建筑設備-建筑采暖系統(tǒng)頁

建筑設備—建筑采暖系統(tǒng)頁第1頁/共43頁2冬季室外氣溫較低，室內(nèi)熱量會通過圍護結(jié)構(gòu)傳熱到室外，為使室內(nèi)保持所需溫度，必須向室內(nèi)供給相應的熱量。

為何采暖？2.1采暖系統(tǒng)的組成與分類94第2頁/共43頁3歷史遺留問題新中國成立后，我國開始對寒冷地區(qū)集中供暖。采暖地區(qū)的選擇是歷年月平均溫度低于或等于5℃的天氣超過90天的華北、東北、西北地區(qū)，供暖的分界線則是秦嶺—淮河線。近年來，隨著地球氣候的變化，雨雪分界線推到了長江以南，經(jīng)常造成南方多個省市低溫雨雪冰凍天氣。再加上南方雨水偏多、濕度大，有時看起來只有零攝氏度上下的氣溫，其實比北方干冷的零下五攝氏度、甚至零下十攝氏度都要難熬。因為沒有集中供暖，目前南方城市一般使用空調(diào)和電暖氣來過冬。不利于節(jié)能減排。第3頁/共43頁4所有采暖系統(tǒng)均由以下三個主要部分組成：（1）熱源

如鍋爐房等，使燃料燃燒產(chǎn)生熱。（2）散熱設備

如散熱器、輻射板等，散熱量至空間。（3）供熱管道

指熱源和散熱設備之間的連接管道，將熱媒輸送到各個散熱設備。2.1.1采暖系統(tǒng)的組成2.1采暖系統(tǒng)的組成與原理、分類94第4頁/共43頁52.1采暖系統(tǒng)的組成與原理、分類

圖2-1所示的熱水采暖系統(tǒng)表示出了熱源、輸熱管道和散熱設備三個主要部分之間的關系。95圖2-1熱水采暖系統(tǒng)示意圖第5頁/共43頁1102.5.1散熱器第6頁/共43頁1122.5.2暖風機正面背面由吸風口、風機、空氣加熱器和送風口等聯(lián)合構(gòu)成的通風供暖聯(lián)合機組。

第7頁/共43頁1122.5.3鋼制輻射板第8頁/共43頁91按設備相對位置分類（或根據(jù)作用范圍的不同）（1）局部采暖系統(tǒng)

熱源、熱網(wǎng)、散熱器三部分在構(gòu)造上合在一起，如火爐采暖、燃氣采暖、電熱采暖、簡易散熱器采暖。（2）集中采暖系統(tǒng)

熱源和散熱設備分別設置，用熱網(wǎng)相連接，熱源集中向各個房間或建筑物供給熱量。（3）區(qū)域采暖系統(tǒng)

以區(qū)域性鍋爐房作為熱源，供一個區(qū)域許多建筑物采暖。2.1采暖系統(tǒng)的組成與原理、分類2.1.2采暖系統(tǒng)的分類95第9頁/共43頁102按熱媒種類分類

（1）熱水采暖系統(tǒng)

以熱水為熱媒的采暖系統(tǒng)，主要應用于民用建筑。

（2）蒸汽采暖系統(tǒng)

以水蒸汽為熱媒的采暖系統(tǒng)，主要應用于工業(yè)建筑。

（3）熱風采暖系統(tǒng)

以熱空氣為熱媒的采暖系統(tǒng)，主要應用于大型工業(yè)車間。

（4）煙氣采暖系統(tǒng)

以高溫煙氣為熱媒的采暖系統(tǒng)，主要應用于北方廣大村鎮(zhèn)。2.1采暖系統(tǒng)的組成與原理、分類2.1.2采暖系統(tǒng)的分類95第10頁/共43頁11

1）按系統(tǒng)循環(huán)動力的不同分為自然循環(huán)系統(tǒng)和機械循環(huán)系統(tǒng)。自然循環(huán)系統(tǒng)靠供回水的密度差進行循環(huán)，作用壓力小，目前在集中式采暖中很少采用；機械循環(huán)系統(tǒng)靠機械動力(水泵)進行循環(huán)，作用壓力大，目前在集中式采暖中較多采用。2.2熱水采暖系統(tǒng)（1）熱水采暖系統(tǒng)：95

2）按熱媒溫度的不同分為低溫系統(tǒng)和高溫系統(tǒng)。

低溫系統(tǒng)的供水溫度為95℃，回水溫度為70℃；

高溫系統(tǒng)的供水溫度多采用120～130℃，回水溫度為70～80℃。特點：熱能利用率高，輸送時無效熱損失較?。簧嵩O備不易腐蝕，使用周期長；散熱設備表面溫度低，符合衛(wèi)生要求；系統(tǒng)操作方便，運行安全，易于實現(xiàn)供水溫度的集中調(diào)節(jié)；系統(tǒng)蓄熱能力高，散熱均勻，適于遠距離輸送。分類：第11頁/共43頁12設P1和P2分別表示A-A斷面右側(cè)和左側(cè)的水柱壓力，則

P1=g(h0ρh+hρh+h1ρg)P2=g(h0ρh+hρg+h1ρg)斷面A—A兩側(cè)之差值，即系統(tǒng)的循環(huán)作用壓力為

ΔP=P1-P2=gh(ρh-ρg)(2-1)由式（2-1）可見，起循環(huán)作用的只有散熱器中心和鍋爐中心之間這段高度內(nèi)的水密度差。例如：供回水溫度為95℃/70℃，則每米高差可產(chǎn)生的作用壓力為：gh(ρh-ρg)=9.81×1.0×(977.81-961.92)=156(KPa)2.2熱水采暖系統(tǒng)圖2-3

自然循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)工作原理圖P2P1P962.2.1自然循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)第12頁/共43頁13機械循環(huán)與自然循環(huán)區(qū)別：設置了循環(huán)水泵2.2熱水采暖系統(tǒng)2.2.2機械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)P97圖2-5機械循環(huán)雙管上供下回式熱水采暖系統(tǒng)第13頁/共43頁14系統(tǒng)中的水在鍋爐中被加熱到所需的溫度，用循環(huán)水泵作動力，沿供水管流入各用戶，散熱后回水沿水管返回鍋爐，水不斷地在系統(tǒng)中循環(huán)流動。膨脹水箱設在系統(tǒng)最高點處，用以接納水因受熱后膨脹的體積。這樣可使整個系統(tǒng)在正壓下工作，保證系統(tǒng)中的水不致汽化，避免了因水汽化而斷水的現(xiàn)象。系統(tǒng)中水流的速度常常超過了自水中分離出來的空氣氣泡的浮升速度。為了使氣泡不致被帶入立管，在供水干管內(nèi)要使氣泡隨著水流方向流動，應按水流方向設上升坡度。氣泡聚集到系統(tǒng)的最高點，通過在最高點設排氣裝置，將空氣排至系統(tǒng)以外。供水及回水干管的坡度根據(jù)設計規(guī)范i≥0.002規(guī)定，一般取i=0.003，回水干管的坡向要求與自然循環(huán)系統(tǒng)相同，目的是使系統(tǒng)內(nèi)的水能全部排出。有以下幾種主要形式:2.2熱水采暖系統(tǒng)P106P972.2.2機械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)圖2-5機械循環(huán)雙管上供下回式熱水采暖系統(tǒng)第14頁/共43頁151機械循環(huán)雙管上供下回式熱水采暖系統(tǒng)圖2-5所示該系統(tǒng)與每組散熱器連接的立管均為兩根，熱水平行地分配給所有散熱器，散熱器流出的回水直接流回鍋爐。由圖可見，供水干管布置在所有散熱器上方，而回水干管布置在所有散熱器下方，所以叫上供下回式。2.2熱水采暖系統(tǒng)P97圖2-5機械循環(huán)雙管上供下回式熱水采暖系統(tǒng)2.2.2機械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)第15頁/共43頁162機械循環(huán)下供下回式雙管系統(tǒng)

系統(tǒng)的供水和回水干管都敷設在底層散熱器下面，特點：（1）在地下室布置供水干管，管路直接散熱給地下室，無效熱損失小。（2）在施工中，每安裝好一層散熱器即可采暖，給冬季施工帶來很大方便。免得為了冬季施工的需要，特別裝置臨時供暖設備。（3）排除空氣比較困難。2.2熱水采暖系統(tǒng)P98圖2-6機械循環(huán)雙管下供下回式熱水采暖系統(tǒng)第16頁/共43頁173機械循環(huán)中供式熱水采暖系統(tǒng)(圖2-7)

從系統(tǒng)總立管引出的水平供水干管敷設在系統(tǒng)的中部，下部系統(tǒng)為上供下回式，上部系統(tǒng)可采用下供下回式。中供式系統(tǒng)可用于原有建筑物加建樓層或上部建筑面積小于下部建筑面積的場合。2.2熱水采暖系統(tǒng)P98圖2-7機械循環(huán)中供式熱水采暖系統(tǒng)第17頁/共43頁184機械循環(huán)下供上回式（倒流式）采暖系統(tǒng)該系統(tǒng)的供水干管設在所有散熱器設備的下面，回水干管設在所有散熱器上面，膨脹水箱連接在回水干管上?；厮?jīng)膨脹水箱流回鍋爐房，再被循環(huán)水泵送入鍋爐，如圖2-8所示。2.2熱水采暖系統(tǒng)P98圖2-8機械循環(huán)下供上回第18頁/共43頁192.2熱水采暖系統(tǒng)5同程式系統(tǒng)與異程式系統(tǒng)若一個熱水采暖系統(tǒng)中各循環(huán)環(huán)路的熱水流程長短基本相等，稱為同程式，相差很多時，稱為異程式。在較大的建筑物內(nèi)宜采用同程系統(tǒng)。圖2-10同程式圖2-9異程式P99第19頁/共43頁206水平式系統(tǒng)水平式系統(tǒng)如圖所示（圖2-13,2-14），其連接方式有兩種。2.2熱水采暖系統(tǒng)圖2-13水平單管順流式系統(tǒng)圖2-14水平單管跨越式系統(tǒng)

1-放氣閥；2-空氣管P101水平跨越式系統(tǒng)多用于大面積、多層民用和公共建筑。第20頁/共43頁212.2熱水采暖系統(tǒng)結(jié)束第21頁/共43頁222.3蒸汽采暖系統(tǒng)水在鍋爐中被加熱成具有一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽靠自身壓力作用通過管道流入散熱器內(nèi)，在散熱器內(nèi)放出熱量后，蒸汽變成凝結(jié)水，凝結(jié)水靠重力經(jīng)疏水器(阻汽疏水)后沿凝結(jié)水管道返回凝結(jié)水池內(nèi)，再由凝結(jié)水泵送入鍋爐重新被加熱變成蒸汽。2.3.1蒸汽采暖系統(tǒng)的工作原理與分類P102疏水器：自動迅速地排出用熱設備及管道中的凝水；阻止蒸汽逸漏第22頁/共43頁蒸汽采暖系統(tǒng)按照供汽壓力的大小，可以分為三類：（1）供汽的表壓力高于70kPa時，稱為高壓蒸汽采暖；（2）供汽的表壓力等于或低于70kPa時，稱為低壓蒸汽采暖；（3）當系統(tǒng)中的壓力低于大氣壓力時，稱為真空蒸汽采暖。2.3蒸汽采暖系統(tǒng)70kPa=0.7個大氣壓圖2-15雙管上供下回式蒸汽采暖系統(tǒng)P1022.3.1蒸汽采暖系統(tǒng)的工作原理與分類第23頁/共43頁241雙管上供下回式

圖2-15所示是雙管上供下回式系統(tǒng)，該系統(tǒng)是低壓蒸汽采暖系統(tǒng)常用的一種形式。2.3蒸汽采暖系統(tǒng)圖2-15雙管上供下回式蒸汽采暖系統(tǒng)水泵P1022.3.1蒸汽采暖系統(tǒng)的工作原理與分類第24頁/共43頁252雙管下供下回式該系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽干管與凝結(jié)水干管同時敷設在地下室或特設地溝中。在室內(nèi)蒸汽干管的末端設置疏水器以排除管內(nèi)沿途凝結(jié)水。但該系統(tǒng)供汽立管中凝結(jié)水與蒸汽逆向流動，運行時容易產(chǎn)生噪聲，特別是系統(tǒng)開始運行時，因凝結(jié)水較多，容易發(fā)生水擊現(xiàn)象。2.3蒸汽采暖系統(tǒng)0.0052.2.3低壓蒸汽采暖系統(tǒng)圖2-16雙管上供下回式蒸汽采暖系統(tǒng)P1022.3.1蒸汽采暖系統(tǒng)的工作原理與分類第25頁/共43頁263雙管中供式(圖2-17)若多層建筑頂層或頂棚下不便設置蒸汽干管時,可采用中供式系統(tǒng)。2.3蒸汽采暖系統(tǒng)圖2-17雙管中供式圖2.3.1蒸汽采暖系統(tǒng)的工作原理與分類P103第26頁/共43頁274單管上供下回式(圖2-18)該系統(tǒng)采用單根立管，可節(jié)省管材，蒸汽與凝結(jié)水同向流動，不易發(fā)生水擊現(xiàn)象.但低層散熱器易被凝結(jié)水充滿，散熱器內(nèi)的空氣無法通過凝結(jié)水干管排除。2.3蒸汽采暖系統(tǒng)圖2-18單管上供下回式2.3.1蒸汽采暖系統(tǒng)的工作原理與分類P103第27頁/共43頁28與低壓蒸汽供暖相比，高壓蒸汽供暖特點：

（1）

高壓蒸汽供氣壓力高，流速大，系統(tǒng)作用半徑大.

（2）

散熱器內(nèi)蒸汽壓力高，散熱器表面溫度高。因此，對同樣的熱負荷所需散熱面積較小,但易燙傷人，易燒焦落在散熱器上面的有機灰塵發(fā)出難聞的氣味，安全條件與衛(wèi)生條件較差。（3）

凝結(jié)水溫度也高。多用在有高壓蒸汽熱源的工廠里。2.3蒸汽采暖系統(tǒng)2.3.2

高壓蒸汽采暖系統(tǒng)P103第28頁/共43頁292.3蒸汽采暖系統(tǒng)圖2-19

高壓蒸汽室內(nèi)供暖系統(tǒng)示意圖BackP1042.3.2

高壓蒸汽采暖系統(tǒng)第29頁/共43頁302.3蒸汽采暖系統(tǒng)圖2-20

上供上回式高壓蒸汽供暖系統(tǒng)圖Back2.3.2

高壓蒸汽采暖系統(tǒng)P104第30頁/共43頁31（1）蒸汽采暖系統(tǒng)中散熱器內(nèi)熱媒的溫度等于或高于100℃，一般熱水采暖系統(tǒng)中的熱媒溫度是95℃。所以，蒸汽采暖系統(tǒng)所需要的散熱器片數(shù)要少于熱水采暖系統(tǒng)。在管路造價方面，蒸汽采暖系統(tǒng)也比熱水采暖系統(tǒng)要少。（2）蒸汽采暖系統(tǒng)管道內(nèi)壁的氧化腐蝕要比熱水采暖系統(tǒng)快，使用壽命短。2.3蒸汽采暖系統(tǒng)2.3.3蒸汽采暖系統(tǒng)和一般熱水采暖系統(tǒng)的比較P104第31頁/共43頁32（3）在高層建筑采暖時，蒸汽采暖系統(tǒng)不會產(chǎn)生很大靜水壓力，不會壓破最底層的散熱器。（4）真空蒸汽采暖系統(tǒng)要求的嚴密度很高，并需要有抽氣設備。（5）蒸汽采暖系統(tǒng)的熱惰性小，即系統(tǒng)的加熱和冷卻過程都很快，它適用于間歇供暖、迅速供熱的場所，如大劇院、會議室、工業(yè)車間等。（6）蒸汽采暖系統(tǒng)的散熱器表面溫度高，易使有機灰塵劇烈升華，對衛(wèi)生不利。熱水采暖系統(tǒng)的散熱器表面溫度低，供熱均勻；2.3蒸汽采暖系統(tǒng)P105第32頁/共43頁332.3蒸汽采暖系統(tǒng)結(jié)束P97第33頁/共43頁342.4輻射采暖系統(tǒng)P1052.4.1輻射采暖分類

利用以輻射熱為主要傳熱方式的輻射板作為采暖設備的一種采暖方式。根據(jù)輻射體表面溫度的不同，輻射采暖可分為：（1）當輻射體表面溫度小于80度時稱為低溫輻射采暖。

結(jié)構(gòu)形式是把加熱管（或其他發(fā)熱體）直接埋設在建筑構(gòu)件內(nèi)而形成散熱面。（2）當輻射采暖溫度在80~200度時稱為中溫輻射采暖。

通常是用鋼板和小管徑的鋼管制成矩形塊狀或帶狀散熱板。（3）當輻射體表面溫度高于500度時稱為高溫輻射采暖。

燃氣紅外輻射器、電紅外線輻射器等，均為高溫輻射散熱設備。第34頁/共43頁352.4輻射采暖系統(tǒng)P1052.4.2輻射采暖的熱媒 根據(jù)所用熱媒的不同，分為：低溫熱水式：熱媒水溫度低于100℃高溫熱水式：熱媒水溫度等于或高于100℃；蒸汽式：熱媒為高壓或低壓蒸汽；熱風式：以加熱后的空氣作為熱媒；電熱式：以電熱元件加熱特定表面或直接發(fā)熱；燃氣式：通過燃燒可燃氣體或液體經(jīng)特制的輻射器發(fā)射紅外線。 目前，應用最廣的是低溫熱水輻射采暖。第35頁/共43頁36圖2-21低溫熱水地板輻射采暖地面做法示意圖

2.4輻射采暖系統(tǒng)P1052.4.3低溫輻射采暖第36頁/共43頁37圖2-22低溫熱水輻射采暖系統(tǒng)地面分層實物圖P1052.4輻射采暖系統(tǒng)2.4.3