热水采暖系统的分类热水采暖系统的分类 采暖系统常用的热媒有水、蒸汽、空气。以热水作为热媒的采暖系统称为热水采暖系统。热水采暖系统的热能利用率高,输送时无效热损失较小,散热设备不易腐蚀,使用周期长,且散热设备表面温度低,符合卫生要求;热水采暖系统操作方便,运行安全,易于实现供水温度的集中调节,系统蓄
6、热能力高,散热均匀,适于远距离输送。2023/2/411建筑设备教材热水采暖系统按系统循环动力可分为自然(重力)循环系统和机械循环系统。前者是靠水的密度差进行循环的系统,由于作用压力小,目前在集中式采暖中很少采用;后者是靠机械力(水泵)进行循环的系统。热水采暖系统按热媒温度的不同可分为低温系统和高温系统。低温热水采暖系统的供水温度为95,回水温度为70;高温热水采暖系统的供水温度多采用120130,回水温度为7080。4.2.1 热水采暖系统的分类热水采暖系统的分类 2023/2/412建筑设备教材(1)自然循环热水采暖系统图4-2所示是自然循环热水采暖系统的工作原理图;在系统工作之前,先将系
7、统中充满冷水。当水在锅炉内被加热后,它的密度减小,同时受着从散热器流回来密度较大的回水的驱动,使热水沿着供水干管上升,流入散热器。在散热器内水被冷却,再沿回水干管流回锅炉。4.2.1 热水采暖系统的分类热水采暖系统的分类2023/2/413建筑设备教材 这样,水连续被加热,热水不断上升,在散热器及管路中散热冷却后的回水又流回锅炉被重新加热,形成如图4-2中箭头所示的方向循环流动。这种水的循环称之为自然(重力)循环。由此可见,自然循环热水采暖系统的循环作用压力的大小取决于水温在循环环路的变化状况。在分析作用压力时,先不考虑水在沿管路流动时的散热而使水不断冷却的因素,认为在图4-2中的循环环路内水
8、温只在锅炉和散热器两处发生变化。4.2.1 热水采暖系统的分类热水采暖系统的分类2023/2/414建筑设备教材 设P1和P2分别表示AA断面右侧和左侧的水柱压力,则 P1=g(h0h+hh+h1g)P2=g(h0h+hg+h1g)断面AA两侧之差值,即系统的循环作用压力为 P=P1-P2=gh(h-g)(4-1)由式(4-1)可见,起循环作用的只有散热器中心和锅炉中心之间这段高度内的水密度差。如供回水温度为95/70,则每米高差可产生的作用压力为 gh(h-g)=156(Pa)4.2.1 热水采暖系统的分类热水采暖系统的分类2023/2/415建筑设备教材1-散热设备;2-热水锅炉;3-供水
9、管路;4-散热器;5-回水干管图4-2 自然循环热水采暖系统工作原理图Back2023/2/416建筑设备教材4.2.1 热水采暖系统的分类热水采暖系统的分类 机械循环系统机械循环系统如图4-3所示,系统依靠水泵提供的动力使热水循环流动的采暖系统。机械循环热水采暖系统与自然循环热水采暖系统的主要区别是在系统中设置了循环水泵,它的作用压力比自然循环系统采暖系统大得多,因此该系统的作用半径大,是建筑中广泛采用的采暖系统。2023/2/417建筑设备教材 1-锅炉;2-供水干管;3-膨胀水箱;4-集气罐;5-放气阀;6-散热器;7-回水干管;8-水泵图4-3 机械循环上供下回式双管系统2023/2/
10、418建筑设备教材4.2.1 热水采暖系统的分类热水采暖系统的分类2.按供、回水方式的不同按供、回水方式的不同 单管系统,如图4-1所示。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的系统,称为单管系统。双管系统,如图4-4所示。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的系统,称为双管系统。2023/2/419建筑设备教材图4-4 双管采暖系统 2023/2/420建筑设备教材4.2.1 热水采暖系统的分类热水采暖系统的分类3.按各个立管的循环环路总长度不同按各个立管的循环环路总长度不同 同程式系统,如图
11、4-5所示。通过各个立管的循环环路的总长度都相等。异程式系统,如图4-6所示。通过各个立管的循环环路的总长度不相等。异程式采暖系统由于各立管回路的压力降不同,容易出现近热远冷的水平失调现象,即靠近主立管的立管散热量较大,远离主立管的立管散热量较小。2023/2/421建筑设备教材图4-5 同程式系统1-锅炉;2-水泵:3-立式集气罐;4-膨胀水箱 2023/2/422建筑设备教材图4-6 异程式系统 2023/2/423建筑设备教材4.2.2 热水采暖系统基本图式热水采暖系统基本图式 1.自然循环热水采暖系统的主要形式自然循环热水采暖系统的主要形式 双管上供下回式:如图4-7左侧所示为双管上供
12、下回式系统。其特点是供水和回水立管分别设置,各层散热器都并联在供、回水立水管上,水经回水立管、回水干管直接流回锅炉。如不考虑水在管道中的冷却,则进入各层散热器的水温相同。2023/2/424建筑设备教材4.2.2 热水采暖系统基本图式热水采暖系统基本图式 单管上供下回式:单管上供下回式:如图4-7右侧所示为单管上供下回式系统。单管系统的特点是供水和回水立管为同一根立管,热水送入立管后由上向下顺序流过各层散热器,水温逐层降低,各组散热器串联在立管上。与双管系统相比,单管系统的优点是系统简单,节省管材,造价低,安装方便,上下层房间的温度差异较小,不会产生垂直失调;其缺点是顺流式不能进行个体调节。2
13、023/2/425建筑设备教材图4-7 自然循环上供下回采暖系统 2023/2/426建筑设备教材4.2.2 热水采暖系统基本图式热水采暖系统基本图式2机械循环热水采暖系统的形式:机械循环热水采暖系统的形式:双管上供下回式系统:如图4-3所示为机械循环双管上供下回式热水采暖系统示意图。双管下供上回式系统:如图4-8所示为机械循环双管下供上回式热水采暖系统示意图。中供式系统:如图4-9所示为机械循环中供式热水采暖系统示意图。2023/2/427建筑设备教材 图4-8 机械循环双管下供上回采暖系统 2023/2/428建筑设备教材图4-9 中供式热水采暖系统 2023/2/429建筑设备教材4.2
14、.2 热水采暖系统基本图式热水采暖系统基本图式2机械循环热水采暖系统的形式:机械循环热水采暖系统的形式:下供上回式(倒流式)系统:如图4-10所示为机械循环下供上回式采暖系统示意图。水平式系统水平式系统按供水与散热器的连接方式可分为顺流式和跨越式两类,如图4-11(a)、(b)所示。跨越式的连接方式可以有图4-11(b)中(1)、(2)两种。2023/2/430建筑设备教材 图4-10 下供上回式(倒流式)系统 2023/2/431建筑设备教材(a)顺流式系统 (b)跨越式系统图4-11 水平式系统 2023/2/432建筑设备教材高层建筑热水采暖系统的形式高层建筑热水采暖系统的形式 高层建筑
15、由于层数多、高度大,因此建筑物热水采暖系统产生的静压较大,垂直失调问题也较严重。应根据散热器的承压能力、室外供热管网的压力状况等因素来确定系统形式。1竖向分区式采暖系统 高层建筑热水采暖系统在垂直方向分成两个或两个以上的独立系统,称为竖向分区式采暖系统。2023/2/433建筑设备教材高层建筑热水采暖系统的形式高层建筑热水采暖系统的形式 (1)设热交换器的分区式采暖系统:如图4-12所示,该系统的高区通过热交换器与外网间接连接。(2)双水箱分区式采暖系统:如图4-13所示,该系统将外网的水直接引入高区,当外网的供水压力低于高层建筑的静压时,可在供水管上设加压水泵,使水进入高区上部的进水箱。20
16、23/2/434建筑设备教材图4-12 设热交换器的分区式采暖系统 2023/2/435建筑设备教材图4-13 双水箱分区式采暖系统 1-加压水泵;2-回水箱;3-进水箱;4-进水箱溢流管;5-信号管;6-回水箱溢流管 2023/2/436建筑设备教材高层建筑热水采暖系统的形式高层建筑热水采暖系统的形式2双线式采暖系统双线式采暖系统 高层建筑的双线式采暖系统能分环路调节,因为在每一环路上均设置有节流孔板、调节阀门。(1)垂直双线单管式采暖系统:如图4-14所示,系统的散热器立管由上升立管和下降立管(双线立管)组成,垂直方向各楼层散热器的热媒平均温度近似相同,有利于避免垂直失调现象。(2)水平双
17、线单管式采暖系统:如图4-15所示,系统水平方向各组散热器的热媒平均温度近似相同,有利于避免水平失调现象。2023/2/437建筑设备教材图4-14 垂直双线单管式采暖系统l-供水干管;2-回水干管;3-双线立管;4-散热器;5-截止阀;6-排气阀;7-节流孔板;8调节阀 2023/2/438建筑设备教材图4-15 水平双线单管式采暖系统l-供水干管;2-回水干管;3-双线水平管;4-散热器;5-截止阀;6-节流孔板;7-调节阀 2023/2/439建筑设备教材高层建筑热水采暖系统的形式高层建筑热水采暖系统的形式3单双管混合式采暖系统单双管混合式采暖系统如图4-16所示,这种系统是将垂直方向的
18、散热器按23层为一组,在每组内采用双管系统,而组与组之间采用单管连接。这样既可避免楼层过多时双管系统产生的垂直失调现象,又能克服单管系统散热器不能单独调节的缺点。2023/2/440建筑设备教材图4-16 单双管混合式采暖系统 2023/2/441建筑设备教材4.3 蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统 蒸汽采暖系统按照供汽压力的大小,将蒸汽采暖分为三类:供汽的表压力高于70kPa时,称为高压蒸汽采暖;供汽的表压力等于或低于70kPa时,称为低压蒸汽采暖;当系统中的压力低于大气压力时,称为真空蒸汽采暖。2023/2/442建筑设备教材4.3 蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统 低压蒸汽采暖系统 高压蒸汽采暖系统 蒸
19、汽采暖与热水采暖的比较 2023/2/443建筑设备教材低压蒸汽采暖系统低压蒸汽采暖系统1.低压蒸汽采暖系统按照回水的方式不同可分为:低压蒸汽采暖系统按照回水的方式不同可分为:重力回水采暖系统:如图4-17所示;机械回水采暖系统:如图4-18所示;当系统作用半径较大,供汽压力较高(通常供汽表压力高于20kPa)时,一般都采用机械回水系统。2023/2/444建筑设备教材 图4-17 重力回水采暖系统 2023/2/445建筑设备教材图4-18 机械回水采暖系统 2023/2/446建筑设备教材低压蒸汽采暖系统低压蒸汽采暖系统2.低压蒸汽采暖系统按照干管的位置不同可分为:低压蒸汽采暖系统按照干管
20、的位置不同可分为:双管上供下回式:如图4-19所示;双管下供下回式:如图4-20所示;双管中供式:如图4-21所示;单管上供下回式:如图4-22所示。2023/2/447建筑设备教材 图4-19 双管上供下回式蒸汽采暖系统 2023/2/448建筑设备教材图4-20 双管下供下回式 2023/2/449建筑设备教材图4-21 双管中供式 2023/2/450建筑设备教材 4-22 单管上供下回式 2023/2/451建筑设备教材高压蒸汽采暖系统高压蒸汽采暖系统 1.高压蒸汽采暖的特点高压蒸汽采暖的特点与低压蒸汽采暖相比,高压蒸汽采暖有下述技术经济特点:高压蒸汽供气压力高,流速大,系统作用半径大
21、,但沿程热损失亦大。散热器内蒸汽压力高,因而散热器表面温度高。凝水温度高。2023/2/452建筑设备教材高压蒸汽采暖系统高压蒸汽采暖系统2.常见高压蒸汽采暖系统的形式:常见高压蒸汽采暖系统的形式:带有用户入口的室内高压蒸汽采暖系统:如图4-23所示;上供上回式高压蒸汽采暖系统:如图4-24所示。2023/2/453建筑设备教材 图4-23 带有用户入口的室内高压蒸汽采暖系统示意图 1-减压装置;2-疏水器:3-方形补偿器;4-减压阀前分气缸;5-减压阀后分气缸6-放气阀 2023/2/454建筑设备教材图4-24 上供上回式高压蒸汽采暖系统示意图1疏水器;2止回阀:3泄水阀;4、5散热器 2
22、023/2/455建筑设备教材蒸汽采暖与热水采暖的比较蒸汽采暖与热水采暖的比较 1.用蒸汽作为热媒,可同时满足对压力和温度有不同要求的多种用户的用热要求。2.蒸汽在散热设备内定压放出汽化潜热,热媒平均温度为相应压力下的饱和温度。3.蒸汽和凝结水在管路内流动时,状态参数(密度和流量)变化大,甚至伴随相变。4.蒸汽密度比水小,适用做高层建筑高区的(特别是高度大于160m的特高层建筑)采暖热媒,不会使建筑物底部的散热器超压。2023/2/456建筑设备教材蒸汽采暖与热水采暖的比较蒸汽采暖与热水采暖的比较 5.蒸汽热惰性小,供汽时热得快,停汽时冷得也快。6.蒸汽流动的动力来自于自身压力。蒸汽采暖系统用
23、户室内温度波动大,间歇工作时有噪声,易产生水击现象。7.用蒸汽做热媒时,散热器和管道的表面温度高于l00。用蒸汽作为热媒时散热器表面有机灰尘将会影响室内空气质量,同时易烫伤人,无效热损失大。8.蒸汽管道系统间歇工作。蒸汽管内时而流动蒸汽,时而充斥空气;凝结水管时而充满水,时而进入空气。管道(特别是凝结水管)易受到氧化腐蚀,使用寿命短。2023/2/457建筑设备教材4.4 其它采暖系统其它采暖系统 热风采暖系统与空气幕 辐射采暖系统 2023/2/458建筑设备教材热风采暖系统与空气幕热风采暖系统与空气幕 1.当符合下列条件之一时,采用热风采暖:当符合下列条件之一时,采用热风采暖:能与机械送风
24、系统合并时。利用循环空气采暖,技术、经济合理时。由于防火、防爆和卫生要求,必须采用全新风的热风采暖时。2热风采暖的设置要求:热风采暖的设置要求:热媒宜采用0.10.3MPa的高压蒸汽或不低于90的热水。位于严寒地区或寒冷地区的工业建筑,采用热风采暖且距外窗2m或2m以内有固定工作地点时,宜在窗下设置散热器,条件许可时,兼做值班采暖。选择暖风机或空气加热器时,其散热量应乘以1.21.3的安全系数。2023/2/459建筑设备教材热风采暖系统与空气幕热风采暖系统与空气幕 采用暖风机热风采暖时,应符合下列规定;应根据厂房内部的几何形状,工艺设备布置情况及气流作用范围等因素,设计暖风机台数及位置;室内
25、空气的换气次数,宜大于或等于每小时1.5次;热媒为蒸汽时,每台暖风机应单独设置阀门和疏水装置。采用集中热风采暖时,应符合下列规定:工作区的最小平均风速不宜小于0.15m/s;送风口的出口风速,一般情况下可采用515ms;送风口的高度不宜低于3.5m,回风口下缘至地面的距离宜采用0.40.5m;送风温度不宜低于35并不得高于70。2023/2/460建筑设备教材热风采暖系统与空气幕热风采暖系统与空气幕3符合下列条件之一时,宜设置热空气幕:符合下列条件之一时,宜设置热空气幕:位于严寒地区、寒冷地区的公共建筑和工业建筑,对经常开启的外门,且不设门斗和前室时;公共建筑和工业建筑,当生产或使用要求不允许
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