第5章供暖工程

供暖工程第五章供暖工程供暖工程5.1供暖系统及其分类5.1.1供暖系统的分类采暖的目的：在冬季维持室内空气温度在规定的范围内，此温度范围大多数场合为16-20C。供暖系统—为了维持所需要的室温，就必须通过散热设备向室内补充热量。供暖系统组成：热源、输热管道和散热设备。是使燃料燃烧产生热能的部分，对热媒进行加热，经管道输送散热设备，热媒在散热设备中放热，加热室内空气。按范围分类：局部供暖集中供暖区域供暖热源与散热设备合并为一个整体，分散设置于各个房间里，如火炉供暖热源远离供暖房间，供热由热源，输热管道，散热设备构成。由一个大型热源产生蒸汽或热水，通过区域的供热管网，供区域用热。供暖工程5.1供暖系统及其分类5.1.1供暖系统的分类热媒—用来传递热量的介质。常用的介质：水、水蒸汽等。低温水供暖系统（95/70oC）高温水供暖系统（110/70oC、130/70oC、150/70oC）按热媒分类：热水供暖系统蒸汽供暖系统热风供暖系统烟气供暖系统低压蒸汽供暖系统（《70kPa）高压蒸汽供暖系统（70kPa）按散热方式分类：对流供暖系统辐射供暖系统供暖工程5.1供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统•按系统循环动力的不同–重力（自然）–机械•按供回水方式–单管–双管•按系统管道敷设方式–垂直式–水平式供暖工程5.1供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统•按供回水方式–单管–双管•按系统管道敷设方式–垂直式–水平式何谓垂直失调现象？在双管系统中，由于各层散热器与锅炉的相对位置不同，所以相对高度由上向下逐层递减，尽管水温变化相同，但也将会形成上层作用压力大、下层作用压力小的现象。如果选用不同管径后仍不能使各层的压力损失达到平衡，则必然会出现上热下冷的所谓垂直失调。而且，楼层数越多，上下环路的差值越大，失调现象将越严重。为此，在多层建筑中，采用单管系统要比双管系统可靠的多。供暖工程5.1供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统机械循环热水采暖系统型式:双管上供下回式系统双管下供下回式系统双管中供式系统单管上供下回式系统单管水平式系统双管下供上回式系统（倒流式）同程式和异程式系统供暖工程5.1供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统机械循环热水采暖系统型式:双管上供下回式系统双管下供下回式系统双管中供式系统单管上供下回式系统单管水平式系统双管下供上回式系统（倒流式）同程式和异程式系统供暖工程5.1供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统机械循环热水采暖系统型式:双管上供下回式系统双管下供下回式系统双管中供式系统单管上供下回式系统单管水平式系统双管下供上回式系统（倒流式）同程式和异程式系统供暖工程5.1供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统机械循环热水采暖系统型式:双管上供下回式系统双管下供下回式系统双管中供式系统单管上供下回式系统单管水平式系统双管下供上回式系统（倒流式）同程式和异程式系统供暖工程5.1供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统机械循环热水采暖系统型式:双管上供下回式系统双管下供下回式系统双管中供式系统单管上供下回式系统单管水平式系统双管下供上回式系统（倒流式）同程式和异程式系统供暖工程5.1供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统机械循环热水采暖系统型式:双管上供下回式系统双管下供下回式系统双管中供式系统单管上供下回式系统单管水平式系统双管下供上回式系统（倒流式）同程式和异程式系统供暖工程5.1供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统机械循环热水采暖系统型式:双管上供下回式系统双管下供下回式系统双管中供式系统单管上供下回式系统单管水平式系统双管下供上回式系统（倒流式）同程式和异程式系统供暖工程5.1供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统机械循环热水采暖系统型式:双管上供下回式系统双管下供下回式系统双管中供式系统单管上供下回式系统单管水平式系统双管下供上回式系统（倒流式）同程式和异程式系统供暖工程5.1供暖系统及其分类5.1.3蒸汽供暖系统在蒸汽供暖系统中，热媒是蒸汽，蒸汽进入散热器，将热量散发到房间内，放出潜热后的蒸汽冷凝成同温度的凝结水。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。按照供汽压力的大小，将蒸汽供暖分为三类：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。供暖工程以水蒸汽为热媒，在换热器中靠放出凝结水放出汽化潜热，的热量。因此：①．需要蒸汽量小（热值高），②．且流速可以提的很高而不会较大阻力损失。③．用于高层建筑，不会产生很大的静压力。④．温度大，故传热系数K大，换热面积小，⑤．管道可以较细，总之，初投资小，缺点：①．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②．管道内蒸汽，空气转换快，内壁氧化腐蚀要厉害。③．使用年限短，特别是凝结水管，更易损坏（8年）。5.1供暖系统及其分类5.1.3蒸汽供暖系统供暖工程5.1供暖系统及其分类5.1.3蒸汽供暖系统低压蒸汽供暖系统的基本形式:1)重力回水低压蒸汽供暖系统:系统形式简单，宜在小型系统中采用。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，就采用机械回水系统。上供式系统下供式系统供暖工程5.1供暖系统及其分类5.1.3蒸汽供暖系统低压蒸汽供暖系统的基本形式:2)机械回水低压蒸汽供暖系统:机械回水系统是一个开式系统，凝水不直接返回锅炉，而先进入凝水箱。然后再用凝水泵将水运回锅炉重新加热。在低压蒸汽供暖系统中，凝水箱的布置应低于所有散热器和凝水管。进凝水箱的凝水干管应作顺流向下的坡度，以便从散热器流出的凝水靠重力回流进入凝水箱。机械回水系统的最主要优点：扩大了供热范围，因而应用最为普遍。供暖工程机械回水的中供式低压蒸汽供暖系统的示意图供暖工程图中①．送汽低头走（以便凝结水流动）②．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。）供暖工程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，会破坏管件的接口的严密性，管路支架的稳定性）。4．凝结水箱通大气的原因：①．保证泵吸水压头②．用于空气的排放与回来。供暖工程高压蒸汽供暖系统：热媒的压力大于70kPa，被称为高压蒸汽。家庭不使用。高压蒸汽供暖系统常与生产工艺用汽系统合为一个汽源。但生产用汽压力往往高于供暖压力。故常要减压处理。相对于低压，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。供暖工程5.2供暖热负荷5.2.4供暖热负荷的估算Q=qAAQ–建筑物的耗热量qA--建筑物的面积热指标，见表5-8A--建筑物的面积供暖工程5.3集中供暖系统的设备5.3.1集中供暖系统散热器安装在需采暖的房间内，向房间散热的设备，统称散热设备。常用的散热器有铸铁散热器及钢制散热器、辐射板及暖风机。本节介绍最常用的散热器。工作过程：散热器中渡过热水或蒸汽，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。供暖工程散热器的种类•铸铁散热器–翼型散热器。•圆翼型•长翼型–柱型散热器•钢制散热器–闭式钢串片对流散热器–板型散热器–钢制柱型散热器–扁管型散热器供暖工程5.3集中供暖系统的设备5.3.1集中供暖系统散热器安装在需采暖的房间内，向房间散热的设备，统称散热设备。常用的散热器有铸铁散热器及钢制散热器、辐射板及暖风机。本节介绍最常用的散热器。•铸铁散热器–翼型散热器。•圆翼型•长翼型–柱型散热器•钢制散热器–闭式钢串片对流散热器–板型散热器–钢制柱型散热器–扁管型散热器散热器的种类柱翼柱型供暖工程5.3集中供暖系统的设备5.3.1集中供暖系统散热器安装在需采暖的房间内，向房间散热的设备，统称散热设备。常用的散热器有铸铁散热器及钢制散热器、辐射板及暖风机。本节介绍最常用的散热器。•铸铁散热器–翼型散热器。•圆翼型•长翼型–柱型散热器•钢制散热器–闭式钢串片对流散热器–板型散热器–钢制柱型散热器–扁管型散热器散热器的种类柱型供暖工程5.4供暖系统的管路布置注意事项一．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１．应力求管道最短，便于维护管理，不影响房间美观。２．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。供暖工程３．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。４．下供下回式系统的供水(蒸汽)干管、回水干管敷设在管沟内或地下室的顶板下。５．立管应布置在窗间墙处，有利于向两侧连接散热器。６．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。７．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0．012m)，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。供暖工程5.6热源5.6.1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。２．蒸汽锅炉生产出来的蒸汽可：①．作为式质，将热能转变为机械能，以产生动力。②．作为载体，为工业生产和采暖、通风提供所需热能。供暖工程3．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。4．蒸汽及热水锅炉的不同点：蒸汽锅炉的工作过程：①．燃料的燃烧②．烟气向水的传热过程③．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。供暖工程供暖工程特性参数：蒸发量，蒸汽锅炉，产汽量t/h，额定蒸发量：通常0.1～65t/h，产气压力及温度（允许工作压力产气压力）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，运输方便，外形美观。供暖工程锅炉房的建筑设计要求：①．锅炉房建筑形式：以锅炉间为核心，将水泵间，水处理设备，配变电修理，办公等有机地组合为一体。②．每层至少有两个出口，且相对（对面）设置。③．平面布置和结构设计应考虑有扩建的可能性。如附属建筑房间应置于锅炉房固定的一端。④．烟囱一般置于房子后面，两间距离（中心距）诮保证两者的地基不干涉。⑤．保证自然采光及通风⑥．地面应高于室外150mm，以防积水。现时便于泄水。