暖通空調(diào)全水系統(tǒng)第三章

第三章全水系統(tǒng)3.1全水系統(tǒng)概述3.1.1全水系統(tǒng)組成傳遞熱能的媒介物，全水、全空氣、空氣-水、蒸汽、冷劑全水系統(tǒng)：全部用水為介質(zhì)傳遞室內(nèi)熱負荷或冷負荷的系統(tǒng)。供熱的全水系統(tǒng)：熱媒供冷的全水系統(tǒng)：冷媒活冷凍水供熱、供冷的全水系統(tǒng)：系統(tǒng)組成：熱源（冷源）、管道系統(tǒng)、供熱（冷）設(shè)備（末端裝置）冷、熱源：產(chǎn)生冷（熱）量，給冷媒。管道系統(tǒng)：介質(zhì)輸送。源——管道——末端末端裝置：熱（冷）量傳遞。自然對流：密度差，重力，散熱器采暖強迫對流：風(fēng)機的機械力，強迫空氣流動。風(fēng)機盤管，暖風(fēng)機3.1.2熱水采暖系統(tǒng)采暖系統(tǒng)：熱水、蒸汽熱水采暖系統(tǒng)的特點（與蒸汽比）：運行管理簡單，維修費用低；熱效率高，跑、冒、滴、漏輕，比蒸汽節(jié)能20~40%；可采用質(zhì)調(diào)節(jié)；供暖效果好；管道銹蝕輕，使用壽命長。可遠距離輸送。散熱設(shè)備傳熱系數(shù)低，設(shè)備多。凝結(jié)，溫降。熱水流量大，管徑大，造價高。輸送熱媒耗點多。3.1.3全水空調(diào)系統(tǒng)（風(fēng)機盤管）水承擔(dān)房間冷（熱）負荷。末端：風(fēng)機盤管優(yōu)點：P32輸送能耗低，占空間小適用靈活，調(diào)控方便，節(jié)省運行費用各房間空氣不串通，防止空氣交叉污染，空氣品質(zhì)占面積小。除冷、熱源機房外，無其他機房缺點：P32比全空氣系統(tǒng)維護量大無加濕功能新風(fēng)，只能靠滲透或開窗，無組織通風(fēng)風(fēng)機盤管的噪聲應(yīng)用范圍受限制：靜音（錄音、廣播）、空氣品質(zhì)高、濕度。全水空調(diào)與熱水采暖的對比：1、功能：空調(diào)——冬夏；采暖——冬2、末端：空調(diào)——風(fēng)機盤管，強制循環(huán)，室內(nèi)溫、濕度均勻。采暖——散熱器，自然循環(huán)；不耗電，無風(fēng)機噪聲3、維修管理：空調(diào)——大，4、造價：空調(diào)——大3.2全水系統(tǒng)的末端裝置建筑物內(nèi)功熱、供冷的設(shè)備，處于能量輸送系統(tǒng)的終端。散熱器、暖風(fēng)機、風(fēng)機盤管3.2.1散熱器散熱器采暖，散熱設(shè)備，對流式，自然3.2.1.1散熱器性能評價指標(biāo)1）熱工性能：K值高，提高方法：增加外壁面積（肋片）、提高空氣流速（串片散熱器加罩）、提高輻射換熱（輻射系數(shù)高的涂料）、減小部件間熱阻（鋼管與串片）2）經(jīng)濟要求：單位散熱量的成本（元/W）及金屬耗量少（q），壽命長3）安裝使用和工藝：機械強度、程壓能力。安裝、組合面積、尺寸、占地。制造簡單，批量生產(chǎn)4）衛(wèi)生和美觀：表面光滑、清除灰塵、美觀3.2.1.2散熱器的種類輻射散熱器核對流散熱器。對流散熱器對流熱幾乎100%材質(zhì)：鑄鐵、鋼質(zhì)、鋁合金、塑料1、鑄鐵散熱器：結(jié)構(gòu)簡單、耐腐蝕、使用壽命長、水容量大。金屬耗量大、笨重、金屬熱強度低、污染柱型：四柱813、二柱M132。足，美觀、K大、面積翼型：長翼、圓翼。單片面積大，工藝簡單，價格低2、鋼制散熱器：美觀、金屬耗量少、承壓高、占地小；腐蝕柱型、板式、扁管式、串片式、光排管3、其他：鋁合金、塑料、陶瓷3.2.1.3散熱器的選擇、布置1、選擇：K值大，熱工性能，承壓能力，腐蝕，美觀。2、布置：多沿外墻，外窗下。舒適（地面）P36圖可內(nèi)墻：方便管路布置，地面溫度低。明裝，暗裝（加罩）樓梯間，散熱器盡量地層布置，房凍，兩道外門之間不能布置散熱器。3.2.1.4散熱器的計算已知放熱量、散熱器形式、連接方式、安裝方式，求片數(shù)tm——散熱器內(nèi)熱媒平均溫度。K影響因素很多，實驗：柱型，8片，明裝，上進下出，同側(cè)k=a△tb修正：片數(shù)、連接方式、安3.2.2暖風(fēng)機組成：通風(fēng)機機、電動機、、空氣換熱器器，直接安裝裝在采暖房間間。分類：軸流（（小型）；離離心（大型））熱水、蒸汽暖風(fēng)機供暖的的優(yōu)點：供熱量大，，占地小，啟啟動快，能迅迅速提高室溫溫。缺點：噪聲，空氣氣品質(zhì)，室內(nèi)內(nèi)空氣循環(huán)。。適用條件：空間大，供熱熱負荷大，間間歇工作，允允許室內(nèi)空氣氣循環(huán)的工廠廠或場館。不能用暖風(fēng)機機：空氣有劇劇毒、易燃、、易爆的氣體體和纖維、粉粉塵，空氣不不能循環(huán)使用用。暖風(fēng)機供暖方案：a暖風(fēng)機供全部部熱量；b暖風(fēng)機（正常常供暖）+散熱器（值班班溫度5）暖風(fēng)機設(shè)計時，確定型號號、臺數(shù)、布布置方案空間大，選用用多臺同型號號暖風(fēng)機，臺臺數(shù)：n=βQ/q樣本，q，G，v，t。條件：進口口溫度15℃。進口溫度不同同修正：q=q0（tm-ti）/（tm-15）tm——暖風(fēng)機進、出出口熱媒平均均溫度，ti——設(shè)計條件進口口空氣溫度，，可取室內(nèi)溫溫度。送風(fēng)溫度35~70℃℃，（吹冷風(fēng)，，射流上升））。室內(nèi)空氣氣循環(huán)次數(shù)1.5布置：小型：直吹（（跨度小，內(nèi)內(nèi)墻向外墻吹吹）；斜吹：大跨度度，中軸，向向兩邊吹順吹：大跨度度，射流相接接大型：風(fēng)速大大，射程遠，，長度方向吹吹安裝高度：工作區(qū)風(fēng)速不不大于0.3m/s。小型：v<=5m/s時，高度3.5mv>5m/s時，高度4~5m大型：高度3.5~7m，風(fēng)速采用5~15m/s3.2.3風(fēng)機盤管組成：小型通通風(fēng)機，電動動機，盤管。。供冷、供熱熱3.2.3.1風(fēng)機盤管的構(gòu)構(gòu)造、分類和和特點結(jié)構(gòu)型式：立立式、臥式、、壁掛式、立立柱式、卡式式。安裝方式：明明裝、暗裝、、半明裝。P41圖3-9風(fēng)機：多翼離離心、貫流風(fēng)風(fēng)機。單臺、、兩臺、多臺臺。風(fēng)量高、中、、低三檔：改改變電機電壓壓、轉(zhuǎn)速盤管：2~3排。接口，兩管制制、四管制性能：名義工工況（P42），風(fēng)量250~2500m3/h、冷（熱）量量、噪聲、阻阻力10~40kPa、機外余壓（（標(biāo)準(zhǔn)型機名名義風(fēng)量下為為0或10~20Pa，高靜壓機組組30~60Pa）3.2.3.2風(fēng)機盤管的選選擇與安裝明裝、暗裝。。立式、臥式、、壁掛式、卡卡式、立柱式式。選擇：1）風(fēng)量及冷熱熱量，考慮修修正系數(shù)按中中檔選；明裝裝、暗裝2）按夏季冷負負荷選型，冬冬季較核。名名義工況3）供熱時熱水水溫度：60℃為宜4）冷凝水管，，坡度0.01；5）噪聲；6）承壓；7）水過濾器。。3.3熱水采暖系統(tǒng)統(tǒng)的分類與特特點熱源、管道系系統(tǒng)、散熱設(shè)設(shè)備3.3.1按系統(tǒng)的循環(huán)環(huán)動力分自然（重力））、機械（水水泵機械力））重力循環(huán)：P45圖3-10，原理：供、回回水密度差，，膨脹水箱：供供水管上。容容納膨脹水，，定壓，排空空氣坡度，坡向。。作用壓力小小，供熱半徑徑小。不耗外外力，無噪聲聲，管理簡單單。機械循環(huán)：水泵動力，水水箱連接作用用，集氣罐，，坡向坡度。。3.3.2按供水溫度分分高溫、低溫：：我國100℃。國外120，130。95/70。衛(wèi)生，散熱器器數(shù)量。應(yīng)用用：工業(yè)，民民用。主要低低溫3.3.3按供回水的方方式分水流方向：供供水：供出。?；厮夯亓髁魃瞎┫禄兀篜45圖3-11。布置方便，，排氣順暢。。應(yīng)用廣。上供上回：沿地面布置困困難。下供下回：無效熱損失小小，減輕垂直直失調(diào)。頂棚棚布置困難。。下供上回：倒流，減小底底層散熱器面面積，易布置置。中供式：P46圖3-12。下供下回和和上供下回。。3.3.4按散熱器的連連接方式分垂直式：供水水干管，回水水干管，立管管。水平式：供水水立管，回水水立管，干管管。樓堂館所所，分戶供暖暖。室內(nèi)無立立管。熱脹冷冷縮，補償，，乙字彎，補補償器。3.3.5按連接散熱器器的管道數(shù)量量分單管：順流，，省管材，造造價低，施工工快。不能調(diào)調(diào)節(jié)散熱器。。跨越，水水平、、垂直。居中中。雙管：管材耗耗量大，造價價高，施工麻麻煩，單個調(diào)調(diào)節(jié)散熱器。。3.3.6按并聯(lián)環(huán)路水水的流程分異程式：各環(huán)路水流路路線不同。阻阻力平衡，水水力失調(diào)。同程式：阻力平衡，減減輕水力失調(diào)調(diào)。水平干管的展展開長度稱作作用半徑。作用半徑大的的。應(yīng)同程。。3.4高層建筑熱水水供暖系統(tǒng)高層建筑：H>24m的公共建筑和和工業(yè)建筑；；10層及10層以上住宅。。高度增加，豎豎向失調(diào)。不不超壓，不汽汽化，不倒空空。一、分區(qū)式高高層建筑熱水水采暖系統(tǒng)垂直方向分成成兩個或以上上獨立系統(tǒng)。。高、低區(qū)。。解決超壓和和垂直失調(diào)。。低區(qū)：直接連接，高區(qū)：1間接連接；2雙水箱或單水水箱。1.高區(qū)間接連接接，P58圖3-15采用換熱器，高區(qū)與室外外管網(wǎng)壓力隔隔絕。外網(wǎng)供供水溫度較高高。2.高區(qū)雙水箱或單水水箱，P58圖3-16a雙水箱：高區(qū)區(qū)采暖的循環(huán)環(huán)動力，兩水水箱高度差。?；厮菨M管管溢流與外網(wǎng)網(wǎng)壓力隔絕。。水泵出口設(shè)設(shè)逆止閥，停停止運行時壓壓力隔絕。b單水箱：省去去高水箱。c其他：供水-加壓泵，回水-減壓閥；無水箱箱直連供暖-回水設(shè)“排氣斷斷流裝置”。二、雙線式采暖暖系統(tǒng)不能解決超壓問問題。垂直雙線線、水平雙線。。散熱器平均溫度度接近，解決失失調(diào)。三、單雙管混合合式系統(tǒng)垂直方向分組，，各組內(nèi)雙管，，組間單管。集單、雙管優(yōu)點點。解決失調(diào)以以及散熱器支管管過粗。四、熱水和蒸汽汽混合式系統(tǒng)特高建筑，當(dāng)H>160m時，管路超壓，，分層，最高層層用蒸汽，汽-水換熱器。下層層用熱水。3.5分戶熱計量采暖暖系統(tǒng)采暖制度的改革革，熱商品。收收費，計量，調(diào)調(diào)節(jié)。熱表，閥門，樓樓梯間管道井，，便于管理。熱表：供水（失失水量?。⒒鼗厮ㄑ娱L使用用壽命）。3.5.1分戶水平單管（（及跨越式）系系統(tǒng)可根據(jù)建筑條件件及熱源條件選選擇采用如下系系統(tǒng)型式1)水平串聯(lián)系統(tǒng)，，a普通型：不能分分室控制溫度；；b裝帶溫控器的三三通閥型：散熱熱器進口設(shè)三通通閥及溫控器，，可分室控制溫溫度。2)水平跨越式系統(tǒng)統(tǒng)，可以分室控控制溫度，每組組散熱器均可裝裝溫控器。參見圖3.5.2水平雙管系統(tǒng)可以分室控制溫溫度，每組散熱熱器均可裝溫控控器。3.5.3水平放射式系統(tǒng)統(tǒng)每組散熱器的供供回水支由集水水器和分水器接接出?？煞质铱乜刂茰囟取?.5.4低溫地板輻射系系統(tǒng)墻壁暗裝分水器器、集水器，分分水器至各室起起點裝溫控器，，可分室控制溫溫度。參見圖戶內(nèi)系統(tǒng)型式圖圖3.5.5熱計量方式熱表安裝示意圖圖熱計量方式從原原理上可分為熱量分配式及熱量累計式，宜采用熱量累計式。其原理為同時測量水量量及供回水溫度度，以中心儀表表計算供回水焓焓值及與水量的的乘積并累計用用熱量熱表安裝示意圖圖1鎖閉閥2過濾器3熱表4感溫元件5調(diào)節(jié)閥6關(guān)斷閥3.6熱水采暖系統(tǒng)的的作用壓頭作用壓頭——循環(huán)動力阻力損失——流動耗能實際流動：阻力力損失=作用壓頭3.6.1重力循環(huán)熱水采采暖系統(tǒng)的作用用壓頭供、回水的密度度差。3．6．1．1重力循環(huán)液體管管網(wǎng)的工作原理理及其作用壓力力1.工作原理：重力循環(huán)室內(nèi)供供暖系統(tǒng)原理圖圖。假設(shè)一個放放熱中心1，一個加熱中心心2。供、回水的密度度差。2．作用壓力：重力循環(huán)的能量量方程為：g[(ρg-ρg)h1+(ρh-ρg)h+(ρh-ρh)h0]=ΔPl簡化為：gh(ρh-ρg)=ΔPl則：重力循環(huán)作作用壓力為：ΔPh=gh(ρh-ρg)Pa分析：1、作用壓力大小小取決于兩個中中心的高度和密密度差。2、式中只在散熱熱器中放熱，管管壁散熱冷卻中中心增多增加了了作用壓力，附附加作用壓力ΔPf，與管路布置、、樓層高度、水水平距離有關(guān)。。綜合作用壓力：：ΔPzh=ΔPh+ΔPf3、排氣：坡度：：干0.5%~1%，散1%、4、坡向：供-水箱；回-鍋爐3.6.1.2重力循環(huán)熱水供供暖單管系統(tǒng)的的作用壓頭各層散熱器串聯(lián)聯(lián)在供、回水干干管之間。水順順次分配到各層層散熱器。立管管作用壓力只有有一個：ΔPh=gh1(ρ1-ρg)+gh2(ρ2-ρg)Pa多層時：Pa單管立管水溫計計算：單管系統(tǒng)中，由由各層散熱器水水溫不同，產(chǎn)生生垂直失調(diào)。3.6.1.3重力循環(huán)雙管熱熱水供暖系統(tǒng)的的作用壓力雙管特點：各層散熱器并聯(lián)聯(lián)在供、回水干干管之間。水同同時分配到各層層散熱器。上下層作用壓力力分別為：ΔP1=gH1(ρh-ρg)ΔP2=gH2(ρh-ρg)上下層作用壓力力差：ΔP2-1=gh2(ρh-ρg)>0上層作用壓力大大與下層作用壓壓力，產(chǎn)生垂直失調(diào)。層數(shù)多，失調(diào)調(diào)嚴(yán)重。3．6．2機械循環(huán)熱水采采暖系統(tǒng)的作用用壓頭機械循環(huán)設(shè)置循循環(huán)水泵，作用用壓力增加水泵泵揚程P：ΔP=ΔPP+ΔPg=ΔPP+ΔPg.r+ΔPg.t對整個管網(wǎng)，重重力作用相對水水泵揚程很小，，忽略，ΔP=ΔPP對局部并聯(lián)管路路，高度不同，，重力作用影響響明顯，應(yīng)計算算重力作用壓力力，最大值的2/3。ΔP=ΔPP+ΔPg=ΔPP+ΔPg.r+ΔPg.t3..6.3單管系系統(tǒng)散散熱器器的小小循環(huán)環(huán)水在散散熱器器內(nèi)冷冷卻，，增加加了通通過散散熱器器之路路的流流量，，稱為為散熱熱器的的小循循環(huán)作作用壓壓頭。。散熱器器的進進流系系數(shù)：：流入入散熱熱器的的流量量與立立管流流量之之比，，α。α與管徑徑、管管長、、管道道局部部阻力力有關(guān)關(guān)。有有關(guān)表表格。。3.5.4單管立立管水水溫計計算設(shè)供、、回水水溫度度為：：ts、tr，各層層散熱熱器散散熱量量：Q1、Q2．．．．QN。立管熱熱負荷荷：ΣQ=Q1+Q2+……+QNW立管流流量：：按立立管負負擔(dān)的的全部部負荷荷計算算：沿水流流方向向流出出第i層（組組）散散熱器器水溫溫ti，立管管流量量按立立管負負擔(dān)的的i層散熱熱器前前負荷荷計算算：則流出出第i層（組組）散散熱器器水溫溫單管系系統(tǒng)中中，由由各層層散熱熱器水水溫不不同，，產(chǎn)生生垂直直失調(diào)調(diào)。單管跨跨越式式系統(tǒng)散散熱器器進出出口水水溫計計算：：1*tin=(1-α)*tin+α*tout作用壓壓力：：3.7熱水采采暖系系統(tǒng)的的水力力計算算液體管管網(wǎng)水水力計計算的的主要要任務(wù)務(wù)：R=f(d,G)⑴已知流流量G和作用用壓力力ΔP，確定定管徑徑d；⑵已知知流量量G和管徑徑d，確定定作用用壓力力ΔP；⑶已知知流量量G，確定定管徑徑d和系統(tǒng)統(tǒng)所需需循環(huán)環(huán)作用用壓力力ΔP；⑷已知知管徑徑d和允許許壓降降ΔP，確定定流量量G。水力計計算方方法：：等溫溫降、、不等等溫降降、等等壓降降3.7.1等溫降降水力力計算算法不同的的任務(wù)務(wù)，方方法略略有不不同。?；颈具^程程：異程式式水力力計算算：1、計算算最不不利環(huán)環(huán)路⑴水力力計算算從最最不利利環(huán)路路（允允許比比摩阻阻最小小的環(huán)環(huán)路））開始始。⑵作用用壓力力大小小：ΔP=ΔP機械+ΔP自然；⑶已知知環(huán)路路總作作用壓壓力，，先求求平均均比摩摩阻Rm：⑷環(huán)路路總作作用壓壓力足足夠或或待定定時，，按經(jīng)經(jīng)濟比比摩阻阻或經(jīng)經(jīng)濟流流速。。⑸確定定各管管段的的管徑徑d及各項