建筑采暖系統(tǒng)工程課件教學(xué)

1、 建筑采暖系統(tǒng)工程1.1 采暖系統(tǒng)的分類與組成1.2 熱水采暖系統(tǒng)1.3 蒸汽采暖系統(tǒng)1.4 熱風(fēng)采暖系統(tǒng)1.5 采暖設(shè)備概念：使室內(nèi)獲得并保持一定熱量，以達(dá)到適宜的生活條件或工作條件的技術(shù)，也稱供暖。系統(tǒng)組成：熱媒制備(熱源)、熱媒輸送(供熱管道)、熱媒利用（散熱設(shè)備）1.1 采暖系統(tǒng)的分類與組成1.1.1 采暖系統(tǒng)的分類1局部供暖2集中供暖3區(qū)域供暖值班供暖1.熱水供暖2.蒸汽供暖3.熱風(fēng)供暖供熱范圍熱媒其他采暖方式的選擇 采暖方式的選擇，應(yīng)根據(jù)建筑物規(guī)模，所在地區(qū)氣象條件、能源狀況、能源政策、環(huán)保等要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較等確定。 1累年日平均溫度5的日數(shù)超過90天的地區(qū)，宜采用集中采暖。

2、 2累年日平均溫度穩(wěn)定5的日數(shù)為6089天或不足60天，但累年日平均溫度穩(wěn)定8的日數(shù)超過75天的地區(qū)，其幼兒院、養(yǎng)老院、中小學(xué)校、醫(yī)療機(jī)構(gòu)等建筑宜采用集中采暖。 3設(shè)置采暖的工業(yè)建筑，如工藝對(duì)室內(nèi)溫度無特殊要求，且每名工人占用的建筑面積超過100m2時(shí)，不宜設(shè)置全面采暖，應(yīng)在固定工作地點(diǎn)設(shè)置局部采暖。當(dāng)工作地點(diǎn)不固定時(shí)，應(yīng)設(shè)置取暖室。 4設(shè)置采暖的公共建筑和工業(yè)建筑，當(dāng)其位于嚴(yán)寒地區(qū)或寒冷地區(qū)，且在非工作時(shí)間或中斷使用的時(shí)間內(nèi)，室內(nèi)溫度必須保持在0以上，而利用房間蓄熱量不能滿足要求時(shí)，應(yīng)按5設(shè)置值班采暖。當(dāng)工藝或使用條件有特殊要求時(shí)，可根據(jù)需要另行確定值班采暖所需維持的室內(nèi)溫度。集中采暖的熱媒

3、及其選擇集中采暖系統(tǒng)的熱媒，應(yīng)根據(jù)建筑物的用途供熱情況和當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)等條件，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，并應(yīng)遵循下述設(shè)計(jì)原則：1民用建筑應(yīng)采用熱水做熱媒。2工業(yè)建筑、當(dāng)廠區(qū)只有采暖用熱或以采暖用熱為主時(shí)，宜采用高溫水做熱媒；當(dāng)廠區(qū)供熱以工藝用蒸汽為主時(shí)，在不違反衛(wèi)生、技術(shù)和節(jié)能要求的條件下，可采用蒸汽做熱媒。3利用余熱或天然熱源采暖時(shí)，采暖熱媒及其參數(shù)可根據(jù)具體情況確定。 電廠鍋爐產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電以后，排出的蒸汽仍含有大部分熱量被冷卻水帶走，因而火電廠的熱效率只有3040。如果蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)的過程或之后的抽汽或排汽的熱量能加以利用，這個(gè)過程既有電能生產(chǎn)又有熱能生產(chǎn)，是一種熱、電同時(shí)生產(chǎn)、

4、高效的能源利用形式。太陽能熱水器按結(jié)構(gòu)形式分為真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器。太陽能熱水器是由全玻璃真空集熱管、儲(chǔ)水箱、支架及相關(guān)附件組成。把太陽能轉(zhuǎn)換成熱能主要依靠玻璃真空集熱管。集熱管受陽光照射面溫度高，集熱管背陽面溫度低，而管內(nèi)水便產(chǎn)生溫差反應(yīng)，利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產(chǎn)生微循環(huán)而達(dá)到所需熱水太陽能采暖是指將分散的太陽能通過集熱器把太陽能轉(zhuǎn)換成方便使用的熱水，通過熱水輸送到發(fā)熱末端（例如：地板采暖系統(tǒng)、散熱器系統(tǒng)等）提供房間采暖的系統(tǒng)，我們稱之為太陽能采暖。 以太陽能和天然氣作為主要的能源，屋頂和退臺(tái)上安裝的太陽能光電池板可以利用太陽能發(fā)電，同時(shí)采用天然氣發(fā)電和熱電冷三

5、聯(lián)供系統(tǒng)，冬季發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的廢熱直接用于供暖，夏季發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的廢熱用于驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)。中意清華環(huán)境節(jié)能樓空氣能熱泵空氣能熱泵通過小部分的電能，搬運(yùn)空氣中大量免費(fèi)熱能制取熱量，并通過熱媒地板下的室內(nèi)毛細(xì)盤管，熱媒通過冷凝相變換熱的形式，直接將熱量傳遞給地板，然后熱量再通過地板表面以輻射的方式散發(fā)到室內(nèi)，以達(dá)到室內(nèi)供暖的目的。1.2 熱水采暖系統(tǒng)自然循環(huán)(單管) 熱水供暖系統(tǒng) 1.重力（自然）循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)自然循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的特點(diǎn)是：作用壓力小、作用半徑不大、管徑大。系統(tǒng)簡(jiǎn)單、不消耗電能。適合較小的系統(tǒng)。工作原理A-A 斷面右側(cè)P1 = g ( h0 h+hh+h1g )A-A 斷面左側(cè)P

6、2 = g ( h0 h+hg+h1g )系統(tǒng)循環(huán)作用壓力PP1-P2gh ( h-g) 2.機(jī)械循環(huán)熱水的采暖系統(tǒng)機(jī)械循環(huán)熱水的采暖系統(tǒng)的特點(diǎn)是：作用半徑大，供熱的范圍大，管道中熱水的流速大，管徑小，啟動(dòng)容易，應(yīng)用廣泛，但運(yùn)行耗電量大，維修量大。目前集中供系統(tǒng)多采用這種形式。熱水采暖存在的問題從系統(tǒng)中排除空氣系統(tǒng)受熱膨脹管道熱脹冷縮膨脹水箱集氣裝置放氣閥管道坡度膨脹水箱鍋爐房定壓合理利用本身的彎頭補(bǔ)償器 機(jī)械循環(huán)熱水的采暖系統(tǒng)形式 上供上回雙管系統(tǒng)上供下回（順流）式集氣裝置將運(yùn)行初期產(chǎn)生的空氣排出閥門可使樓層部分工作，調(diào)節(jié)流量，消除或緩解垂直熱力失調(diào)現(xiàn)象優(yōu)點(diǎn)排氣易，上進(jìn)下出，K值大雙管系統(tǒng)下

7、供下回優(yōu)點(diǎn)1.建造時(shí)不等封頂即可使用2.可以緩解垂直熱力失調(diào)缺點(diǎn)排氣困難，頂層散熱器加裝冷風(fēng)閥或?qū)ＴO(shè)空氣管雙管系統(tǒng)中供式頂部不能放供回水干管時(shí)，將其放入設(shè)備層或技術(shù)層減輕垂直失調(diào)現(xiàn)象雙管系統(tǒng)下供上回(倒流)式連接方式不利，K值較小排氣易雙管系統(tǒng)上供上回式系統(tǒng)形式不利，一般不采用用于工廠或地下水層高的地區(qū)單管系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：立管數(shù)量少，管道少； 經(jīng)過每組散熱器流量大，K值大， 特別采用串片式散熱器時(shí)有利； 進(jìn)口供水溫度95 ，出口回水溫度70 ，較易實(shí)現(xiàn)； 沒有原理性的垂直熱力失調(diào)。缺點(diǎn)：對(duì)單管順流式，散熱器不能單獨(dú)調(diào)節(jié)； 一般無下供下回式； 采用下供上回式和上供下回式單管系統(tǒng)下供上回式適用于高溫水管

8、路只能下進(jìn)上出，排氣易單管系統(tǒng)上供下回式 水平失調(diào)：由于遠(yuǎn)近立管流量失調(diào)出現(xiàn)水平方向冷熱不均的現(xiàn)象。 采用同程式系統(tǒng)可以緩解異程式的水平失調(diào)同程式與異程式系統(tǒng)水平串聯(lián)跨越式 水平串聯(lián)順流式2.水平式系統(tǒng)高層建筑熱水采暖系統(tǒng)的形式分區(qū)式供汽的表壓力高于70kPa時(shí)，稱為高壓蒸汽采暖；供汽的表壓力低于或等于70kPa但高于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫r(shí)，稱為低壓蒸汽采暖；當(dāng)系統(tǒng)中的壓力低于大氣壓力時(shí)，稱為真空蒸汽采暖。1.3 蒸汽采暖系統(tǒng)（一）高壓蒸汽系統(tǒng)設(shè)備投資小，但是表面高溫容易傷人，并產(chǎn)生二次汽化，一般在有高壓蒸汽熱源的工業(yè)廠房和輔助建筑中（二）低壓蒸汽采暖系統(tǒng)運(yùn)行可靠，衛(wèi)生條件也較好，可以用于民用建筑 (

9、三)真空系統(tǒng) 這種真空蒸汽采暖方式在我國(guó)很少使用。與熱水供暖相比：加熱、冷卻過程快適合人員急劇變化的場(chǎng)所初投資小衛(wèi)生條件差熱損失大能耗高系統(tǒng)使用年限短（一）熱風(fēng)采暖系統(tǒng)將空氣加熱至高于室溫，再直接送入室內(nèi)，放出熱量而達(dá)到供暖目的。與熱水或蒸汽供暖系統(tǒng)相比：熱惰性小，適用于體育館、劇場(chǎng)等兼有通風(fēng)作用耗能多、噪聲大還需設(shè)置少量的散熱器，以維持值班溫度，所以常與熱水或蒸汽供暖系統(tǒng)同時(shí)使用1.4 熱風(fēng)采暖系統(tǒng)空氣加熱：利用蒸汽或熱水通過空氣加熱器完成，燃?xì)饣蛉加?，電能根?jù)送風(fēng)的方式不同 熱風(fēng)采暖有集中送風(fēng)，風(fēng)道送風(fēng)及暖風(fēng)機(jī)送風(fēng)等幾種基本形式。按被加熱空氣的來源不同 熱風(fēng)采暖還可分為直流式（空氣全部來自

10、室外）、再循環(huán)式（空氣全部來自室內(nèi)）及混合式（部分室外空氣和部分室內(nèi)空氣混合）等系統(tǒng)。定義：利用特制的空氣分布器噴出一定速度和溫度的幕狀氣流，借此封閉大門、門廳等，減少和隔絕外界氣流的入侵，以維持室內(nèi)或某一工作區(qū)域一定的環(huán)境條件，同時(shí)可以阻擋灰塵、有害氣體和昆蟲的進(jìn)入。熱空氣幕 空氣幕的分類及其特點(diǎn)1）空氣幕按照空氣分布器的安裝位置可以分為上送式、側(cè)送式和下送式三種。2）空氣幕按送出氣流溫度的處理可分為熱空氣幕、等溫空氣幕和冷空氣幕。散熱設(shè)備+輔助設(shè)備散熱器、暖風(fēng)機(jī)、鋼質(zhì)輻射板散熱器分類: 制造材質(zhì)：金屬/非金屬（陶瓷、塑料等） 結(jié)構(gòu)形式：柱型/翼型/管型/平板型等1.5 采暖設(shè)備1散熱器的工

11、作壓力，應(yīng)滿足系統(tǒng)的工作壓力，并符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；2民用建筑宜采用外形美觀，易于清掃的散熱器；具有腐蝕性氣體的工業(yè)建筑和相對(duì)濕度較大的房間（如衛(wèi)生間、洗衣房、廚房等）應(yīng)采用耐腐蝕的散熱器；放散粉塵或防塵要求高的工業(yè)建筑，應(yīng)采用易于清掃的散熱器（如光排管散熱器）；3熱水采暖系統(tǒng)采用鋼制散熱器時(shí)，應(yīng)采用閉式系統(tǒng)，并滿足產(chǎn)品對(duì)水質(zhì)的要求，在非采暖季節(jié)采暖系統(tǒng)應(yīng)充水保養(yǎng)；蒸汽采暖系統(tǒng)不應(yīng)采用鋼制柱型、板型和扁管等散熱器。散熱器的選擇肋片，是指依附于基礎(chǔ)表面上的擴(kuò)展表面。工程上經(jīng)常采用肋片（又叫翅片）來強(qiáng)化換熱。金屬材料導(dǎo)熱系數(shù)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)銅0.94純銅制產(chǎn)品非常節(jié)省空間，可用單排圓管或雙排圓

12、管制作出各種造型，散熱良好、承壓高，適用各種采暖系統(tǒng)價(jià)格相對(duì)較貴，機(jī)械強(qiáng)度偏低，硫化物過多或是雜銅也會(huì)腐蝕鋁合金0.37結(jié)構(gòu)緊湊，造型多樣，重量輕，可用于潮濕場(chǎng)所只能用于中性水，不能用于蒸汽采暖鋼0.16工藝簡(jiǎn)單，造型多樣，金屬用量小，重量輕，承壓能力高，可用于高層建筑采暖鋼制散熱器容易氧化腐蝕，使用壽命短，熱穩(wěn)定性差，不能用于蒸汽采暖鑄鐵0.12結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，熱穩(wěn)定性好，可用于蒸汽采暖能耗高，金屬用量大，承壓能力低，原先落后工藝所生產(chǎn)出來的內(nèi)腔粘砂，污染環(huán)境不銹鋼0.05耐腐蝕價(jià)格太貴，散熱效率太低銅(鋼)鋁復(fù)合承壓能力高，散熱效果好，防腐效果好焊接處材質(zhì)性質(zhì)改變鑄鐵散熱器翼

13、形散熱器圓翼型長(zhǎng)翼型鑄鐵散熱器柱形散熱器鋼串散熱器鋼制散熱器鋼制散熱器板式散熱器 柱形散熱器鋼制散熱器 扁管散熱器鋼制散熱器衛(wèi)生間專用散熱器目前市場(chǎng)上的衛(wèi)生間專用散熱器，種類繁多，除散熱外，兼顧裝飾及烘干毛巾等功能。材質(zhì)有鋼管、不銹鋼管、鋁合金管等多種。三、散熱器的布置1散熱器宜安裝在外墻的窗臺(tái)下，從散熱器上升的對(duì)流熱氣流能阻止從玻璃窗下降的冷氣流，使流經(jīng)生活區(qū)和工作區(qū)的空氣比較暖和舒適。也可放在內(nèi)門附近人流頻繁之處，對(duì)流散熱好的地方。當(dāng)安裝和布置管道困難時(shí)，散熱器也可靠?jī)?nèi)墻布置2雙層門的外室及門斗不應(yīng)設(shè)置散熱器，以免凍裂影響整個(gè)采暖系統(tǒng)運(yùn)行。在樓梯間或其它有凍結(jié)危險(xiǎn)的場(chǎng)所，其散熱器應(yīng)由單獨(dú)的

14、立、支管供熱，且不得裝設(shè)調(diào)節(jié)閥或關(guān)斷閥。3被樓梯、扶梯、跑馬廊等貫通的空間，形成了煙囪效應(yīng)，散熱器應(yīng)盡量布置在底層；當(dāng)散熱器過多，底層無法布置時(shí)，可按比例分布在下部各層。4散熱器應(yīng)盡量明裝。但對(duì)內(nèi)部裝修要求高的房間和幼兒園的散熱器必須暗裝或加防護(hù)罩。暗裝時(shí)裝飾罩應(yīng)有合理的氣流通道，足夠的通道面積，并方便維修。1.6 分戶計(jì)量及低溫輻射采暖適合熱計(jì)量的采暖系統(tǒng)應(yīng)具備以下條件：可以分別計(jì)量系統(tǒng)中每一個(gè)用戶實(shí)際所消耗的熱量調(diào)節(jié)功能：即系統(tǒng)必須具有可調(diào)性，用戶可以根據(jù)需要分室控制溫度。與調(diào)節(jié)功能相應(yīng)的控制裝置收費(fèi)時(shí)應(yīng)由建筑引入口的總熱量表和用戶的戶用熱量表按一定比例折算。1.6.1 供暖的計(jì)量產(chǎn)品1、

15、熱量表流量計(jì)溫度傳感器計(jì)算儀總耗熱量、總耗水量、瞬時(shí)熱流量、單位時(shí)間水流量、供水溫度、回水溫度、供回水溫差需自備電源、傳輸設(shè)備、接口2、熱量分配表將其貼在散熱器上，根據(jù)其中物質(zhì)蒸發(fā)量來測(cè)散熱量，精度低1.6.2 適合計(jì)量的供暖系統(tǒng)1、每家每戶供暖系統(tǒng)為獨(dú)立分支，戶與戶之間為并聯(lián)關(guān)系2、按戶計(jì)量的熱水供暖系統(tǒng)形式整個(gè)系統(tǒng)為雙管系統(tǒng)，每個(gè)用戶為單管系統(tǒng)1.6.3 關(guān)于熱價(jià)的計(jì)費(fèi)問題初投資、運(yùn)行費(fèi)（水耗、水循環(huán)費(fèi)用、管理費(fèi)）1、熱損失在各個(gè)樓層的差別很大，所以純粹以熱量表計(jì)費(fèi)不合理，要進(jìn)行補(bǔ)償2、若某一戶不供暖，兩邊用戶供暖房間的熱量會(huì)傳入，一般將閥門、過濾器、熱量表放入戶外的管井中輻射采暖的熱媒可

16、用熱水、蒸汽、空氣、電和可燃?xì)怏w或液體（如人工煤氣、天然氣、液化石油氣等）。根據(jù)所用熱媒的不同，輻射采暖可分為如下幾種方式：當(dāng)輻射表面溫度小于80時(shí)，稱為低溫輻射采暖。當(dāng)輻射采暖溫度為80200，稱為中溫輻射采暖。當(dāng)輻射體表面溫度高于500時(shí)，稱為高溫輻射采暖。1.7 低溫輻射采暖蒸汽式：熱媒為高壓或低壓蒸汽；熱風(fēng)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?xì)馐剑和ㄟ^燃燒可燃?xì)怏w或液體經(jīng)特制的輻射器發(fā)射紅外線。1.7.1 低溫?zé)崴匕遢椛洳膳瘶?gòu)造 目前常用的低溫?zé)崴匕遢椛洳膳且缘蜏責(zé)崴疄榧訜釤崦?，加熱盤管采用塑料管，預(yù)埋在地面不宜小于30 mm混凝土墊層內(nèi) 傳統(tǒng)

17、散熱器采暖與地暖低溫輻射電熱膜采暖方式是以電熱膜為發(fā)熱體，它是一種通電后能發(fā)熱的半透明聚脂薄膜，由可導(dǎo)電的特制油墨、金屬載流條經(jīng)印刷、熱壓在兩層絕緣聚酯薄膜之間制成的。電熱膜工作時(shí)表面溫度為4060，通常布置在頂棚上或地板下或墻裙、墻壁內(nèi)，同時(shí)配以獨(dú)立的溫控裝置。1.7.2 低溫輻射電熱膜采暖1.7.3 低溫發(fā)熱電纜采暖發(fā)熱電纜采暖系統(tǒng)由發(fā)熱電纜和溫控器兩部分組成，發(fā)熱電纜鋪設(shè)于地面中，溫控器安裝于墻面上。當(dāng)室內(nèi)環(huán)境溫度或地面溫度低于溫控器設(shè)定的溫度時(shí)，溫控器接通電源，發(fā)熱電纜通電后開始發(fā)熱升溫，發(fā)出的熱量被覆蓋著的水泥層吸收，然后均勻地加熱室內(nèi)空氣，還有一部分熱量以遠(yuǎn)紅外輻射的方式直接釋放到室內(nèi)。1.7.4 中溫輻射采暖中溫輻射采暖使用的散熱設(shè)備，通常都是鋼制輻射板。鋼制輻射板按照長(zhǎng)度不同可分為塊狀和帶狀兩種類型。高溫輻射采暖按其能源類型不同，分為電氣紅外線輻射和燃?xì)饧t外線輻射采暖。電氣紅外線輻射多采用石英管或石英燈輻射器1.7.5 高溫輻射采暖用于工業(yè)廠房和一些局部工作場(chǎng)地的采暖注意防火防爆通風(fēng)換氣燃?xì)饧t外線輻射采暖供熱鍋爐按工作介質(zhì)不同分為蒸汽鍋爐和熱水鍋爐。按壓力大小又可分為低壓鍋爐和高壓鍋爐。按所用燃料種類可分為燃煤鍋爐、燃油鍋爐和燃?xì)忮仩t。鍋爐房中除鍋爐本體外，還必須裝置水泵、風(fēng)機(jī)、水處理等輔助設(shè)備。鍋爐本體和它的輔助設(shè)備總稱為鍋爐房設(shè)備。工廠和區(qū)域所需