采暖管道系统的安装与维修

第八章采暖管道系统的安装与维修第一节采暖系统的组成及分类人们为了从事生产和生活，要求室内工作和生活环境保持适宜的温度。可是，在冬季比较寒冷的地区，自然界的气温往往下降到人们所需要的温度以下，有时甚至降到零下几十度；由于室外空气温度远远低于室内空气温度，室内空气中所含热量就会通过建筑物的墙、窗、门、屋顶、地板等围护结构传至室外，造成热量损失，同时冷空气由门窗及其缝隙以及人为的通风换气而进入室内，也会引起室内热量的损失，室内若无采暖设备供给一定的热量来补偿这部分热损失，那么建筑物内的温度就会降到人们所要求的温度之下。然而，在现代化工业生产中，环境温度的大幅度变化会直接给产品的产量和质量带来很大影响；而且环境温度的差异也将使人体热平衡遭受破坏，引起人的体温变化，使人生病。为此，有必要在室内装设采暖设备，使其放出一定的热量来补偿房间的热损失，以保持一定的室内温度，给人们工作和生活场所提供一个舒适的空气温度，保证人体健康，提高产品质量，促进生产发展。现将国家规定的居住及公共建筑物，工业厂房及辅助间室内采暖计算温度列表呈述如下：一、采暖系统的组成采暖系统由热源部分，输热部分，散热设备三部分组成。热源部分——指热的发生器，如锅炉、蒸汽喷射器等；输热部分——指热的输送管网，包括室内外采暖管道；散热部分——指室内散热设备，如各种类型的散热器、暖风机、辐射板等。本章主要介绍输热管道及散热设备的安装及维修。锅炉等发热设备的安装运行及管理，将在高级本中论述。二、采暖系统的分类根据采暖系统的不同特征，有以下两种不同的分类方法：(1)按作用范围分①局部供暖系统；②集中供暖系统；③区域供暖系统。局部供暖系统指由采暖系统的三个组成部分联成一个整体的供暖系统。如煤气供暖，电热供暖等。如果锅炉房远离采暖房间，锅炉产生的热量由热媒经过管道分送到建筑物采暖房间散热设备中，这样的系统叫集中供暖系统。一个锅炉房对一个区域内许多建筑物供暖的系统叫做区域供暖系统。如余热供暖。(2)按热媒性质可分为①热水采暖系统；②蒸汽采暖系统；③热风采暖系统；④联合式采暖系统。热媒为热水的采暖系统叫热水采暖系统。在热水采暖系统中，水先在锅炉内被加热，被加热的水沿着管道送到散热设备中，由于散热设备向房间内散热，水在散热器中逐渐冷却，冷却了的水再经管道回流到锅炉内重新被加热。热水供暖系统根据水在系统中循环的动力不同，又可分为自然循环系统和机械循环系统两类。热媒为蒸汽的供暖系统叫蒸汽采暖系统。在蒸汽采暖系统中，水在锅炉内被加热汽化变成蒸汽，蒸汽沿着管道被输送到各采暖房间的散热器内，在散热设备中放出汽化热凝结成水，凝结水由散热器出来，经管道流回锅炉内重新被加热变为蒸汽。蒸汽采暖系统根据其工作压力不同，又可分为低压蒸汽和高压蒸汽两类。如果热媒为空气就叫做热风采暖系统。在热风采暖系线中，用蒸汽、热水或烟气等来加热空气，使之达到所需要的温度，用以供给采暖。最常见的热风采暖设备有轴流式暖风机等。联合式采暖系统是利用辅助热媒从锅炉把热量带到加热器，经加热器把热传给主要热媒，主要热媒再把热量送到各采暖房间。例如，由锅炉所产生的蒸汽进入热交换器的管束内，管束的外表面和水接触，由于管束的散热作用，水被加热，加热后的水沿着管道送人采暖房间的散热器内，冷却了的水再回到加热器内重新被加热的一整套系统。表8-1居住及公共建筑物采暖室内计算温厦序号房间名称室内温度/℃一般上下范围1234567891234561234567891011121314151234567一、居住建筑饭店、宾馆的卧室与起居室住宅、宿舍的卧室与起居室厨房一般煤火灶双眼煤气灶门厅、走廊浴室盥洗室公共厕所厨房的储藏室楼梯间二、幼儿园、托儿所儿童活动室儿童厕所儿童盥洗室儿童浴室婴儿室，病儿室医务室三、公共建筑影剧院观众厅商店营业室门厅、走廊办公室厨房厕所电话机房配电间通风机房电梯机房汽车库(停车场、无修理间)小型汽车库(一般检修)汽车修理间地下停车库公共食堂四、工业企业辅助间厕所、盥洗室食堂办公室技术资料室存衣室哺乳室淋浴室淋浴室的换衣室20181010162518155141818182520201615141810161818155512141216121418161620252318－2216－205－155－1514－1621－2516－2014－16可不采暖12－1416－2016－2016－2018－2218－2214－1814－1614－1816－185－1514－1618－2016－1814－165－1010－1412－1610－1214—1612-1414—1516—1820-228女工卫生室23表8-2工业企业工作地点温度车间性质作业分类工作地点温度/℃仪表、机械加工、印刷、针织等(能量消耗在140W以下的工种)轻作业15－18木工、钣金工、焊接等(能量消耗在140-220W的工种)中作业12－15大型包装，人力运输(能量消耗在220－290W的工种)重作业10－12第二节房间热损失计算基本知识在较冷季节里，由于室内的空气温度高于室外温度，依传热学原理，室内热量经建筑物围护结构如外墙、外窗、外门、地板、天棚等传递到温度较低的室外(或者由温度较高的采暖房间传递到温度较低的相邻房间)。通常把这部分传递出去的热量称为建筑物的热损失。建筑物的热损失是布置采暖设施的依据，由采暖系统所提供的热量应该恰好弥补建筑物的热损失，使建筑物达到热平衡。冬季建筑物热损失的确定，包括以下方面内容：建筑物外围护结构的耗热量。即通过门、窗、墙、顶棚、地板等传向室外的热量；加热从门、窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量；外门开启时，加热经外门进入室内的冷空气耗热量；由室外或较低温度处运人室内的冷物料的吸热量；其它修正值和附加值。建筑物除了上述热损失外，室内的其它热源或带热体如工艺设备(加热炉、电炉、电动机)，以及热物料及热力管道，还要向房间内散发热量；那么，建筑物的耗热量即为建筑物的热损失减去热源及带热体向房间散发热量之差值。一、基本耗热量的计算围护结构的基本耗热量，就是在一定传热条件下，通过房间各部分围护结构(门、窗、墙、地板、屋顶)，从室内传向室外的热量。其计算式为wnttKAq1(8-1)式中ql——围护结构的基本耗热量(W)；A——围护结构的面积(m2)；K——围护结构的传热系数[W／(m2·K)]；tn——冬季采暖室内计算温度(℃)；tw——室外计算温度(℃)；——围护结构的温差修正系数。整个房间的基本耗热量，等于房间围护结构各部分的基本耗热量的总和。即为wnttKAQ1(8—2)表8-3常用围护结构的传热系数k值[W／(m2·K))类型K类型KA、门实体木制外门单层双层带玻璃阳台外门单层(木框)双层(木框)单层(金属框)双层(金属框)单层内门4．652．335．822．686．403．262．91金属框单层双层单框二层玻璃窗商店橱窗C、外墙内表面抹灰砖墙24砖墙37砖墙49砖墙6．403．263．494．652．081．561．2y围护结构的传热系数K值一般可由有关资料中直接查得，特殊结构应根据公式计算得出。现将常用围护结构的传热系数K值列于表8-3内，供选用。围护结构的传热面积计算规则如图8—1所示。门、窗的传热面积按图样上门窗洞口长宽最小净尺寸计算，天窗亦同；外墙的传热面积根据墙的高度和宽度而定，高度是从本层地面到上层地面的距离，即通常所说的层高；宽度尺寸按内墙中，b线之间或内墙中心线到外墙皮之间的距离计算。计算地面和天棚的传热面积时，其边界线规定为：外墙由内表面算起，内墙按中心线计算。图8—1围护结构传热面积的尺寸丈量规则房间内地面的传热—情况和墙、顶棚等不一样，工程上一般采用把地面沿与外墙平行的方向分成四个计算地带进行计算，如图8-2所示。不保温地面各地带的传热系数值见表8-4。图8—2地面传热地带的划分在计算与大气直接接触的围护结构的耗热量时，室内外计算温度差为(tn-tw)；而当碰到围护结构隔在一间采暖房间和另一间温度比室外温度高的不采暖房间之间，这时，围护结构两侧空气的温度差不再是室内外温度差(tn-tw)，必须在计算温度差上乘上一个系数，即为(tn-tw)，值见表8-5。具有顶棚的斜屋面，以顶棚作为外围护结构时，其温差修正值见表8-6。当斜屋面的角度与上述规定相差较多或不采用修正室内外计算温差的计算方法时，可按屋盖与顶棚的联合传热系数K来进行计算，即wnttKAQ，而K按下式求出：B、外窗及天窗木框单层双层5．822．68D、内墙(双面抹灰)12砖墙24砖墙2．311．722121coskKKKK（8—3）式中K——屋盖与顶棚联合传热系数(W／(m2·K))；--屋盖与顶棚间的夹角(℃)。表8-4不保温地面的传热系数K值[w／(m2·K))地带第一地带第二地带第三地带第四地带k0．470．230．120．07表8-5温度修正系数序号围护结构的特征1与不采暖房间相邻的隔墙不采暖房间有门、窗与室外相通时不采暖房间无门、窗与室外相通时0．70．42不采暖地下室或半地下室的楼板(在室外地坪以上不超过lm时)外墙上有窗时外墙上无窗时0．60．43不采暖半地下室的楼板(在室外地坪以上超过1m时)外墙上有窗时外墙上无窗时0．70．44与大气直接接触的外围护结构和地面1．0表8-6斜屋面温差修正系数K2/Kl(0．30．4-0．60．7－0．91．0—1．31．4—2．02．1—2．72．8—3．53，6—4．64．7—7．77．8—15．00．250．400．500．600．700．750．肋0．850．900．95注：上表系按屋盖坡度为1：2(屋盖与平顶角度约为26．5K)和不通风闷顶计算而得。K1——顶棚的传热系数[w／(m2·K))；K2——屋盖的传热系数[w／(m2·K))。二、各种附加耗热量的计算按式(8-1)计算出的房间基本耗热量，并不能完全反映房间的全部热损失。因为这些传热条件经常受到气象条件和其它各种因素的影响，因而必须对房间围护结构的基本耗热量进行修正，这些修正的耗热量称为围护结构的附加耗热量。1．朝向修正朝向修正率是考虑建筑物受太阳照射影响而对外围护结构传热损失的修正。外围护结构的朝向不同，受太阳照射的程度也不同。向阳面的围护结构，由于受到太阳照射，表面温度升高，通过围护结构向外传递的热量较少；背阳面却不然。由于太阳照射时数和强度随围护结构的朝向不同而不同，所以不同朝向的修正率就不同。现行的朝向修正率为：北、东北、西北0％东、西-5％东南、西南(-10～-15)％南(-15～-25)％2．风力附加风力附加是考虑室外风速变化而对外围护结构传热基本耗热量的修正。一般情况下可忽略风对传热的影响，只对建筑在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物或特别高出的建筑物，才考虑风力的影响，对垂直的外围护结构的基本耗热量附加(5-10)％。3．外门开启附加主要考虑短时间开启外门，为加热侵入室内的冷空气所需的热量。通常按外门的基本耗热量乘以下列百分数：民用建筑和工厂的辅助建筑物，当其楼层为n层时无门斗的双层外门n×l00％有门斗的双层外门n×80％无门斗的单层外门n×65％有门斗的单层外门n×50％单层生产厂房的外门n×200％对于开启频繁的外门、上列数值应乘以1．5。4．高度附加高度附加是考虑房间高度对围护结构传热的影响而附加的耗热量。当房间的空间较高时，因对流作用热空气上升，房间顶部的温度要高于下部的温度，这样举使得房间上部的实际耗热量要比计算的耗热量大。因此需对房间围护结构的耗热量进行高度附加。一般规定，当房屋高度大于4m时，每高出1m应对经过朝向及风力附加后的耗热量再附加2％，但总的附加值不大于15％。5．冷风渗透附加在风力或热压造成的室内外压力整的作用下，室外的冷空气就会经过没有密封的门、窗缝隙渗入室内，加热这部分冷空气所消耗的热量称为冷风渗透附加。它应根据门窗构造、朝向、热压和冬季室外平均风速、风向等因素确定。民用建筑门窗缝隙冷风渗透耗热量，一般根据门窗缝隙长度按有关公式进行计