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1、第八章第八章采采 暖暖利用热媒（水，汽或其它介质），将热源输送到各利用热媒（水，汽或其它介质），将热源输送到各热用户的工程技术热用户的工程技术供热工程。供热工程。供热工程起源于供热工程起源于1919世纪，它是于世纪，它是于18771877年首先出现区年首先出现区域供暖，区域（集中）供暖的组成：域供暖，区域（集中）供暖的组成：1 1热源：热电厂，区域锅炉房，将水加热到高温热水或汽。热源：热电厂，区域锅炉房，将水加热到高温热水或汽。2 2热网：区域供热热水管网或蒸汽管网组成的输配系统。热网：区域供热热水管网或蒸汽管网组成的输配系统。3 3热用户：生产，生活用热系统与设备组成的热用户。热用户：生产，
2、生活用热系统与设备组成的热用户。第一节第一节采暖方式、热媒及系统分类采暖方式、热媒及系统分类 在冬季，室外温度低于室内温度，房间内的热量在冬季，室外温度低于室内温度，房间内的热量 通过围护通过围护结构（墙、窗、门、地面、屋顶等）不断向外散失，为使室内结构（墙、窗、门、地面、屋顶等）不断向外散失，为使室内保持所需的温度，就必须向保持所需的温度，就必须向 室内供给相应的热量，这种向室内室内供给相应的热量，这种向室内供给热量的工程供给热量的工程 设备叫做设备叫做供暖系统。供暖系统。供暖系统。供暖系统。一、根据热媒不同，一、根据热媒不同，1.热水供暖热水供暖(以热水为热媒的采暖系统，主要应用于民用建筑
3、。以热水为热媒的采暖系统，主要应用于民用建筑。)2.蒸汽供暖蒸汽供暖(以水蒸气为热媒的采暖系统，主要应用于工业建筑。以水蒸气为热媒的采暖系统，主要应用于工业建筑。)3.热空气供暖热空气供暖(以热空气作为热媒向室内供应热量的采暖系统，主以热空气作为热媒向室内供应热量的采暖系统，主 要应用于大型工业车间要应用于大型工业车间) 。二、按散热设备不同，二、按散热设备不同，1.散热器采暖散热器采暖2.热风采暖。热风采暖。三、按散热方式不同，三、按散热方式不同，1.对流采暖对流采暖2.辐射采暖。辐射采暖。四、按设备相对位置分类四、按设备相对位置分类1.局部供暖系统：局部供暖系统： 将热源和散热设备合并成一
4、个整体，分散设置在各个房间将热源和散热设备合并成一个整体，分散设置在各个房间里的供暖系统。里的供暖系统。 局部供暖系统包括火炉采暖、煤气采暖及电热采暖。局部供暖系统包括火炉采暖、煤气采暖及电热采暖。 如火炉、红外线煤气炉、电暖器、电热膜等。如火炉、红外线煤气炉、电暖器、电热膜等。2.集中供暖系统：集中供暖系统： 由远离采暖房间的热源、输热管道和房间内的散热设备等由远离采暖房间的热源、输热管道和房间内的散热设备等三部分组成的工程设施，称为集中供暖系统。三部分组成的工程设施，称为集中供暖系统。五供暖热负荷的概算五供暖热负荷的概算集中供热系统进行规划或扩初设计时，个别的采暖系统尚未进行集中供热系统进
5、行规划或扩初设计时，个别的采暖系统尚未进行设计计算，此时采用概算指标法来确定采暖系统的热负荷。它的概算可设计计算，此时采用概算指标法来确定采暖系统的热负荷。它的概算可采用采用体积热指标法、面积热指标体积热指标法、面积热指标等方法进行计算。等方法进行计算。(1) (1) 体积热指标法体积热指标法用用单单位体位体积积采暖采暖热热指指标标估算建筑物的估算建筑物的热负热负荷荷时时，采暖，采暖热负热负荷按下式荷按下式计计算：算：Q Qq qv vV(tV(tn nt tw w) )n式中：式中：q qv v 建筑物的采暖体建筑物的采暖体积热积热指指标标kW/(mkW/(m3 3)； V V 建筑物的外建
6、筑物的外围围体体积积(m(m3 3) )； t tn n 采暖室内采暖室内计计算温度算温度()()； t tw w 采暖室外采暖室外计计算温度算温度()()。 采采暖暖体体积积热热指指标标qvqv的的大大小小，主主要要与与建建筑筑物物的的围围护护结结构构及及外外形形有有关关。当当建建筑筑物物围围护护结结构构的的传传热热系系数数越越大大、采采光光率率越越大大、外外部部体体积积相相对对于于建建筑筑面面积积之之比比越越小小，或或建建筑筑物物的的长长宽宽比比越越大大时时，单单位位体体积积的的热热损损失失越越大大，即即qvqv值值越大越大。(2) (2) 面积热指标法面积热指标法 建筑物的采暖热负荷可按
7、下式进行计算：建筑物的采暖热负荷可按下式进行计算：Q Qq qf fF F式中：式中：q qf f 建筑物面积热指标建筑物面积热指标(W/m(W/m2 2) )； F F 建筑物的建筑面积建筑物的建筑面积(m(m2 2) )。 面面积积热热指指标标法法简简单单方方便便，在在国国内内外外城城市市集集中中供供热热系系统统规规划划设设计计中中被大量采用。有关数值参见表。被大量采用。有关数值参见表。例如：住宅例如：住宅q qf f为为45-70 W/m45-70 W/m2 2；办公楼；办公楼q qf f为为60-80 W/m60-80 W/m2 2； 食堂食堂q qf f为为115-140 W/m11
8、5-140 W/m2 2 选择时，总建筑面积大，外围护结构热工性能好，窗户面积小，采用较小的指标。选择时，总建筑面积大，外围护结构热工性能好，窗户面积小，采用较小的指标。第三节第三节对流采暖系统对流采暖系统一、热水采暖系统一、热水采暖系统在热水采暖系统中热媒为水。从卫生条件和节能等考虑，在热水采暖系统中热媒为水。从卫生条件和节能等考虑，民用建筑应采用热水作为热媒。热水采暖系统也用在生产厂房及辅助建筑物中。民用建筑应采用热水作为热媒。热水采暖系统也用在生产厂房及辅助建筑物中。(一一)分类分类按循环动力：按循环动力：1自然循环（重力）自然循环（重力）2机械循环机械循环按供、回水方式的不同：按供、回
9、水方式的不同：1.上供下回式上供下回式2.下供下回式下供下回式 3.中供式中供式4.下供上回式下供上回式5.混合式混合式按管道敷设方式：按管道敷设方式：1.垂直式垂直式 2. 水平式水平式按各并联环路水流程的不同：按各并联环路水流程的不同：1. 同程式同程式 2.异程式异程式按温度：按温度：1低温热水供暖系统（小于低温热水供暖系统（小于100） 2高温热水供暖系统高温热水供暖系统按立管数：按立管数：1.单管单管 2.双管双管(二二)自然循环热水供暖系统自然循环热水供暖系统1组成：组成：锅炉，管道，散热器，高位水箱2工作原理：工作原理：这种系统中不设循环水泵，仅靠供、回水的温度差而形成的密度差所
10、产生的压力使水在系统中进行循环。n这种水的循环作用压力称为自然压头自然压头自然压头自然压头。 下面对自然压头进行理论分析，以二层房屋为例：首先假定系统沿程热损失为零，即系统中的热媒仅在锅炉内升温及在散热器内降温。1 1、对于多层建筑，若各层房间的热负荷相同，采用的立、支管相同，、对于多层建筑，若各层房间的热负荷相同，采用的立、支管相同，则流经则流经上上层散热器的流量层散热器的流量多多于实际需要量，流经于实际需要量，流经下下层散热器的层散热器的流量流量少少于实际需要量，这会造成于实际需要量，这会造成上上层房间温度层房间温度偏高偏高，下下层房间层房间温度偏温度偏低低，即，即垂直失调现象垂直失调现象
11、。2 2、由于自然压头很小，为了保证输送所需的流量，系统管径不致过、由于自然压头很小，为了保证输送所需的流量，系统管径不致过大，要求锅炉中心与散热器中心的垂直距离不小于大，要求锅炉中心与散热器中心的垂直距离不小于2.52.53m3m。3 3、在自然循环热水供暖系统中，由于水的流速较小、在自然循环热水供暖系统中，由于水的流速较小0.2m/s0.2m/s），水），水平供水干管可以逆流排气排入膨胀水箱，但要求水平供水干管平供水干管可以逆流排气排入膨胀水箱，但要求水平供水干管必须有向膨胀水箱方向必须有向膨胀水箱方向向上的坡度向上的坡度，且，且不得小于不得小于0.50.5% %1%1%。4 4、因自然压
12、头很小，因而干管长度不宜过长，否则系统的管径就会、因自然压头很小，因而干管长度不宜过长，否则系统的管径就会过大。因此，系统的作用半径过大。因此，系统的作用半径不宜大于不宜大于5050米米。5 5、自然循环热水供暖系统仅能用于有地下室、地坑的一些、自然循环热水供暖系统仅能用于有地下室、地坑的一些较小的独较小的独立的立的建筑。建筑。结结 论论(三三)机械循环热水供暖系统机械循环热水供暖系统机械循环热水采暖系统与自然循环系统的主要区别是在系统中设置了循环水泵，靠水泵提供的机械能使水在系统中循环，1组成：组成：锅炉，管道，水泵，散热器，膨胀水箱，集气罐。1-泵泵 2-供水立管供水立管3-供水干管供水干
13、管4-供水供水 支管支管 5-散热器散热器 6-回水立管回水立管7-回水干管回水干管 8-循环泵循环泵 9-膨胀水箱膨胀水箱10-集气罐集气罐 系统分类：系统分类：1 1、按供水干管位置不同分：、按供水干管位置不同分：n上供下回式、下供下回式、下供上回式等。上供下回式、下供下回式、下供上回式等。2 2、按立管与散热器连接形式不同分：、按立管与散热器连接形式不同分：n双管式、单管式、单双管混合式。双管式、单管式、单双管混合式。3 3、单管式又分为、单管式又分为n垂直单管式和水平单管式。垂直单管式和水平单管式。4 4、单管式按散热器支管与单管连接方式分：、单管式按散热器支管与单管连接方式分：n顺流
14、式和跨越式。顺流式和跨越式。5 5、按通过各立管的循环环路的总长度是否相等分：、按通过各立管的循环环路的总长度是否相等分：n同程式、异程式。同程式、异程式。高层建筑高层建筑供暖特点供暖特点高层民用建筑设计防火规范高层民用建筑设计防火规范（GB 50045-95）：）： 1、10层及层及10层以上的居住建筑层以上的居住建筑 2、建筑高度超过、建筑高度超过24m的公共建筑的公共建筑1972年联合国国际高层建筑会议年联合国国际高层建筑会议 ： 1、916层（最高为层（最高为50米）米） 2、1725层（最高到层（最高到75米）米） 3、2640层（最高到层（最高到100米）米） 4、40层以上（超高
15、层建筑）层以上（超高层建筑）系统分类：系统分类：1 1、分层式供暖系统；、分层式供暖系统；2 2、双线式系统；、双线式系统；3 3、单、双管混合式系统、单、双管混合式系统。另：另： 高层建筑热水供暖系统高层建筑热水供暖系统二、蒸汽供暖系统二、蒸汽供暖系统（一）蒸汽供暖的特点（一）蒸汽供暖的特点1 1、蒸汽供暖是以水蒸气为热媒，水蒸气在散热器中进行相变（凝结）、蒸汽供暖是以水蒸气为热媒，水蒸气在散热器中进行相变（凝结）放出放出汽化潜热汽化潜热，由于汽化潜热（，由于汽化潜热（2500 2500 kJ / kgkJ / kg）比水的温降放热量）比水的温降放热量（1.841.84t kJ/kgt kJ
16、/kg） 要大得多。所以：要大得多。所以： a a、对于流入散热器的、对于流入散热器的过热蒸汽或饱和蒸汽过热蒸汽或饱和蒸汽及流出及流出 散热器的过冷凝水或饱和凝水，都可近似认为散热器的过冷凝水或饱和凝水，都可近似认为 其其放热量等于放热量等于汽化潜热汽化潜热。 b b、对于同样热负荷、对于同样热负荷蒸汽供暖所需的蒸汽流量要比蒸汽供暖所需的蒸汽流量要比 热水供暖所需的热水流量热水供暖所需的热水流量小小得多。得多。2 2、蒸汽的比容是热水的比容的数百倍，因此蒸汽在管中的流速通常、蒸汽的比容是热水的比容的数百倍，因此蒸汽在管中的流速通常采用比热水高得多的数值，但阻力损失较小。采用比热水高得多的数值，
17、但阻力损失较小。3 3、蒸汽的密度小，不会产生很大静压力（相对应于热水的分层供暖）、蒸汽的密度小，不会产生很大静压力（相对应于热水的分层供暖）二、蒸汽供暖系统二、蒸汽供暖系统（二）蒸汽供暖系统的（二）蒸汽供暖系统的分类分类1 1、按蒸汽压力分：按蒸汽压力分： 高压高压蒸汽蒸汽供暖系统（供暖系统（ 1.7x101.7x105 5 Pa Pa） 低压低压蒸汽蒸汽供暖系统（供暖系统（ 1.7x10 1.7x105 5 Pa Pa） 真空真空蒸汽蒸汽供暖系统（供暖系统（ 1.0x101.0x105 5 Pa Pa）2 2、按蒸汽干管布置的不同分：、按蒸汽干管布置的不同分： 上供下回式、下供下回式上供下
18、回式、下供下回式3 3、按立管布置的特点分：单管式、双管式、按立管布置的特点分：单管式、双管式n目前国内绝大多数蒸汽采暖采用双管式。目前国内绝大多数蒸汽采暖采用双管式。4 4、按回水动力的不同分：重力回水、机械回水、按回水动力的不同分：重力回水、机械回水n高压蒸汽采暖系统采用机械回水方式。高压蒸汽采暖系统采用机械回水方式。第四节第四节辐射采暖系统辐射采暖系统 散热器采暖是多年来建筑物内常见的一种采暖形式。散热器采暖是多年来建筑物内常见的一种采暖形式。 散热器主要是靠对流方式向室内散热，对流散热量占总散散热器主要是靠对流方式向室内散热，对流散热量占总散热量的热量的5050以上。以上。 而而辐射采
19、暖辐射采暖是利用建筑物内部顶棚、墙面、地面或其它表是利用建筑物内部顶棚、墙面、地面或其它表面进行供暖的系统。辐射采暖系统主要靠辐射散热方式向房间面进行供暖的系统。辐射采暖系统主要靠辐射散热方式向房间供应热量，其辐射散热量占总散热量的供应热量，其辐射散热量占总散热量的5050以上。以上。辐射供暖特点（与对流采暖相比）辐射供暖特点（与对流采暖相比）辐射供暖特点（与对流采暖相比）辐射供暖特点（与对流采暖相比）1.1.具有最佳的舒适感具有最佳的舒适感2.2. 辐射供暖在辐射强度和环境温度的双重作用下，造成了真辐射供暖在辐射强度和环境温度的双重作用下，造成了真正符合人体散热要求的热状态。正符合人体散热要
20、求的热状态。2.2.室内空气温度低室内空气温度低3.3. 辐射供暖人体受到辐射照度和环境温度的综合作用，因而辐射供暖人体受到辐射照度和环境温度的综合作用，因而人体所感觉的温度要比室内实际的空气环境温度高人体所感觉的温度要比室内实际的空气环境温度高2 233。3.3.设计热负荷小设计热负荷小 沿房间的垂直方向温度分布均匀，即温度梯度小沿房间的垂直方向温度分布均匀，即温度梯度小 ；辐射供暖房；辐射供暖房间的设计温度比对流供暖低间的设计温度比对流供暖低 。4.4.卫生条件好卫生条件好 辐射供暖减少了对流散热量，加之竖直方向的温度分布均匀，使辐射供暖减少了对流散热量，加之竖直方向的温度分布均匀，使得室
21、内空气的流动速度降低，减少了上升气流带尘量。得室内空气的流动速度降低，减少了上升气流带尘量。5.低温辐射供暖系统还具有节能、保温、热稳定性好、不占室内面积、低温辐射供暖系统还具有节能、保温、热稳定性好、不占室内面积、使用广泛等优点。使用广泛等优点。6.造价高，运行费用也比较高。几乎不用维修，一旦损坏，影响巨大。造价高，运行费用也比较高。几乎不用维修，一旦损坏，影响巨大。（5 5） 散热器布置散热器布置散热器布置应符合下列规定：散热器布置应符合下列规定： 散热器宜布置在房间内靠外墙一侧，有外窗时应散热器宜布置在房间内靠外墙一侧，有外窗时应安装在窗台下。如遇玻璃幕墙、落地窗等，造成安装安装在窗台下
22、。如遇玻璃幕墙、落地窗等，造成安装有困难时，也可安装在内墙上，不影响散热。有困难时，也可安装在内墙上，不影响散热。 由于热空气上升的原因，楼梯间的散热器应尽量由于热空气上升的原因，楼梯间的散热器应尽量布置在底层布置在底层 门斗和双层外门之间不应布置散热器，以防冻裂门斗和双层外门之间不应布置散热器，以防冻裂 公共建筑楼梯间或有回马廊的大厅，散热器应尽公共建筑楼梯间或有回马廊的大厅，散热器应尽量布置在底层；若散热器数量过多，底层无法布置时，量布置在底层；若散热器数量过多，底层无法布置时，可按比例布置在其他层。住宅楼梯间一般不设置散热可按比例布置在其他层。住宅楼梯间一般不设置散热器器 散热器一般采用
23、明装；对房间装修和卫生要求较高时才加散热器一般采用明装；对房间装修和卫生要求较高时才加挡板或网罩等暗装，暗装时装饰罩应有合理的气流通道、挡板或网罩等暗装，暗装时装饰罩应有合理的气流通道、足够的通道面积，以提高散热器散热效果，并方便维修。足够的通道面积，以提高散热器散热效果，并方便维修。 幼儿园的散热器必须暗装或加防护罩。幼儿园的散热器必须暗装或加防护罩。 片式组对散热器的组装片数不宜超过下列要求片式组对散热器的组装片数不宜超过下列要求 上层上层2020片（长度小于或等于片（长度小于或等于1200 mm1200 mm）底层底层2525片（长度小于或等于片（长度小于或等于1500 mm1500 m
24、m）如片数过多时，可分组串接，串接管径应大于或等于如片数过多时，可分组串接，串接管径应大于或等于25 25 mmmm，分组串接的散热器不宜超过，分组串接的散热器不宜超过2 2组。组。 垂直单、双管采暖系统，同一房间的两组散热器可串联连垂直单、双管采暖系统，同一房间的两组散热器可串联连接，贮藏室、盥洗室、厕所和厨房等辅助房间及走廊的散接，贮藏室、盥洗室、厕所和厨房等辅助房间及走廊的散热器可与邻室串联连接。热器可与邻室串联连接。 有冻结危险的楼梯间或其他有冻结危险的场所，应由单独有冻结危险的楼梯间或其他有冻结危险的场所，应由单独的立、支管供暖。散热器前不得设调节阀。的立、支管供暖。散热器前不得设调节阀。 安装在装饰罩内的恒温阀必须采用外置传感器。安装在装饰罩内的恒温阀必须采用外置传感器。
