建筑设备工程课件10-11

第二篇供热、通风、空气调节第十章建筑供热工程概论人们在日常生活和社会生产中需使用大量热能热用户主要是：保证建筑物卫生和舒适条件的用热系统（如供暖、通风、空调和热水供应）；生产工艺用热系统（温度低于300～350℃）供热工程——用热媒（如水、蒸汽或其它介质）将热能从热源输送到各热用户的工程技术集中供热系统热用户热力网（热网）热源集中供热系统由热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统区域锅炉房、热电厂、分散小锅炉房核能、地热、电能、工业余热生产用热通风空调供暖系统热水供应第十一章供暖系统及其分类第一节热水供暖系统第二节蒸汽供暖系统第三节热风供暖系统第四节供暖系统的管路布置和主要设备概述供暖系统——用人工方法向室内供给热量，保持一定的室内温度，以创造适宜的生活条件或工作条件的技术散热设备管道供暖系统热源局部供暖系统集中供暖系统热风供暖系统蒸汽供暖系统热水供暖系统热媒火炉供暖、煤气供暖、电热供暖第一节热水供暖系统一、热水供暖系统形式1.按热媒参数低温、高温热水供暖系统2.按供、回水方式单管和双管系统3.按系统循环动力自然循环和机械循环系统4.按系统的管道敷设方式垂直式和水平式系统1.按热媒温度不同各个国家高温水与低温水界线不一我国低温热水供暖系统(水温≤100℃)——室内热水供暖系统，设计供回水温度大多采用95／70℃(85／60℃)高温热水供暖系统(水温＞100℃)——多用在生产厂房，采用120～130／70～80℃2.单、双管系统双管系统：热水经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管流回热源的系统单管系统：热水经供水管顺序流过多组散热器，并顺序地在各组散热器中冷却的系统经单管系统立管流入各层散热器的水温递减因而下层散热器片数多，占地面积大单管顺流式、跨越式单管顺流式系统特点：立管中全部的水量顺次流入各层散热器型式简单、施工方便，造价低。缺点是不能进行局部调节。广泛应用单管跨越式系统特点：在支管安装阀门，立管中一部分水量流进散热器，另一部分水量通过跨越管与散热器流出的回水混合，再流入下层散热器造价高，施工工序多，用于温度要求严格的建筑3.1自然循环热水供暖系统将系统中充满冷水循环过程：水在锅炉内加热后，密度减小，同时受从散热器流回来密度较大的回水驱动，沿着供水干管上升，流入散热器在散热器内水被冷却，沿回水干管流回锅炉3.系统循环动力自然循环作用压力作用压力大小，取决于水温（水的密度）在循环环路的变化状况假设在环路内，水温只在两处发生变化——锅炉内(加热中心)和散热器内(冷却中心)P右=g(h0ρh+hρh+h1ρg)PaP左=g(h0ρh+hρg+h1ρg)Pa系统的循环作用压力为：△P=P右-P左=gh(ρh-ρg)Pa△P=gh(ρh-ρg)Pa起循环作用的只有散热器中心和锅炉中心之间这段高度h内的水柱密度差如果取供水温度95℃，回水70℃，则每米高差可产生的作用压力为：△P=gh(ρh-ρg)=9.81X1X(977.81-961.92)=156Pa垂直失调经过S2的作用压力比经过S1的大，其差值为：△P2-△P1=g(h2+h1)(ρh-ρg)–gh1(ρh-ρg)=gh2(ρh-ρg)如选用不同管径仍不能使各层阻力损失达到平衡，由于流量分配不均，必然要出现上热下冷的现象附加作用压力考虑水在循环管路中冷却所带来的附加作用压力△Pf与供水管路布置状况、楼层高度、所计算的散热器与锅炉之间的水平距离等有关工程计算中，总的重力循环作用压力：△Pzh=△P+△Pf水在散热器内冷却所产生的作用压力3.2机械循环热水供暖系统机械循环热水供暖系统和自然循环系统的主要区别?在于系统循环动力不同。前者主要靠机械力(水泵)循环；后者靠水的密度差循环两种系统的优缺点?运行维修、供暖范围机械循环热水供暖系统图增加了循环水泵、排气装置膨胀水箱位置不同4.1垂直式系统垂直式系统和水平式系统垂直式系统，按供、回水干管布置位置不同，有下列几种型式：上供下回式双管和单管热水供暖系统；下供下回式双管…中供式…下供上回式（倒流式）…混合式…（1）上供下回式热水供暖系统管道布置合理，适用于机械循环和重力循环两种系统排气问题系统中若积存空气，就会形成气塞，影响水的正常循环排气问题（2）下供下回式热水供暖系统系统的供水和回水干管都敷设在底层散热器之下，在有地下室的建筑物，或在平屋顶建筑顶棚下难以布置管路的场合采用特点：在地下室布置供水干管，管路直接散热给地下室，无效热损失小在施工中，每安装好一层散热器即可开始供暖，给冬季施工带来很大方便(无需临时供暖设备)排除系统中的空气较困难（3）中供式热水供暖系统水平供水干管敷设在系统中部可节约顶层层高减轻了上供下回式楼层过多，易出现垂直失调的现象上部系统要增加排气装置用于加建楼层的原有建筑物或“品”字形建筑物（4）下供上回式热水供暖系统供水干管在下、回水干管在上。系统特点：容易排除系统内的空气——水在系统内的流动方向是自下而上，与空气流动方向一致有利于布置散热器——对热损失大的底层房间，由于底层供水温度较高，所以底层散热器的面积较少（5）混合式热水供暖系统由下供上回式和上供下回式两组串连组成的系统系统的压力损失大用在连接于高温热水网路上的卫生要求不高的民用建筑或生产厂房4.2水平式系统单管水平顺流式单管水平跨越式特点：系统的总造价，一般要比垂直式系统低管路简单，除总立管，没有其它穿楼板的立管膨胀水箱的布置，可以利用最高层的辅助空间（如楼梯间、厕所等），不必在屋顶专设安装膨胀水箱的房间。不仅降低了造价，还不影响建筑物外形的美观便于分层管理和调节排气方式相对复杂单管水平式系统串连散热器很多时，易出现水平失调分户热计量采暖系统分户水平放射式采暖系统分户热计量水平单管系统水平失调在远近立管处出现流量失调而引起在水平方向冷热不均的现象异程式系统：通过各个立管的循环环路的总长度不相同如作用半径较大，通过各个立管环路的压力损失较难平衡。初调节不当时，会出现近处立管流量超过要求，而远处立管流量不足水平失调同程式系统：通过各个立管的循环环路总长度相等压力损失易于平衡；金属耗量多设备1设备2设备3设备4设备5供水回水管网输配形式二、高层建筑热水供暖系统特点水静压力加大。与室外热网连接时，应考虑散热器的承压能力、外网的压力状况等因素。规定：“建筑物的热水采暖系统高度超过50m时，宜竖向分区设置”系统垂直失调加大目前国内高层建筑热水供暖系统的主要型式：1.分层式供暖系统垂直方向分成两个或两个以上的独立系统下层系统与外网直接连接；上层系统利用水加热器采用隔绝式连接2.双线式系统垂直双线式单管热水供暖系统——竖向∏形单管立管是由上升立管和下降立管组成的，各层散热器的平均温度近似相同，有利于避免系统的垂直失调——双线式系统的突出优点立管的阻力较小，容易引起水平失调，在每根立管的回水立管上设置孔板，增大立管阻力；或采用同程式系统来消除水平失调立管最高点应设置排气装置水平双线式热水供暖系统可避免水平失调易引起垂直失调分层调节3.单、双管混合式系统垂直方向分成若干组，组内采用双管形式，组与组间采用单管连接特点：避免双管系统的垂直失调现象避免散热器支管管径过粗；（单管系统流量大）个别散热器局部调节特高建筑热水采暖系统第二节蒸汽供暖系统蒸汽采暖的基本原理蒸汽热媒的特点蒸汽供暖系统分类第三节热风供暖系统以空气作为带热体，将室外、室内或者室外与室内空气的混合体加热后直接送入室内，维持室内空气温度达到采暖要求对于空气中含有燃烧危险的粉尘、产生易燃易爆气体和纤维处理的生产厂房，从安全角度考虑，不得采用再循环空气暖风机具有加热空气和传输空气双重功能轴流式暖风机体积小、结构简单、安装方便，但射程短、出风速度低。因此，一般悬挂或支架在墙上或柱子上。加热室内空气再循环空气离心式暖风机作用压头较大、出口速度较大，因此，射程长、送风量和产热量大，通常用于集中采暖。加热室内再循环空气，或者加热一部分室外新鲜空气第四节供暖系统的管路布置和主要设备合理的管路布置方案系统管道走向布置合理，节省管材便于调节和排除空气各并联环路的阻力损失易于平衡布置原则引入口宜设在建筑物热负荷对称分配的位置——缩短系统的作用半径系统应合理分成若干支路，而且使各支路的阻力损失易于平衡；规定：“条件许可时，建筑物的采暖系统南北向房间宜分环设置”。(解决“南热北冷”问题)供水干管的始端放置在朝北向的一侧排气坡度一、膨胀水箱作用：贮存系统加热后的膨胀水量；在重力循环上供下回式系统中，起排气作用；恒定系统的压力要点：膨胀管、循环管、溢流管、排水管、信号管膨胀管连接点自然循环：锅炉出口；机械循环：水泵入口膨胀管、循环管和溢流管上，严禁安装阀门，以防系统超压，水箱水冻结或水从水箱溢出主要设备及附件二、集气罐三、自动排气阀依靠水对浮体的浮力，通过杠杆机构传动，使排气孔自动关闭，实现自动阻水排气的功能立式自动排气阀卧式自动排气阀四、散热器温控阀＋分户热量表温控阀＋分户热量表温控阀自动控制散热器散热量的设备由阀体部分和感温元件控制部分组成小型供热系统实例