1、1,94-135,第2章 建筑采暖系統(tǒng),2,冬季室外氣溫較低，室內(nèi)熱量會(huì)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱到室外，為使室內(nèi)保持所需溫度，必須向室內(nèi)供給相應(yīng)的熱量。,2.1 采暖系統(tǒng)的組成與分類,94,3,歷史遺留問(wèn)題,新中國(guó)成立后，我國(guó)開(kāi)始對(duì)寒冷地區(qū)集中供暖。采暖地區(qū)的選擇是歷年月平均溫度低于或等于5的天氣超過(guò)90天的華北、東北、西北地區(qū)，供暖的分界線則是秦嶺淮河線。,近年來(lái)，隨著地球氣候的變化，雨雪分界線推到了長(zhǎng)江以南，經(jīng)常造成南方多個(gè)省市低溫雨雪冰凍天氣。再加上南方雨水偏多、濕度大，有時(shí)看起來(lái)只有零攝氏度上下的氣溫，其實(shí)比北方干冷的零下五攝氏度、甚至零下十?dāng)z氏度都要難熬。 因?yàn)闆](méi)有集中供暖，目前南方城市一般

2、使用空調(diào)和電暖氣來(lái)過(guò)冬。不利于節(jié)能減排。,4,所有采暖系統(tǒng)均由以下三個(gè)主要部分組成： （1）熱源 如鍋爐房等，使燃料燃燒產(chǎn)生熱。 （2）散熱設(shè)備 如散熱器、輻射板等，散熱量至空間。 （3）供熱管道 指熱源和散熱設(shè)備之間的連接管道，將熱媒輸送到各個(gè)散熱設(shè)備。,2.1 采暖系統(tǒng)的組成與原理、分類,94,5,2.1 采暖系統(tǒng)的組成與原理、分類,圖2-1所示的熱水采暖系統(tǒng)表示出了熱源、輸熱管道和散熱設(shè)備三個(gè)主要部分之間的關(guān)系。,95,110,2.5.1 散熱器,112,2.5.2 暖風(fēng)機(jī),正面,背面,由吸風(fēng)口、風(fēng)機(jī)、空氣加熱器和送風(fēng)口等聯(lián)合構(gòu)成的通風(fēng)供暖聯(lián)合機(jī)組。,112,2.5.3 鋼制輻射板,9,

3、1按設(shè)備相對(duì)位置分類（或根據(jù)作用范圍的不同） （1） 局部采暖系統(tǒng) 熱源、熱網(wǎng)、散熱器三部分在構(gòu)造上合在一起，如火爐采暖、燃?xì)獠膳?、電熱采暖、?jiǎn)易散熱器采暖。 （2） 集中采暖系統(tǒng) 熱源和散熱設(shè)備分別設(shè)置，用熱網(wǎng)相連接，熱源集中向各個(gè)房間或建筑物供給熱量。 （3） 區(qū)域采暖系統(tǒng) 以區(qū)域性鍋爐房作為熱源，供一個(gè)區(qū)域許多建筑物采暖。,2.1 采暖系統(tǒng)的組成與原理、分類,95,10,2按熱媒種類分類 （1） 熱水采暖系統(tǒng) 以熱水為熱媒的采暖系統(tǒng)，主要應(yīng)用于民用建筑。 （2） 蒸汽采暖系統(tǒng) 以水蒸汽為熱媒的采暖系統(tǒng)，主要應(yīng)用于工業(yè)建筑。 （3） 熱風(fēng)采暖系統(tǒng) 以熱空氣為熱媒的采暖系統(tǒng)，主要應(yīng)用于大型工

4、業(yè)車間。 （4） 煙氣采暖系統(tǒng) 以高溫?zé)煔鉃闊崦降牟膳到y(tǒng)，主要應(yīng)用于北方廣大村鎮(zhèn)。,2.1 采暖系統(tǒng)的組成與原理、分類,95,11,1）按系統(tǒng)循環(huán)動(dòng)力的不同分為自然循環(huán)系統(tǒng)和機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)。 自然循環(huán)系統(tǒng)靠供回水的密度差進(jìn)行循環(huán)，作用壓力小，目前在集中式采暖中很少采用； 機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)靠機(jī)械動(dòng)力(水泵)進(jìn)行循環(huán)，作用壓力大，目前在集中式采暖中較多采用。,2.2 熱水采暖系統(tǒng),（1）熱水采暖系統(tǒng)：,95,2）按熱媒溫度的不同分為 低溫系統(tǒng)和高溫系統(tǒng)。 低溫系統(tǒng)的供水溫度為95，回水溫度為70； 高溫系統(tǒng)的供水溫度多采用120130，回水溫度為7080。,特點(diǎn)：熱能利用率高，輸送時(shí)無(wú)效熱損失較??；散

5、熱設(shè)備不易腐蝕，使用周期長(zhǎng)；散熱設(shè)備表面溫度低，符合衛(wèi)生要求；系統(tǒng)操作方便，運(yùn)行安全，易于實(shí)現(xiàn)供水溫度的集中調(diào)節(jié)；系統(tǒng)蓄熱能力高，散熱均勻，適于遠(yuǎn)距離輸送。,分類：,12,設(shè)P1和P2分別表示A-A斷面右側(cè)和左側(cè)的水柱壓力，則 P1=g(h0h+hh+h1g) P2=g(h0h+hg+h1g) 斷面AA兩側(cè)之差值，即系統(tǒng)的循環(huán)作用壓力為 P=P1-P2=gh(h-g) (2-1) 由式（2-1）可見(jiàn)，起循環(huán)作用的只有散熱器中心和鍋爐中心之間這段高度內(nèi)的水密度差。 例如：供回水溫度為95/70，則每米高差可產(chǎn)生的作用壓力為： gh(h-g)=9.811.0 (977.81-961.92) =15

6、6(KPa),2.2 熱水采暖系統(tǒng),圖2-3 自然循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)工作原理圖,P2,P1,P96,13,機(jī)械循環(huán)與自然循環(huán)區(qū)別： 設(shè)置了循環(huán)水泵,2.2 熱水采暖系統(tǒng),P97,圖2-5 機(jī)械循環(huán)雙管上供下回式熱水采暖系統(tǒng),14,系統(tǒng)中的水在鍋爐中被加熱到所需的溫度，用循環(huán)水泵作動(dòng)力，沿供水管流入各用戶，散熱后回水沿水管返回鍋爐，水不斷地在系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)。 膨脹水箱設(shè)在系統(tǒng)最高點(diǎn)處，用以接納水因受熱后膨脹的體積。這樣可使整個(gè)系統(tǒng)在正壓下工作，保證系統(tǒng)中的水不致汽化，避免了因水汽化而斷水的現(xiàn)象。 系統(tǒng)中水流的速度常常超過(guò)了自水中分離出來(lái)的空氣氣泡的浮升速度。為了使氣泡不致被帶入立管，在供水干管內(nèi)要

7、使氣泡隨著水流方向流動(dòng)，應(yīng)按水流方向設(shè)上升坡度。氣泡聚集到系統(tǒng)的最高點(diǎn)，通過(guò)在最高點(diǎn)設(shè)排氣裝置，將空氣排至系統(tǒng)以外。 供水及回水干管的坡度根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范i0.002規(guī)定，一般取i=0.003，回水干管的坡向要求與自然循環(huán)系統(tǒng)相同，目的是使系統(tǒng)內(nèi)的水能全部排出。 有以下幾種主要形式:,2.2 熱水采暖系統(tǒng) P106,P97,圖2-5 機(jī)械循環(huán)雙管上供下回式熱水采暖系統(tǒng),15,1機(jī)械循環(huán)雙管上供下回式熱水采暖系統(tǒng) 圖2-5所示該系統(tǒng)與每組散熱器連接的立管均為兩根，熱水平行地分配給所有散熱器，散熱器流出的回水直接流回鍋爐。 由圖可見(jiàn)，供水干管布置在所有散熱器上方，而回水干管布置在所有散熱器下方，所以叫

8、上供下回式。,2.2 熱水采暖系統(tǒng),P97,圖2-5 機(jī)械循環(huán)雙管上供下回式熱水采暖系統(tǒng),16,2機(jī)械循環(huán)下供下回式雙管系統(tǒng) 系統(tǒng)的供水和回水干管都敷設(shè)在底層散熱器下面，特點(diǎn)： （1） 在地下室布置供水干管，管路直接散熱給地下室，無(wú)效熱損失小。 （2） 在施工中，每安裝好一層散熱器即可采暖，給冬季施工帶來(lái)很大方便。免得為了冬季施工的需要，特別裝置臨時(shí)供暖設(shè)備。 （3） 排除空氣比較困難。,2.2 熱水采暖系統(tǒng),P98,圖2-6 機(jī)械循環(huán)雙管下供下回式熱水采暖系統(tǒng),17,3機(jī)械循環(huán)中供式熱水采暖系統(tǒng)(圖2-7) 從系統(tǒng)總立管引出的水平供水干管敷設(shè)在系統(tǒng)的中部，下部系統(tǒng)為上供下回式，上部系統(tǒng)可采用

9、下供下回式。中供式系統(tǒng)可用于原有建筑物加建樓層或上部建筑面積小于下部建筑面積的場(chǎng)合。,2.2 熱水采暖系統(tǒng),P98,圖2-7 機(jī)械循環(huán)中供式熱水采暖系統(tǒng),18,4機(jī)械循環(huán)下供上回式（倒流式）采暖系統(tǒng) 該系統(tǒng)的供水干管設(shè)在所有散熱器設(shè)備的下面，回水干管設(shè)在所有散熱器上面，膨脹水箱連接在回水干管上?；厮?jīng)膨脹水箱流回鍋爐房，再被循環(huán)水泵送入鍋爐，如圖2-8所示。,2.2 熱水采暖系統(tǒng),P98,圖2-8 機(jī)械循環(huán)下供上回,19,2.2 熱水采暖系統(tǒng),5同程式系統(tǒng)與異程式系統(tǒng) 若一個(gè)熱水采暖系統(tǒng)中各循環(huán)環(huán)路的熱水流程長(zhǎng)短基本相等，稱為同程式，相差很多時(shí)，稱為異程式。 在較大的建筑物內(nèi)宜采用同程系統(tǒng)。,

10、圖2-10 同程式,圖2-9 異程式,P99,20,6水平式系統(tǒng) 水平式系統(tǒng)如圖所示（圖2-13,2-14），其連接方式有兩種。,2.2 熱水采暖系統(tǒng),圖2-13 水平單管順流式系統(tǒng) 圖2-14 水平單管跨越式系統(tǒng)1-放氣閥； 2-空氣管,P101,水平跨越式系統(tǒng)多用于大面積、多層民用和公共建筑。,21,2.2 熱水采暖系統(tǒng) 結(jié)束,22,2.3 蒸汽采暖系統(tǒng),水在鍋爐中被加熱成具有一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽靠自身壓力作用通過(guò)管道流入散熱器內(nèi)，在散熱器內(nèi)放出熱量后，蒸汽變成凝結(jié)水，凝結(jié)水靠重力經(jīng)疏水器(阻汽疏水)后沿凝結(jié)水管道返回凝結(jié)水池內(nèi)，再由凝結(jié)水泵送入鍋爐重新被加熱變成蒸汽。,P102,疏

11、水器： 自動(dòng)迅速地排出用熱設(shè)備及管道中的凝水； 阻止蒸汽逸漏,蒸汽采暖系統(tǒng)按照供汽壓力的大小，可以分為三類： （1）供汽的表壓力高于70kPa時(shí)，稱為高壓蒸汽采暖； （2）供汽的表壓力等于或低于70kPa時(shí)，稱為低壓蒸汽采暖； （3）當(dāng)系統(tǒng)中的壓力低于大氣壓力時(shí)，稱為真空蒸汽采暖。,2.3 蒸汽采暖系統(tǒng),70kPa =0.7個(gè)大氣壓,圖2-15 雙管上供下回式蒸汽采暖系統(tǒng),P102,24,1雙管上供下回式 圖2-15所示是雙管上供下回式系統(tǒng)，該系統(tǒng)是低壓蒸汽采暖系統(tǒng)常用的一種形式。,2.3 蒸汽采暖系統(tǒng),圖2-15 雙管上供下回式蒸汽采暖系統(tǒng),水泵,P102,25,2雙管下供下回式 該系統(tǒng)室內(nèi)

12、蒸汽干管與凝結(jié)水干管同時(shí)敷設(shè)在地下室或特設(shè)地溝中。 在室內(nèi)蒸汽干管的末端設(shè)置疏水器以排除管內(nèi)沿途凝結(jié)水。 但該系統(tǒng)供汽立管中凝結(jié)水與蒸汽逆向流動(dòng)，運(yùn)行時(shí)容易產(chǎn)生噪聲，特別是系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，因凝結(jié)水較多，容易發(fā)生水擊現(xiàn)象。,2.3 蒸汽采暖系統(tǒng),0.005,圖2-16 雙管上供下回式蒸汽采暖系統(tǒng),P102,26,3雙管中供式(圖2-17) 若多層建筑頂層或頂棚下不便設(shè)置蒸汽干管時(shí),可采用中供式系統(tǒng)。,2.3 蒸汽采暖系統(tǒng),圖2-17 雙管中供式,圖,P103,27,4單管上供下回式(圖2-18) 該系統(tǒng)采用單根立管，可節(jié)省管材，蒸汽與凝結(jié)水同向流動(dòng)，不易發(fā)生水擊現(xiàn)象. 但低層散熱器易被凝結(jié)水充滿

13、，散熱器內(nèi)的空氣無(wú)法通過(guò)凝結(jié)水干管排除。,2.3 蒸汽采暖系統(tǒng),圖2-18 單管上供下回式,P103,28,與低壓蒸汽供暖相比，高壓蒸汽供暖特點(diǎn)： （1） 高壓蒸汽供氣壓力高，流速大，系統(tǒng)作用半徑大. （2） 散熱器內(nèi)蒸汽壓力高，散熱器表面溫度高。因此，對(duì)同樣的熱負(fù)荷所需散熱面積較小,但易燙傷人，易燒焦落在散熱器上面的有機(jī)灰塵發(fā)出難聞的氣味，安全條件與衛(wèi)生條件較差。 （3） 凝結(jié)水溫度也高。 多用在有高壓蒸汽熱源的工廠里。,2.3 蒸汽采暖系統(tǒng),P103,29,2.3 蒸汽采暖系統(tǒng),圖2-19 高壓蒸汽室內(nèi)供暖系統(tǒng)示意圖,P104,30,2.3 蒸汽采暖系統(tǒng),圖2-20 上供上回式高壓蒸汽供暖

14、系統(tǒng)圖,P104,31,（1）蒸汽采暖系統(tǒng)中散熱器內(nèi)熱媒的溫度等于或高于100，一般熱水采暖系統(tǒng)中的熱媒溫度是95。所以，蒸汽采暖系統(tǒng)所需要的散熱器片數(shù)要少于熱水采暖系統(tǒng)。在管路造價(jià)方面，蒸汽采暖系統(tǒng)也比熱水采暖系統(tǒng)要少。 （2）蒸汽采暖系統(tǒng)管道內(nèi)壁的氧化腐蝕要比熱水采暖系統(tǒng)快，使用壽命短。,2.3 蒸汽采暖系統(tǒng),P104,32,（3） 在高層建筑采暖時(shí)，蒸汽采暖系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生很大靜水壓力，不會(huì)壓破最底層的散熱器。 （4） 真空蒸汽采暖系統(tǒng)要求的嚴(yán)密度很高，并需要有抽氣設(shè)備。 （5） 蒸汽采暖系統(tǒng)的熱惰性小，即系統(tǒng)的加熱和冷卻過(guò)程都很快，它適用于間歇供暖、迅速供熱的場(chǎng)所，如大劇院、會(huì)議室、工業(yè)車

15、間等。 （6）蒸汽采暖系統(tǒng)的散熱器表面溫度高，易使有機(jī)灰塵劇烈升華，對(duì)衛(wèi)生不利。熱水采暖系統(tǒng)的散熱器表面溫度低，供熱均勻；,2.3 蒸汽采暖系統(tǒng),P105,33,2.3 蒸汽采暖系統(tǒng) 結(jié)束,P97,34,2.4 輻射采暖系統(tǒng),P105,2.4.1 輻射采暖分類 利用以輻射熱為主要傳熱方式的輻射板作為采暖設(shè)備的一種采暖方式。 根據(jù)輻射體表面溫度的不同，輻射采暖可分為： （1）當(dāng)輻射體表面溫度小于80度時(shí)稱為低溫輻射采暖。 結(jié)構(gòu)形式是把加熱管（或其他發(fā)熱體）直接埋設(shè)在建筑構(gòu)件內(nèi)而形成散熱面。 （2）當(dāng)輻射采暖溫度在80200度時(shí)稱為中溫輻射采暖。 通常是用鋼板和小管徑的鋼管制成矩形塊狀或帶狀散熱板

16、。 （3）當(dāng)輻射體表面溫度高于500度時(shí)稱為高溫輻射采暖。 燃?xì)饧t外輻射器、電紅外線輻射器等，均為高溫輻射散熱設(shè)備。,35,2.4 輻射采暖系統(tǒng),P105,2.4.2 輻射采暖的熱媒 根據(jù)所用熱媒的不同，分為： 低溫?zé)崴剑簾崦剿疁囟鹊陀?00 高溫?zé)崴剑簾崦剿疁囟鹊扔诨蚋哂?00； 蒸汽式：熱媒為高壓或低壓蒸汽； 熱風(fēng)式：以加熱后的空氣作為熱媒； 電熱式：以電熱元件加熱特定表面或直接發(fā)熱； 燃?xì)馐剑和ㄟ^(guò)燃燒可燃?xì)怏w或液體經(jīng)特制的輻射器發(fā)射紅外線。 目前，應(yīng)用最廣的是低溫?zé)崴椛洳膳?36,圖2-21 低溫?zé)崴匕遢椛洳膳孛孀龇ㄊ疽鈭D,2.4 輻射采暖系統(tǒng),P105,2.4.3 低溫輻射采暖,37,圖2-22 低溫?zé)崴椛洳膳到y(tǒng)地面分層實(shí)物圖,P105,2.4 輻射采暖系統(tǒng),2.4.3 低溫輻射采暖,38,圖2-24 集水器、分水器現(xiàn)場(chǎng)安裝圖,P106,2.4 輻射采暖系統(tǒng),2.4.3 低溫輻射采暖,39,圖2-25 低溫?zé)崴匕遢椛洳膳h(huán)路布置圖,P107,圖2-27 低溫?zé)崴匕遢椛洳膳h(huán)路布置形式,平行盤(pán)管 回行盤(pán)管 S形盤(pán)管,2.4.3 低溫輻射采暖,2.4 輻射采暖系統(tǒng),40,圖2-28 低溫電熱膜采暖頂板安裝示意圖,