供熱工程基本概念

1、1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.1.2.3.4.供熱工程第一章室內(nèi)供暖系統(tǒng)設(shè)計熱負(fù)荷供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷：指在某一室外溫度t下，為達(dá)到要求室內(nèi)溫度t,供暖系統(tǒng)在單位時間內(nèi)向建筑物供給的熱wn量供暖系統(tǒng)設(shè)計熱負(fù)荷：是指在設(shè)計室外溫度t'下，為達(dá)到要求的室內(nèi)溫度t,供暖系統(tǒng)在單位時間內(nèi)向建wn筑物供給的熱量Q'失熱量包括：圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量、冷風(fēng)滲透毛熱量、冷風(fēng)侵入耗熱量、太陽輻射熱量Q'=Q'+Q'+Q'+Q'1j1X23基本耗熱量Q'是指在設(shè)計條件下，通過房間各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)(門、窗、墻、地板、屋頂?shù)?從

2、室內(nèi)傳到室外的穩(wěn)定傳熱量的總和附加(修正)耗熱量Q'是指圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱狀況發(fā)生變化而對基本耗熱量進(jìn)行修正的耗熱量。包括風(fēng)1X力附加、外門附加、和朝向修正等耗熱量圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量計算：q'=KF(t-t')anw室內(nèi)計算溫度tn：室內(nèi)計算溫度是指距地面2m以內(nèi)人們活動地區(qū)的平均空氣溫度供暖室外計算溫度t'：不保證天數(shù)法w溫差修正系數(shù)a值：a=(tt)/(tt')nhnw.圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)K均質(zhì)多層：空氣間K查表，地面K用地帶法R0十+工朝向修正：北、東北、西北010%；東南、西南T0%-15%東、'西-5%；南-15%-30%風(fēng)力修正：極高建筑5

3、-10%高度修正：高度大于4m,沒高出1m附加2%冷風(fēng)滲透耗熱量Q'2:a) 縫隙法：Q'=0.278VpC(t-t')2wpnwb) 換氣法：Q'=0.278nVCp(t-t')2knpwnw冷風(fēng)侵入耗熱量q'3a)Q=xq'外門基本好耗熱量，一65n二80n三60n公共500，n樓層數(shù)mm1j(m圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小傳熱阻與經(jīng)濟(jì)傳熱阻a) 滿足：使用、衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)要求，墻不能結(jié)露，人不能受輻射過多，不產(chǎn)生不舒適感b) 確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻時，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度是一個主要約束條件c) 步驟：計算RO,熱惰性指標(biāo)D,選結(jié)構(gòu)和Twe取值，計算ROmin

4、，比較經(jīng)濟(jì)傳熱阻：在規(guī)定年限內(nèi)，使建筑物的建造費用和經(jīng)營費用之和最小的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻a)b)c)d)1a_i+入，a1R+R+RniV=Lln(m3/h)總空氣量R0.mina(t-t)nw.eAtyRn第二章室內(nèi)供暖系統(tǒng)末端裝置散熱器評價指標(biāo)：熱工性能：傳熱系數(shù)K經(jīng)濟(jì)：金屬熱強(qiáng)度：散熱器內(nèi)熱媒平均為年度與室內(nèi)空氣溫度差1度時，每千克質(zhì)量散熱器單位時間散熱安裝、使用、制造要求衛(wèi)生及美觀要求使用壽命要求a)b)c)d)e)分類：鑄鐵、鋼制a)鑄鐵：優(yōu)：結(jié)構(gòu)簡、防腐好、壽命長、熱穩(wěn)定；缺：金屬耗量大、熱強(qiáng)度低散熱器計算：計算前提：供暖系統(tǒng)設(shè)計熱負(fù)荷=散熱器的散熱量散熱面積：F二一岸熱媒平均溫度t二

5、C+1)/2，當(dāng)蒸汽表壓力W0.03MPa時，tpj取Kt-t123pjsgshpjn等于100°C；當(dāng)蒸汽表壓力0.03MPa時,tpj取與散熱器進(jìn)口蒸汽壓力相應(yīng)的飽和溫度傳熱系數(shù)：當(dāng)散熱器內(nèi)熱媒平均溫度Tpj與室內(nèi)氣溫Tn相差1度時，每1m2散熱器面積所放出的熱量，散熱性能標(biāo)志，w/(m2.°C)B1：組裝片數(shù)修正系數(shù)，B2：連接形式修正系數(shù)，B3:安裝形式修正系數(shù)K=a)b)c)d) e)片數(shù)n=F/fS0"+妥+廣暗裝時要考慮修正系數(shù)B4水空氣散熱器布置原則：安裝在外墻的窗臺下兩道外門之間不準(zhǔn)設(shè)置散熱器防凍裂散熱器一般應(yīng)明裝在垂直單管或雙管熱水供暖系統(tǒng)中，

6、同一房間的兩組散熱器可以串聯(lián)連接；貯藏室、盥洗室、廁所和廚房a)b)c)d)等輔助用室及走廊的散熱器，可同鄰室串聯(lián)連接。兩串聯(lián)散熱器之間的串聯(lián)管直徑應(yīng)與散熱器接口直徑相同，以便水流暢通。e) 在樓梯間布置散熱器，應(yīng)盡量布置在底層或按一定比例分布在下部各層f) 片數(shù)要求：二柱(M132型)一一20片；柱型(四柱)一一25片；長翼型一一7片5. 鋼制輻射板a) 鋼制輻射板的散熱量，包括輻射散熱和對流散熱兩部分tt-b) Q二Q+QQ=dF(t-1)Qf八C秒F(1-r)4-(礦)4c) 輻射板的散熱主要以輻射方式將熱量傳給房間，同時也伴隨著對流散熱L100100第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)1. 供暖系統(tǒng)

7、的組成：加熱設(shè)備，散熱設(shè)備、供回水管道、膨脹水箱2. 分類：循環(huán)動力：重力機(jī)械；供回水方式：單管雙管；管道敷設(shè)方式：垂直水平；熱媒溫度：高溫水低溫水3. 重力循環(huán)熱水系統(tǒng)a) 作用動力：重度差；作用壓力：AP=P右一P左=gh(phpg)b) 雙管系統(tǒng)：AP1=gh1(phpg)AP2=g(h1+h2)(phpg)=API+gh2(phpg)，上層壓力大下層小，易垂直失調(diào)c) 單管系統(tǒng)：AP=工gHi(pi-pi+1)=Eghi(pi-pg)ph=p1d) 串聯(lián)N組水溫：ti=tg-0.86工Q'(tg-th)/工Qe) 總重力循環(huán)作用壓力P=AP+APfAPf管道內(nèi)水冷卻產(chǎn)生的重力循

8、環(huán)作用壓力4. 機(jī)械循環(huán)：與重力循環(huán)差別：設(shè)置循環(huán)水泵，靠水泵的機(jī)械能，使水在系統(tǒng)中強(qiáng)制循環(huán)5. 分戶采暖形式：水平單管串聯(lián)式、水平單管跨越式、水平雙管同程式、水平雙管異程式、水平網(wǎng)程式6. 膨脹水箱作用：定壓、排氣、容納多余水；一般定壓在吸入口第四章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計算1.2.3.4.5.6.7.水力計算目的：確定計算管段的管徑，保證流量為設(shè)計值，保證散熱器散熱量。X=f(Re,e)層流Re2320,僅Re,水里光滑區(qū)(k)過渡區(qū)(Re,k)粗糙區(qū)(K)室內(nèi)一般K=0.2mm，室外一般K=0.5mm九Pv2GG,九G2R=v=-m/sR=6.25xlO-8Pa/md236oo型.p90

9、0加2ppd54能量損失：AP二AP+AP二Rl+APa) 局部阻力法：沿程損失轉(zhuǎn)變?yōu)榫植繐p失AP=Rl+AP=(色l+工g)P"2=卜l+工g)G2AP=AgG2=sG2jd29002兀2d42pdzh=A(gd+g)G2=AghG2s管段的阻力特性數(shù)(簡稱阻力數(shù))，Pa/(kg/h)2dzhb) 當(dāng)量長度法：局部損失折合為管段的沿程損失X=Rl=：l竺l=Ygdddd2d重力循環(huán)雙管水力計算(例4-1)a) 作用壓力：AP=AP+APf=gH(p-p)+AP最不利環(huán)路：最遠(yuǎn)、G最大、阻力最大b) 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)管路水力計算的主要任務(wù)和方法i. 按已知系統(tǒng)各管段的流量和系統(tǒng)的循環(huán)

10、作用壓力(壓頭)，確定各管段的管徑。ii. 按已知系統(tǒng)各管段的流量和各管段的管徑，確定系統(tǒng)所必須的循環(huán)作用壓力(壓頭)。iii. 按已知系統(tǒng)各管段的管徑和該管段的允許壓降，確定通過該管段的水流量機(jī)械循環(huán)單管水力計算(例4-2)與重力計算相比較a) 機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)的作用壓力比重力循環(huán)系統(tǒng)大得多，系統(tǒng)的管徑就細(xì)很多。b) 機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)供回水干管的R值選用較大，系統(tǒng)中各立管之間的并聯(lián)環(huán)路壓力平衡較難c) 機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)的作用半徑較大，異程式布置，近熱遠(yuǎn)冷的水平失調(diào)現(xiàn)象難以避免。8.避免環(huán)路不平衡方法：a) 供、回水干管采用同程式布置b) 仍采用異程式系統(tǒng)，但采用“不等溫降”方法進(jìn)行水力計算c) 仍采用異

11、程式系統(tǒng)，采用首先計算最近立管環(huán)路的方法。第六章集中供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷1. 熱負(fù)荷分類：a) 季節(jié)性熱負(fù)荷：供暖、通風(fēng)、空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱負(fù)荷是季節(jié)性熱負(fù)荷。決定因素是室外溫度b) 常年性熱負(fù)荷：生活用熱。與氣候調(diào)節(jié)關(guān)系不大2. 采暖房間詳細(xì)計算，建筑、城市集中熱負(fù)荷概算3. 供暖設(shè)計熱負(fù)荷是城市集中供熱系統(tǒng)中最主要的熱負(fù)荷4. 供暖設(shè)計熱負(fù)荷概算：a) 體積熱指標(biāo)法：Q'=qV(t-t')X10-3kW體積熱指標(biāo)qv決定因素：建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)及外形nvwnwb) 面積熱指標(biāo)法：Q'二qFXlO-3kWnfc) 城市規(guī)劃指標(biāo)法5. 通風(fēng)設(shè)計熱負(fù)荷概算：a) 通風(fēng)熱負(fù)荷在供暖季

12、節(jié)中，加熱從室外進(jìn)入的新鮮空氣所耗的熱量，稱為通風(fēng)熱負(fù)荷。通風(fēng)熱負(fù)荷是季節(jié)性熱負(fù)荷。b) 通風(fēng)體積熱指標(biāo)法：Q'=qV(t-t')X10-3kW用于詳細(xì)計算.ttwnwt.c) 百分?jǐn)?shù)法：對民用建筑，Q'=KQ'kW,k一般取0.3-0.5,用于估算ttn6. 生活用熱的設(shè)計熱負(fù)荷：熱水供應(yīng)用熱7. 生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷、空調(diào)設(shè)計熱負(fù)荷第八章集中供熱系統(tǒng)1. 組成：熱源、熱網(wǎng)、熱用戶2. 分類：熱媒不同：熱水、蒸汽；熱源：熱電廠、區(qū)域鍋爐房；供熱管道：單管制、雙管制、多管制熱源數(shù)量：單一熱源、多熱源聯(lián)合；加壓泵數(shù)量：單一網(wǎng)路循環(huán)泵、分布式加壓泵3. 熱水集中供熱系統(tǒng)a

13、) 閉式系統(tǒng)：熱網(wǎng)的循環(huán)水僅放出熱量，而不損失水量b) 開式系統(tǒng)：熱網(wǎng)的循環(huán)水部分或全部從熱網(wǎng)中取出，直接用于生活或生產(chǎn)c) 連接方式：i. 直接連接：用戶系統(tǒng)直接連接與熱水網(wǎng)路上ii. 間接連接：供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路被表面水水換熱器隔離，形成兩個獨立系統(tǒng)d) 閉式供暖系統(tǒng)(熱網(wǎng)供回水溫度tg'th'與熱用戶供回水溫度tgth,管網(wǎng)自用壓差P'與用戶壓力損失P)i. 無混合裝置直接連接：最簡單、造價低tg'=tg,th'=thP'APii. 裝水噴射器的直接連接：構(gòu)造簡單、運行可靠、網(wǎng)路系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性好tg'>tg，th

14、9;=thAP'28APiii. 裝混合水泵的直接連接：優(yōu)：集中管理大范圍調(diào)節(jié)，缺：造價高、耗能高，tg'>tg,th'=thAP'才8APiv. 間接連接：優(yōu)：水力穩(wěn)定性好，缺：造價高、需維護(hù)，tg'>tg,th'=th壓力不匹配e) 通風(fēng)系統(tǒng)連接f) 閉式熱水供應(yīng)系統(tǒng)無水箱連接、裝設(shè)上部儲水箱連接、裝設(shè)容積式換熱器連接、裝設(shè)下部儲水箱g) 開式熱水供應(yīng)系統(tǒng)i.特點：用戶的熱水供應(yīng)用水直接取自熱水網(wǎng)路的熱水供熱系統(tǒng)。供暖和通風(fēng)熱用戶系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路的連接方式，與閉式熱水供熱系統(tǒng)完全相同ii.方式：無儲水箱、上部儲水箱、與上水混合h)

15、閉式與開式系統(tǒng)優(yōu)缺點：i.閉式補(bǔ)水少，開式補(bǔ)水大以致費用多ii.閉式水質(zhì)穩(wěn)定、開式水質(zhì)不穩(wěn)定iii. 閉式設(shè)備多管理復(fù)雜、開式設(shè)置簡單節(jié)省基建投資iv. 開式利用低位熱能好于閉式第九章熱水網(wǎng)路水力計算和水壓圖(一定參考輸配)1. 水壓圖目的：清晰表示各點壓力2. 水壓圖理論基礎(chǔ)：伯努利能量方程3. 水壓圖重要概念(即用途)：a) 利用水壓曲線，可以確定管道中任何一點的壓力(壓頭)值，管道中任意點的壓頭卩=該點測壓管水頭高度減去該點所處的位置標(biāo)高Z(m)b) 利用水壓曲線，可表示出各管段的壓力損失值，管道中任意兩點的測壓管水頭高度之差等于水流過該兩點之間的管道壓力損失值。c) 根據(jù)水壓曲線的坡度，可以確定管段的單位管長的平均壓降的大小。d) 熱水管路系統(tǒng)是一個水力連通器，只要已知或固定管路上任意一點的壓力，其他點壓力就確定4. 熱水網(wǎng)路壓力狀況的基本技術(shù)要求不超壓、不汽化、不倒空、不抽空、壓力滿足要求5. 繪制水壓圖步驟a）以網(wǎng)絡(luò)循環(huán)水泵的中心線的高度為基準(zhǔn)面，在橫、縱坐標(biāo)上做出距離、標(biāo)高刻度b）靜水壓線，要求：不超壓、不汽化、不倒空c）回水管動水壓曲線，要求：不倒空、不抽空（最低位置要求），不超壓（最高位置要求）d）供水管動水壓曲線，要求：不汽化、資用壓差滿足要求6. 閥前止回閥：消耗阻力、停止水泵運行7. 循