建筑采暖系統(tǒng)課件

第6章建筑采暖系統(tǒng)任務(wù)和目的就是滿足人們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣?huì)生產(chǎn)所需要的大量的熱能，它是利用熱媒(如熱水、水蒸汽或其他介質(zhì))將熱能從熱源通過熱力管道輸送至各個(gè)熱用戶的工程技術(shù)。6.1采暖系統(tǒng)的分類與選擇

6.1.1熱水采暖系統(tǒng)1.熱水采暖系統(tǒng)的分類

2.重力(自然)循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)

3.機(jī)械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)

4.同程式與與異程式式采暖系系統(tǒng)高層建筑筑熱水采采暖系統(tǒng)統(tǒng)蒸汽采暖暖系統(tǒng)2.蒸汽采暖系系統(tǒng)的分類類1)低壓蒸汽采采暖系統(tǒng)2)高壓蒸汽采采暖系統(tǒng)輻射采暖輻射采暖是是一種利用用建筑物內(nèi)內(nèi)的屋頂面面、地面、、墻面或其其他表面的的輻射散熱熱器設(shè)備散散出的熱量量來達(dá)到房房間或局部部工作點(diǎn)采采暖要求的的采暖方法法。與土木木建筑專業(yè)業(yè)聯(lián)系比較較密切。1.輻射采暖的的特點(diǎn)熱效應(yīng)方面面2)舒適性方面面3)能源消耗方方面地板輻射采采暖的實(shí)感感溫度比室室內(nèi)溫度高高出2℃～4℃，住宅室內(nèi)內(nèi)溫度每降降低1℃，可節(jié)約燃燃料10%。因此輻射射采暖設(shè)計(jì)計(jì)的室內(nèi)計(jì)計(jì)算溫度可可比對(duì)流采采暖時(shí)低(高溫輻射可可降低5℃～10℃)。因此減少少了建筑耗耗熱量，一一般情況下下，總的耗耗熱量可減減少5%～20%。16℃的設(shè)計(jì)溫度度可達(dá)到一一般采暖20℃的采暖效果果。在20℃溫度時(shí)停電電停水，室室內(nèi)溫度在在24h內(nèi)仍可保持持18℃。低溫輻射采采暖的熱源選擇靈靈活。在能提供35℃以上熱水的的地方即可可應(yīng)用。如如工業(yè)余熱熱鍋爐水、、各種空調(diào)調(diào)回水、地地?zé)崴取?。采暖系統(tǒng)熱熱媒的選擇擇采暖系統(tǒng)熱熱媒的選擇擇，應(yīng)根據(jù)據(jù)熱媒的特特性、衛(wèi)生生、經(jīng)濟(jì)、、使用性質(zhì)質(zhì)、地區(qū)采采暖規(guī)劃等等條件來確確定，見表表6-2。表6-2采暖系統(tǒng)熱熱媒的選擇擇建筑物的種類采暖系統(tǒng)的熱媒適宜采用允許采用居住建筑、醫(yī)院、幼兒園、托兒所等不超過95℃的熱水①不超過110℃的熱水②低壓蒸汽辦公樓、學(xué)校、展覽館等①不超過95℃的熱水②低壓蒸汽不超過110℃的熱水車站、食堂、商業(yè)建筑等①不超過130℃的熱水②低壓蒸汽高壓蒸汽一般俱樂部、影劇院等①超過110℃的熱水②低壓蒸汽不超過130℃的熱水注：幼兒園園、托兒所所內(nèi)的散熱熱器及采暖暖立管應(yīng)有有防燙措施施。壁掛爐＋風(fēng)風(fēng)機(jī)盤管地板輻射采采暖系統(tǒng)：：6.2采采暖系統(tǒng)統(tǒng)的熱負(fù)荷荷與采暖系系統(tǒng)的計(jì)算算6.2.1傳熱熱學(xué)的基本本理論熱量傳遞有有三種基本本方式：導(dǎo)導(dǎo)熱、對(duì)流流和熱輻射射。1.導(dǎo)熱熱導(dǎo)熱就是物物體各部分分之間不發(fā)發(fā)生相對(duì)位位移時(shí)，依依靠分子、、原子及自自由電子等等微觀粒子子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)而產(chǎn)生的的熱量傳遞遞方式，或或稱為熱傳傳導(dǎo)。2.對(duì)流流對(duì)流就是指指流體各部部分之間發(fā)發(fā)生相對(duì)位位移，冷熱熱流體相互互摻混所引引起的熱量量傳遞方式式。對(duì)流僅僅發(fā)生在流流體中，而而且必然伴伴隨著有導(dǎo)導(dǎo)熱現(xiàn)象。。工程上常常遇到的不不是單純的的對(duì)流方式式，而是流流體流過另另一物體表表面時(shí)對(duì)流流與導(dǎo)熱聯(lián)聯(lián)合作用的的熱量傳遞遞過程。后后者稱為對(duì)流流換換熱熱。3.熱熱輻輻射射物體體因因?yàn)闉闊釤岬牡脑蛞蚨l(fā)發(fā)出出輻輻射射能能的的現(xiàn)現(xiàn)象象稱稱為為熱熱輻輻射射。。熱熱輻輻射射可可以以在在真真空空中中傳傳播播，，這這是是熱熱輻輻射射區(qū)區(qū)別別于于導(dǎo)導(dǎo)熱熱、、對(duì)對(duì)流流，，作作為為一一種種獨(dú)獨(dú)立立的的基基本本熱熱量量傳傳遞遞方方式式的的有有力力說說明明。。斯蒂蒂芬芬-玻玻耳耳茲茲曼曼定定律律：：Eb=Cb(T/1000)4一切切實(shí)實(shí)際際物物體體的的輻輻射射力力E都低低于于同同溫溫度度下下絕絕對(duì)對(duì)黑黑體體的的輻輻射射力力，，有有：：Eb=εεCb(T/1000)4式中中，，εε為為實(shí)實(shí)際際物物體體表表面面的的發(fā)發(fā)射射率率，，也也叫叫黑黑度度。。其其值值在在0～～1之之間間。。4.傳傳熱熱過過程程熱量量從從壁壁面面一一側(cè)側(cè)的的流流體體通通過過平平壁壁傳傳遞遞給給另另一一側(cè)側(cè)的的流流體體，，稱稱為為傳傳熱熱過過程程。。實(shí)實(shí)際際平平壁壁的的傳傳熱熱過過程程非非常常復(fù)復(fù)雜雜，，為為研研究究方方便便，，將將這這一一過過程程理理想想化化，，看看作作是是一一維維的的、、穩(wěn)穩(wěn)定定的的傳傳熱熱過過程程。。平壁壁的的傳傳熱熱過過程程Q=KF(tf1-tf2)K=1/(1/α1+δ/+1/α2)=1/RkRk=1/α1+δ/+1/α2傳熱過程的熱熱阻等于熱流流體、冷流體體的換熱熱阻阻和壁面的導(dǎo)導(dǎo)熱熱阻之和和，類似于電電阻的計(jì)算方方法，掌握這這一點(diǎn)對(duì)于分分析和計(jì)算傳傳熱過程十分分方便。熱熱負(fù)荷采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)熱負(fù)荷是在在某一室外溫溫度下，為了了達(dá)到室內(nèi)溫溫度要求，保保持房間的熱熱量平衡，在在單位時(shí)間向向建筑物供給給的熱量。建建筑物熱負(fù)荷荷有兩部分：：一部分是維護(hù)結(jié)構(gòu)熱熱負(fù)荷，即通通過建筑物門門、窗、地板板、屋頂?shù)染S維護(hù)結(jié)構(gòu)由室室內(nèi)向室外散散失的熱量；；另一部分是加熱由門、、窗縫隙滲入入到室內(nèi)的冷冷空氣的冷風(fēng)風(fēng)滲透耗熱量量和加熱由于于門、窗開啟啟而進(jìn)入到室室內(nèi)的冷空氣氣的冷風(fēng)侵入入耗熱量。1.維護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的耗熱量量計(jì)算維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱熱是一個(gè)很復(fù)復(fù)雜的過程，，它通過導(dǎo)熱熱、對(duì)流、輻輻射三種基本本傳熱方式將將熱量傳到室室外。2.室內(nèi)計(jì)計(jì)算溫度室內(nèi)空氣計(jì)算算溫度一般指指距離地面2.0m以內(nèi)內(nèi)人們活動(dòng)地地區(qū)的環(huán)境平平均溫度，應(yīng)應(yīng)滿足人的生生活和生產(chǎn)的的工藝要求。。表6-3部部分民用建建筑采暖室內(nèi)內(nèi)計(jì)算溫度序號(hào)房間名稱室內(nèi)溫度(oC)序號(hào)房間名稱室內(nèi)溫度(oC)一、居住建筑二、體育建筑1飯店、賓館的臥室201比賽廳162起居室202休息廳163住宅、宿舍的臥室183練習(xí)廳164起居室184運(yùn)動(dòng)員更衣室225廚房105運(yùn)動(dòng)員休息室206走廊166游泳館267廁所158浴室259盥洗室183.室外計(jì)計(jì)算溫度采暖室外計(jì)算算溫度是某一一固定數(shù)值，，這一數(shù)值的的確定應(yīng)保證證采暖期內(nèi)絕絕大多數(shù)時(shí)間間，室內(nèi)空氣氣溫度是維持持在設(shè)計(jì)所要要求的溫度。。我國(guó)制定的的《工業(yè)企業(yè)業(yè)采暖通風(fēng)與與空氣調(diào)節(jié)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》里里規(guī)定：“供暖室外計(jì)計(jì)算溫度，應(yīng)應(yīng)采用歷年平平均每年不保保證5天的日日平均溫度””，這里采用“日日平均溫度””是考慮到了了一般維護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的熱惰性性性質(zhì)，只有有在足夠長(zhǎng)的的時(shí)間內(nèi)的室室外溫度波動(dòng)動(dòng)才能對(duì)室內(nèi)內(nèi)溫度的變化化起到實(shí)質(zhì)性性的作用。4.溫溫差差修正正系數(shù)數(shù)引入溫溫差修修正系系數(shù)的的目的的是：：當(dāng)有有些維維護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的的外側(cè)并并不是是室外外，而而是不不采暖暖的房房間或或空間間時(shí)，通過過該維維護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的的傳熱熱量計(jì)計(jì)算公公式應(yīng)應(yīng)為，，其中中是傳傳熱達(dá)達(dá)到平平衡時(shí)時(shí)非采采暖房房間的的溫度度，為為了計(jì)計(jì)算上上的方方便，，工程程上用用代替替進(jìn)行行計(jì)算算，所所以稱稱為維維護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)溫溫差修修正系系數(shù)。。5.維維護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的傳傳熱系系數(shù)6.加加熱熱進(jìn)入入室內(nèi)內(nèi)的冷冷空氣氣所需需的熱熱量加熱進(jìn)進(jìn)入室室內(nèi)的的冷空空氣所所需要要的熱熱量包包括冷冷風(fēng)侵侵入耗耗熱量量和冷冷風(fēng)滲滲透耗耗熱量量。所所謂冷冷風(fēng)侵侵入耗耗熱量量的產(chǎn)產(chǎn)生是是由于于冷空氣氣在風(fēng)風(fēng)壓和和熱壓壓作用用下，由開開啟的的門、、孔洞洞從室室外或或相鄰鄰房間間和其其他生生產(chǎn)跨跨間侵侵入室室內(nèi)，，把這這部分分冷空空氣加加熱到到室內(nèi)內(nèi)所要要求的的溫度度而消消耗的的熱量量；冷冷風(fēng)滲滲透耗耗熱量量是在在風(fēng)力力及熱熱壓造造成的的室內(nèi)內(nèi)外壓壓差的的作用用下，，室外外冷空空氣通通過門門、窗窗等縫縫隙滲滲入到到室內(nèi)內(nèi)被加加熱后后，又又逸出出室外外而消消耗掉掉的熱熱量。。這兩兩種耗耗熱量量均可可用式式(6-19)來計(jì)計(jì)算出出概值值：7.熱熱負(fù)負(fù)荷的的概算算法熱負(fù)荷荷概算算法一一般有有兩種種：?jiǎn)螁挝幻婷娣e熱熱指標(biāo)標(biāo)法和和單位位體積積熱指指標(biāo)法法。熱熱指標(biāo)標(biāo)法是是在調(diào)調(diào)查了了同一一類型型建筑筑物的的采暖暖熱負(fù)負(fù)荷后后，所所得出出的該該種類類型建建筑物物每平平方米米建筑筑面積積或在在室內(nèi)內(nèi)外溫溫差為為1℃℃時(shí)每每立方方米建建筑物物體積積的平平均采采暖熱熱負(fù)荷荷。8.高高層層建筑筑采暖暖熱負(fù)負(fù)荷的的特點(diǎn)點(diǎn)高層建建筑中中，高高層建建筑物物的高高層部部分的的室外風(fēng)風(fēng)速大大，因此對(duì)對(duì)流換換熱更更加劇劇烈，，根據(jù)據(jù)對(duì)流流換熱熱原理理可知知，高高層部部分的的外表表面的的對(duì)流流換熱熱系數(shù)數(shù)也會(huì)會(huì)比較較大。。高層建建筑高高層部部分的的外表表面的的輻射換換熱系系數(shù)也也顯著著增大大。建筑物物在不不同的的高度度，其其外維維護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)所所受的的風(fēng)力力作用用是不不同的的冷風(fēng)滲滲透耗耗熱量量在采采暖設(shè)設(shè)計(jì)熱熱負(fù)荷荷計(jì)算算中所所占比比重很很大，，為了了盡量量減少少冷風(fēng)風(fēng)滲透透量，，節(jié)約約能耗耗，則則對(duì)高高層建建筑物物的門門、窗窗等的的密封封性能能有了了更高高要求求。圍圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的熱熱工要要求圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)必必須滿滿足建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的的要求求，但但為了了減少少采暖暖熱負(fù)負(fù)荷，，也必必須對(duì)對(duì)圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的熱熱工性性能有有一定定的要要求，，使建建筑物物保持持熱穩(wěn)穩(wěn)定性性。1.低限限熱阻(最最小傳熱熱熱阻)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的的傳熱熱阻阻越小，墻墻壁的厚度度可適當(dāng)減減小，可節(jié)節(jié)省建筑的的初投資。。但從上述述采暖耗熱熱量的分析析計(jì)算可知知，圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的傳熱熱熱阻越小小，則采暖暖耗熱量越越大，同時(shí)時(shí)也會(huì)影響響房間的衛(wèi)衛(wèi)生要求和和使用條件件。因此對(duì)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的傳熱熱熱阻要有一一個(gè)基本的的要求。—采暖室內(nèi)內(nèi)溫度與圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)表面溫度度的允許溫溫差，℃2.經(jīng)濟(jì)濟(jì)熱阻經(jīng)濟(jì)熱阻就就是在一個(gè)個(gè)規(guī)定年限限內(nèi)，使建建筑物的建建造費(fèi)用與與經(jīng)營(yíng)費(fèi)用用之和最小小的外圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)總的的傳熱熱阻阻。建造費(fèi)費(fèi)用包括土土建部分和和采暖系統(tǒng)統(tǒng)的建造費(fèi)費(fèi)用；經(jīng)營(yíng)營(yíng)費(fèi)用包括括維護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)和采暖系系統(tǒng)的折舊舊費(fèi)、維修修費(fèi)及其運(yùn)運(yùn)行費(fèi)用。。國(guó)內(nèi)外許多多資料分析析表明，按按經(jīng)濟(jì)熱阻阻原則確定定的圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)傳熱熱熱阻，比目目前采用的的實(shí)際傳熱熱熱阻值要要大很多。。但目前能能源緊缺、、價(jià)格上漲漲，因此從從節(jié)能和經(jīng)經(jīng)濟(jì)角度出出發(fā)，現(xiàn)階階段建筑外圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)總的的傳熱熱阻阻應(yīng)逐漸增增大。3.圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的防防潮當(dāng)水蒸汽侵侵入維護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)部后后，會(huì)使維維護(hù)結(jié)構(gòu)的的導(dǎo)熱性能能增強(qiáng)，惡惡化隔熱效效果，因此此應(yīng)采取措措施防止水水分子的入入侵。4.窗戶戶層數(shù)、面面積和氣密密性玻璃窗的傳傳熱熱阻比比磚墻要小小很多，且且隨著窗面面積的增加加，窗縫隙隙長(zhǎng)也要增增大，冷風(fēng)風(fēng)滲透耗熱熱量也會(huì)增增大，這對(duì)對(duì)于窗戶的的密封性能能要求非常常重要。為為減少熱負(fù)負(fù)荷，應(yīng)盡盡量減少窗窗的面積，，當(dāng)外墻的的總熱阻不不小于低限限熱阻時(shí)，，窗墻面積積比，北向向不大于0.20；；東西向不不大于0.25(單單層窗)或或0.30(雙層窗窗)；南向向不大于0.35。。且在嚴(yán)寒寒地區(qū)，窗窗戶總熱阻阻不小于0.307m2··℃/W；；寒冷地區(qū)區(qū)，北向不不小于0.307m2·℃℃/W，其其余朝向不不小于0.156m2·℃℃/W。且且應(yīng)采用氣氣密性良好好的窗戶。。當(dāng)窗戶