供暖与通风除尘系统设计方法.

《供暖与通风除尘系统设计方法.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供暖与通风除尘系统设计方法.（151页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第五章 采暖与通风除尘 系统设计方法 1-1 供暖系统设计方法 n分类 v按热媒种类分： 热水供暖系统；蒸汽供暖系统；热风供暖系统。 v按散热方式分： 对流供暖散热器供暖系统； 辐射供暖金属板辐射或顶棚、地板辐射。 n供暖工程 （建筑内部） n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。 一、散热器采暖设计 1、供暖热负荷计算 u供暖期间，当室外空气温度为供暖设计计算温度时， 为了保持室内所规定的温度所需要的供热量，称为供 暖热负荷。 u在计算供暖热负荷时，要考虑到房间的得热量和失热 量的平衡，供暖房间主要热损失有以下内容： 围护结构传热耗热量Q1；

2、加热出门、窗缝隙渗人室内的冷空气的耗热量，称冷 风渗透耗热量Q2 ； 加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量， 称冷风侵入耗热量Q3 ； 围护结构传 热耗热量 冷风侵入 耗热量 冷风渗透 耗热量 水分蒸发的耗热量Q4； 加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量Q5 ； 通风耗热量Q6 。通风系统将空气从室内排到室外 所带走的热量。 在供暖热负荷热平衡计算中，对于不稳定的耗热量一般不 予考虑，以保证供暖效果的可靠性。 n基本公式： （1）围护结构基本耗热量 （2）附加耗热量 u供暖房间的热损失，除了建筑围护结构的基本 传热量外，还受到许多其它因素的影响，由这 些因素所引起的耗热量，称为附加

3、耗热量。 u朝向附加 u风力附加 u高度附加 u两面外墙附加 u间歇采暖附加 1）朝向附加 u朝向修正耗热量是考虑建筑物受太阳照射影响而对 围护结构基本耗热量的修正。朝向修正耗热量主要 考虑三方面因素： 太阳照射建筑物时，阳光透过玻璃窗，使室内直接 得热； 由于受阳面的围护结构较干燥，传热系数减小； 外表面和附近气温升高，围护结构向外传递的热量 减少。 u采用的修正方法是按围护结构的不同朝向，采用了 不同修正率 xch。 u需要修正的耗热量等于垂直的外围护结构 （门、 窗、外墙及屋顶的垂直部分）的基本耗热量乘以相 应的修正率。 朝向修正率 xch 朝向 xch朝向xch 北、东北、西北 010

4、% 东南、西南 -10%-15% 东、西 -5%南-15%-30% 2）风力附加 u风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对围护结构 基本耗热量的影响。 u在计算围护结构基本耗热量时，围护结构外表面换 热系数xw是在一定的室外风速条件下的计算值。 u我国大部分地区冬季平均风速不大，一般为2 3m/s。因此，暖通规范规定：在一般情况下， 不必考虑风力附加。 u只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建 筑物，以及城镇、厂区内特别高出的建筑物，才考 虑垂直外围护结构附加5%10%。 3）高度附加 u暖通规范规定：民用建筑和工业企业辅助建筑 的高度附加率（楼梯间除外），房间高度大于4m 时，每高出1m

5、应附加2%，但总的附加率不应大于 15%。 u高度附加率应附加于房间围护结构基本耗热量和其 它附加耗热量的总和上。如果生产厂房选取室内计 算温度时已考虑了高度的影响，则不再进行高度附 加。 4）两面外墙附加 u对于公用建筑，当房间有两面外墙及两面以上外墙 时，分别将外墙、门及窗的基本耗热量增加5。 5）间歇附加 u当建筑物不要求全天维持设计室温，而允许定时降 低室温时，供暖系统可按间歇供暖设计。为了尽快 达到房间正常使用温度，以及间歇供暖的不均匀性 ，将基本耗热量进行附加。 u仅白天供暖时（例如办公楼、教学楼）20%； u不经常使用时（例如礼堂等）30% 。 （3）渗透空气热负荷 n在风压和热

6、压造成的室内外压差作用下，室外 的冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内，被加热 后溢出。把这部分冷空气从室外温度加热到室 内温度所消耗的热量，称为冷风渗透耗热量Q2 。 n冷风渗透耗热量在供暖设计热负荷中占有不小 的份额。 n常用方法有：缝隙法；概算法换气次数法 ；百分数法。 1）缝隙法 v对多层建筑，可通过计算不同朝向的门、窗缝 隙长度以及从每米长缝隙渗入的冷空气量，确 定其冷风渗透耗热量。这种方法称为缝隙法。 不同类型的门窗在不同风速下 每米长缝隙渗入的空气量（m3/（m.h） 门、窗类型 冬 季 室 外 平 均 风 速（m/s） 123456 单层木窗 1.0 2.0 3.1 4.3 5.5

7、6.7 双层木窗 0.7 1.4 2.2 3.0 3.9 4.7 单层钢窗 0.6 1.5 2.6 3.9 5.2 6.7 双层钢窗 0.4 1.1 1.8 2.7 3.6 4.7 推拉铝窗 0.2 0.5 1.0 1.6 2.3 2.9 平开铝窗0.00.10.3 0.40.60.8 注：每m外门的缝隙渗入的空气量，为同类型窗外窗的两倍；当有 密封条时，表中数据乘以0.50.6的系数。 n确定门窗缝隙渗入空气量后，冷风渗透耗热量 Q2，可按下式计算： V经门、窗缝隙渗入室内的总空气量，m3/h。 w供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3。 cp冷空气的定压比热，cp1kJ/kg。 0.28

8、单位换算系数，1kJ/h=0.28W。 VL0ln L0每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，按当地 冬季室外平均风速，采用下表的数据，m3/h m； l 门、窗缝隙的计算长度，m； n 渗透空气量的朝向修正系数; 暖通规范给 出了我国104个城市的n值。 w供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3; cp冷空气的定压比热，cp1kJ/kg; 2）概算法（用于民用建筑的概算） 换气次数法 V房间的内部体积，m3； k房间的换气次数，次/h， 房间外墙暴露情况k 一面有外窗或外门0.5 二面有外窗或外门0.51.0 三面有外窗或外门11.5 门厅2 3）百分数法 n工业建筑一般层高较高，室内外温差产生

9、的热压相 对较大，冷风渗透耗热量可以根据建筑物高度和玻 璃窗层数，按照表中的百分数进行估算。 渗透耗热量占围护结构总耗热量的百分率（%） 建筑物高度 （ m ） 4.5 4.510.0 10.0 玻璃窗 层数 单层 25 35 40 单、双层均有 20 30 35 双层 15 25 30 二、热媒的种类和选择 u供暖系统常用的热媒有蒸汽和热水两大类。 u热水供暖又分为两类：一种是95/70，另一类是 高温水，一般供水温度为110130。 u蒸汽有高压蒸汽和低压蒸汽之分。对于供暖系统而 言，蒸汽压力低于70kPa者，称为低压蒸汽，高压 蒸汽供暖系统的蒸汽压力通常选用0.20.4MPa。 两种热媒

10、的比较热水供暖系统 n95/70的热水供暖系统，散热器表面温度比较低，不易 烫伤人，对人比较安全。 n在散热器表面上沉积的有机灰尘，不会因为表面温度高 而散发异味。 n热水的热容量大，房间空气温度比较稳定，舒适感好。 n供、回水为闭式机械循环，回水热量损失小。 n一般广泛应用于民用建筑和公共性建筑。 n高温水供暖热媒温度比较高，可以节省散热器的数量， 房间热稳定性比较好。 两种热媒的比较蒸汽供暖系统 n蒸汽热媒温度比较高。因此，散热器表面温度也高，散热 器数量可减少，供热速度快，不需要消耗水泵动力。 n由于散热器表面温度高，室内卫生条件差些。为了安全散 热器有时要作安全防护。 n对于工业建筑，

11、空间比较大、热负荷比较大，采用高压蒸 汽，散热器占地面积少，便于布置，另外，也适合于间歇 供暖的建筑，但对于那些产生易燃烧、易爆炸粉尘的工业 建筑不宜采用。 n低压蒸汽供暖，热媒温度比较低（约100），但系统简单 ，投资和运行费都比较节省。蒸汽供暖系统的回水一般热 损失比较大，热效率比较低。 三、采暖系统的形式 u 供暖系统的形式很多，可归纳为以下基本形式 1热水供暖系统 u热水供暖系统由热水锅炉、循环水泵、散热器、膨 胀水箱、管道、阀门及其它附件组成。 双管式系统 单管式系统 n立管是单管顺流式系统。 单管顺流式系统的特点是立 管中全部的水量顺次流入各 层散热器。顺流式系统型式 简单、施工方

12、便，造价低， 是国内目前一般建筑广泛应 用的一种形式。它最严重的 缺点是不能进行局部调节。 n在高层建筑（通常超过六层）中，近 年国内出现一种跨越式与顺流式相结 合的系统形式上部几层采用跨越式 ，下部采用顺流式（立管）。通过 调节设置在上层跨越管段上的阀门开 启度，在系统试运转或运行时，调节 进入上层散热器流量，可适当的减轻 供暖系统中经常会出现的上热下冷的 现象。但这种折衷形式，并不能从设 计角度有效地解决垂直失调和散热器 的可调节性能。 n立管是单管跨越式系统。立管的一部分水 量流进散热器，另一部分立管水量通过跨越 管与散热器流出的回水混合，再流入下层散 热器，与顺流式相比，由于只有部分立

13、管水 量流入散热器 ，在相同的散热量下散热器 的出水温度降低，散热器中热媒和室内空气 的平均温差t减小，因而所需的散热器面 积比顺流式系统大一些。 n单管跨越式由于散热器面积增加，同时在散 热器支管上安装阀门，使系统造价增高，施 工工序多，因此，目前在国内只用于房间温 度较严格，需要进行局部调节散热器散热量 的建筑上。 上供下回式热水供暖系统 n集气装置将运行初期产生的空 气排出。 n阀门可使楼层部分工作；调节 流量；消除或缓解垂直热力失调 现象。 n双管式系统（立管I、II）：各 层散热器的进、出口水温相同 ，可在散热器处进行局部调节 。由于重力循环作用压力的影 响，一般仅用于 4 层以下的

14、建 筑。 下供下回式双管系统 n系统的供水和回水干管都敷设在底层散热器下面。 n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。 n建筑物顶棚无干管，比较美观。 n在施工中，每安装好一层散热器即可开始供 暖，分期投入使用，便于冬季施工。 n排除系统中的空气较困难。 特点： n集气装置的连接位置，应比水平空气管低h米以 上，即应大于图中a和b两点在供暖系统运行时的 压差值。否则位于上部空气管内的空气不能起到 隔断作用，立管水会通过空气管串流。因此，通 过专设空气管集中排气的方法，通常只用在作用 半径小或压降小的系统中。 下供上回式（倒流式）热水供暖系统 n系统的供水干管设在下部，而回

15、水干管设在上部 。 n水在系统内的流动方向是自下而上流动，与空气流 动方向一致。可通过顺流式膨胀水箱排除空气，无 需设置集气罐等排气装置。 n对热损失大的底层房间，由于底层供水温度高，底 层散热器的面积减小，便于布置。 n倒流式系统散热器的传热系数远低于上供下回式系 统。散热器热媒的平均温度几乎等于散热器的出水 温度。在相同的立管供水温度下，散热器的面积要 比上供下回顺流式系统的面积增多。 倒流式系统的特点： 混合式热水供暖系统 n混合式系统是由下供上回式（倒流式）和上供下 回式两组串联组成的系统。 n高温水自下而上进入第I组系统，通过散热器， 水温降到某一温度后，再引入第组系统，系统 循环水

16、温度再降到 后返回热源。 n进入第组系统的供水温度 ，根据设计的供 、回水温度，可按两个串联系统的热负荷分 配比例来确定；也可以预先给定进入第组 系统的供水温度 ，来确定两个串联系统的热 负荷分配比例。 n由于两组系统串联，系统的压力损失大些。 n一般只宜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。 水平式系统 排气方式：比垂直式系统复杂些。它可以通过在散热器上设置 冷风阀分散排气，也可以在同一层散热器上部串联一根空气管 集中排气。对于较小的系统，可用分散排气，对于较大的系统 ，为了管理方便，宜采用集中排气方式。 1.系统的总造价较低； 2.管路简单，施工方便； 3.有可能利用最高层的辅助空间（如楼梯间、厕所 等，架设膨胀水箱），不必在顶棚上专设安装膨胀 水箱的房间。这样不仅降低了建筑造价，还不影响 建筑物外形美观。 4.对一些各层有不