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《建筑设备》课件—第2章建筑采暖系统,45页_图文

第2章 建筑采暖系统
2.1 采暖系统的分类、组成 2.2 热水采暖系统 23.3 蒸汽采暖系统 2.4 辐射采暖系统 23.5 采暖系统主要设备 2.7 采暖施工图识读

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1

2.1 采暖系统的组成与分类

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为何采暖?

冬季室外气温较低,室内热量会通过围护结构传 热到室外,为使室内保持所需温度,必须向室内供 给相应的热量。

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历史遗留问题
? 新中国成立后,我国开始对寒冷地区集中供暖。采暖地区的选择是历年月平均温度低于或等于5℃的天气 超过90天的华北、东北、西北地区,供暖的分界线则是秦岭—淮河线。
近年来,随着 地球气候的变化, 雨雪分界线推到了 长江以南,经常造 成南方多个省市低 温雨雪冰冻天气。 再加上南方雨水偏 多、湿度大,有时 看起来只有零摄氏 度上下的气温,其 实比北方干冷的零 下五摄氏度、甚至 零下十摄氏度都要 难熬。
因为没有集中 供暖,目前南方城 市一般使用空调和 电暖气来过冬。不 利于节能减排。
3

2.1 采暖系统的组成与原理、分类

94

2.1.1 采暖系统的组成 所有采暖系统均由以下三个主要部分组成: (1)热源 如锅炉房等,使燃料燃烧产生热。

(2)散热设备 如散热器、辐射板等,散热量至空间。

(3)供热管道 指热源和散热设备之间的连接管道, 将热媒输送到各个散热设备。

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2.1 采暖系统的组成与原理、分类

95

图2-1所示的热水采暖系统表示出了热源、输热管道和散热设备

三个主要部分之间的关系。

图2-1 热水采暖系统示意图 5

2.5.1 散热器 110

2.5.2 暖风机

112

由吸风口、风机、空气加热器和送风口等联合构成的通风供暖联合机组。

正面

背面

2.5.3 钢制辐射板

112

2.1 采暖系统的组成与原理、分类

95

2.1.2 采暖系统的分类 1 按设备相对位置分类(或根据作用范围的不同)
(1) 局部采暖系统 热源、热网、散热器三部分在构造上合在一起,如 火炉采暖、燃气采暖、电热采暖、简易散热器采暖。

(2) 集中采暖系统 热源和散热设备分别设置,用热网相连接,热源集 中向各个房间或建筑物供给热量。

(3) 区域采暖系统 以区域性锅炉房作为热源,供一个区域许多建筑物 采暖。
9

2.1 采暖系统的组成与原理、分类

95

2.1.2 采暖系统的分类

2 按热媒种类分类
(1) 热水采暖系统 以热水为热媒的采暖系统,主要 应用于民用建筑。
(2) 蒸汽采暖系统 以水蒸汽为热媒的采暖系统,主 要应用于工业建筑。
(3) 热风采暖系统 以热空气为热媒的采暖系统,主 要应用于大型工业车间。
(4) 烟气采暖系统 以高温烟气为热媒的采暖系统, 主要应用于北方广大村镇。

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2.2 热水采暖系统

(1)热水采暖系统:

95

特点:热能利用率高,输送时无效热损失较小;散热设备不易腐蚀,使 用周期长;散热设备表面温度低,符合卫生要求;系统操作方便, 运行安全,易于实现供水温度的集中调节;系统蓄热能力高,散热 均匀,适于远距离输送。

分类:
1)按系统循环动力的不同分为自然循环系统和机械循环系统。
① 自然循环系统靠供回水的密度差进行循环,作用压力小,目前在集中式 采暖中很少采用;
② 机械循环系统靠机械动力(水泵)进行循环,作用压力大,目前在集中式 采暖中较多采用。
2)按热媒温度的不同分为 低温系统和高温系统。
低温系统的供水温度为95℃,回水温度为70℃; 高温系统的供水温度多采用120~130℃,回水温度为70~80℃。
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2.2 热水采暖系统
2.2.1 自然循环热水采暖系统

设P1和P2分别表示A-A断面右侧和左侧的水柱压 力,则

P1=g(h0ρh+hρh+h1ρg)

P2=g(h0ρh+hρg+h1ρg)
断面A—A两侧之差值,即系统的循环作用压力为

ΔP=P1-P2=gh(ρh-ρg)

(2-1)

由式(2-1)可见,起循环作用的只有散热器中心

和锅炉中心之间这段高度内的水密度差。

P96

例如:供回水温度为95℃/70℃,则每米高差可产

P2

P1

生的作用压力为:

gh(ρh-ρg)=9.81×1.0 × (977.81-961.92) =156(KPa)

图2-3 自然循环热水采暖系统工作原理图

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2.2 热水采暖系统

2.2.2 机械循环热水采暖系统

P97

机械循环与自然循环区别: 设置了循环水泵

图2-5 机械循环双管上供下回式热水采暖系统

13

2.2 热水采暖系统 P106

2.2.2 机械循环热水采暖系统

P97

系统中的水在锅炉中被加热到所需的温度, 用循环水泵作动力,沿供水管流入各用户, 散热后回水沿水管返回锅炉,水不断地在系 统中循环流动。
膨胀水箱设在系统最高点处,用以接纳水 因受热后膨胀的体积。这样可使整个系统在 正压下工作,保证系统中的水不致汽化,避 免了因水汽化而断水的现象。
系统中水流的速度常常超过了自水中分离 出来的空气气泡的浮升速度。为了使气泡不 致被带入立管,在供水干管内要使气泡随着 水流方向流动,应按水流方向设上升坡度。 气泡聚集到系统的最高点,通过在最高点设 排气装置,将空气排至系统以外。
供水及回水干管的坡度根据设计规范 i≥0.002规定,一般取i=0.003,回水干管的坡 向要求与自然循环系统相同,目的是使系统 内的水能全部排出。
有以下几种主要形式:
图2-5 机械循环双管上供下回式热水采暖系统

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2.2 热水采暖系统

2.2.2 机械循环热水采暖系统

P97

1 机械循环双管上供下回式 热水采暖系统
图2-5所示该系统与每组散热 器连接的立管均为两根,热 水平行地分配给所有散热器, 散热器流出的回水直接流回 锅炉。
由图可见,供水干管布置在 所有散热器上方,而回水干 管布置在所有散热器下方, 所以叫上供下回式。

图2-5 机械循环双管上供下回式热水采暖系统
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2.2 热水采暖系统

2 机械循环下供下回式双管系统 系统的供水和回水干管都敷设在底层散热器下面,特点:

P98

(1) 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。
(2) 在施工中,每安装好一层散热器即可采暖,给冬季施工带来很大方便。 免得为了冬季施工的需要,特别装置临时供暖设备。

(3) 排除空气比较困难。

图2-6 机械循环双管下供下回式热水采暖系统

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2.2 热水采暖系统

3 机械循环中供式热水采暖系统(图2-7)

P98

从系统总立管引出的水平供水干管敷设在系统的中部,下部系统为上

供下回式,上部系统可采用下供下回式。中供式系统可用于原有建筑物

加建楼层或上部建筑面积小于下部建筑面积的场合。

图2-7 机械循环中供式热水采暖系统

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2.2 热水采暖系统

4 机械循环下供上回式(倒流式)采暖系统

P98

该系统的供水干管设在所有散热器设备的下面,回水干管设在所有散

热器上面,膨胀水箱连接在回水干管上。回水经膨胀水箱流回锅炉房,

再被循环水泵送入锅炉,如图2-8所示。

图2-8 机械循环下供上回

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2.2 热水采暖系统

5 同程式系统与异程式系统

P99

若一个热水采暖系统中各循环环路的热水流程长短基本相等,称为同程式,

相差很多时,称为异程式。

在较大的建筑物内宜采用同程系统。

图2-10 同程式

图2-9 异程式
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2.2 热水采暖系统

6 水平式系统

P101

水平式系统如图所示(图2-13,2-14),其连接方式有两种。

图2-13 水平单管顺流式系统

图2-14 水平单管跨越式系统

1-放气阀; 2-空气管

水平跨越式系统多用于大面积、多层民用和公共建筑。
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2.2 热水采暖系统 结束
21

2.3 蒸汽采暖系统
2.3.1 蒸汽采暖系统的工作原理与分类
水在锅炉中被加热成具有一定压力 和温度的蒸汽,蒸汽靠自身压力作用 通过管道流入散热器内,在散热器内 放出热量后,蒸汽变成凝结水,凝结 水靠重力经疏水器(阻汽疏水)后沿凝 结水管道返回凝结水池内,再由凝结 水泵送入锅炉重新被加热变成蒸汽。
疏水器:
?自动迅速地排出用热设备及管道中的凝水; ?阻止蒸汽逸漏

P102

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2.3 蒸汽采暖系统
2.3.1 蒸汽采暖系统的工作原理与分类
蒸汽采暖系统按照供汽压力的大小,可以分为三类:
(1)供汽的表压力高于70kPa时,称为高压蒸汽采暖; (2)供汽的表压力等于或低于70kPa时,称为低压蒸汽采暖; (3)当系统中的压力低于大气压力时,称为真空蒸汽采暖。

P102

70kPa =0.7个大气压

图2-15 双管上供下回式蒸汽采暖系统

2.3 蒸汽采暖系统
2.3.1 蒸汽采暖系统的工作原理与分类
1 双管上供下回式
图2-15所示是双管 上供下回式系统,该系 统是低压蒸汽采暖系统 常用的一种形式。

P102

水泵
图2-15 双管上供下回式蒸汽采暖系统 24

2.2.23.3低蒸压汽蒸汽采采暖暖系系统统

2.3.1 蒸汽采暖系统的工作原理与分类

P102

2 双管下供下回式

该系统室内蒸汽干管与凝结水干管 同时敷设在地下室或特设地沟中。

在室内蒸汽干管的末端设置疏水器 以排除管内沿途凝结水。

但该系统供汽立管中凝结水与蒸汽

逆向流动,运行时容易产生噪声,特 别是系统开始运行时,因凝结水较多,

0.005

容易发生水击现象。

图2-16 双管上供下回式蒸汽采暖系统

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2.3 蒸汽采暖系统
2.3.1 蒸汽采暖系统的工作原理与分类
3 双管中供式(图2-17)
若多层建筑顶层或顶棚 下不便设置蒸汽干管时, 可采用中供式系统。

P103


图2-17 双管中供式 26

2.3 蒸汽采暖系统
2.3.1 蒸汽采暖系统的工作原理与分类
4 单管上供下回式(图2-18)
该系统采用单根立管,可节 省管材,蒸汽与凝结水同向流 动,不易发生水击现象. 但低层散热器易被凝结水充 满,散热器内的空气无法通过 凝结水干管排除。

P103

图2-18 单管上供下回式 27

2.3 蒸汽采暖系统

2.3.2 高压蒸汽采暖系统

P103

与低压蒸汽供暖相比,高压蒸汽供暖特点:

(1) 高压蒸汽供气压力高,流速大,系统作用半径大.
(2) 散热器内蒸汽压力高,散热器表面温度高。因此,对同样的热负 荷所需散热面积较小,但易烫伤人,易烧焦落在散热器上面的有机灰尘发 出难闻的气味,安全条件与卫生条件较差。
(3) 凝结水温度也高。 多用在有高压蒸汽热源的工厂里。

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2.3 蒸汽采暖系统
2.3.2 高压蒸汽采暖系统

P104

图2-19 高压蒸汽室内供暖系统示意图

Back
29

2.3 蒸汽采暖系统

2.3.2 高压蒸汽采暖系统

P104

图2-20 上供上回式高压蒸汽供暖系统图

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30

2.3 蒸汽采暖系统
2.3.3 蒸汽采暖系统和一般热水采暖系统的比较

P104

(1)蒸汽采暖系统中散热器内热媒的温度等于或高 于100℃,一般热水采暖系统中的热媒温度是95℃。 所以,蒸汽采暖系统所需要的散热器片数要少于热水 采暖系统。在管路造价方面,蒸汽采暖系统也比热水 采暖系统要少。

(2)蒸汽采暖系统管道内壁的氧化腐蚀要比热水采 暖系统快,使用寿命短。
31

2.3 蒸汽采暖系统

P105

(3) 在高层建筑采暖时,蒸汽采暖系统不会产生 很大静水压力,不会压破最底层的散热器。

(4) 真空蒸汽采暖系统要求的严密度很高,并需 要有抽气设备。

(5) 蒸汽采暖系统的热惰性小,即系统的加热和 冷却过程都很快,它适用于间歇供暖、迅速供热的 场所,如大剧院、会议室、工业车间等。

(6)蒸汽采暖系统的散热器表面温度高,易使有机 灰尘剧烈升华,对卫生不利。热水采暖系统的散热 器表面温度低,供热均匀;

32

P97
2.3 蒸汽采暖系统 结束
33

2.4 辐射采暖系统

2.4.1 辐射采暖分类

P105

利用以辐射热为主要传热方式的辐射板作为采暖设备的一种采暖方式。

根据辐射体表面温度的不同,辐射采暖可分为: ?(1)当辐射体表面温度小于80度时称为低温辐射采暖。 ? 结构形式是把加热管(或其他发热体)直接埋设在建筑构件内而形成散热面。
?(2)当辐射采暖温度在80~200度时称为中温辐射采暖。 ? 通常是用钢板和小管径的钢管制成矩形块状或带状散热板。
?(3)当辐射体表面温度高于500度时称为高温辐射采暖。 ? 燃气红外辐射器、电红外线辐射器等,均为高温辐射散热设备。

34

2.4 辐射采暖系统

2.4.2 辐射采暖的热媒

P105

根据所用热媒的不同,分为:

① 低温热水式:热媒水温度低于100℃ ② 高温热水式:热媒水温度等于或高于100℃; ③ 蒸汽式:热媒为高压或低压蒸汽; ④ 热风式:以加热后的空气作为热媒; ⑤ 电热式:以电热元件加热特定表面或直接发热; ⑥ 燃气式:通过燃烧可燃气体或液体经特制的辐射器发射红外线。

目前,应用最广的是低温热水辐射采暖。

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2.4 辐射采暖系统

2.4.3 低温辐射采暖

P105

图2-21 低温热水地板辐射采暖地面做法示意图 36

2.4 辐射采暖系统

2.4.3 低温辐射采暖

P105

图2-22 低温热水辐射采暖系统地面分层实物图 37

2.4 辐射采暖系统

2.4.3 低温辐射采暖

P106

图2-24 集水器、分水器现场安装图
38

2.4 辐射采暖系统
2.4.3 低温辐射采暖
P107

图2-25 低温热水地板辐射采暖环路布置图

平行盘管

回行盘管

图2-27 低温热水地板辐射采暖环路布置形式

S形盘管
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2.4 辐射采暖系统
2.4.3 低温辐射采暖
图2-28 低温电热膜采暖顶板安装示意图

P107

图2-30 低温发热电缆敷设采暖安装示意图
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2.4 辐射采暖系统
2.4.4 中温辐射采暖(钢制辐射板)

P108-109

带状辐射板在厂房中的应用

带状辐射板在体育场中的应用 41

2.4 辐射采暖系统

P108-109

2.4.5 高温辐射采暖(利用电、燃气红外线辐射热)

图2-32 石英管辐射器

图2-33 燃气红外线辐射器构造图
1-调节板;2-混合室;3-喷嘴;4-扩压管; 5-多孔陶瓷板;6-气流分配板;7-外壳

the end of chapter
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