建筑設備工程ppt課件

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第9章 建筑供熱采暖系統(tǒng),9.1 建筑設計熱負荷 9.2 采暖系統(tǒng)的形式 9.3 供熱采暖系統(tǒng)的安裝 9.4 散熱設備 9.5 低溫地板輻射采暖 9.6 高層建筑供暖系統(tǒng) 9.7 供熱熱源概述,1,9.1 建筑設計熱負荷,9.1.1 房間熱平衡 9.1.2 圍護結構的基本耗熱量 9.1.3 圍護結構的附加耗熱量 9.1.4 冷風滲透和冷風侵入耗熱量 9.1.5 建筑耗熱指標,2,9.1.1 房間熱平衡,1)通過圍護結構兩側傳出的熱量Q1。 2)由門窗縫隙滲入的室外空氣吸熱量Q2。 3)由外門、外墻的孔洞等侵入的室外空氣吸熱量Q3。 4)通過其他途徑散失的熱量。,3,9.1.2 圍護結構的基本耗熱量,1.圍護結構的傳熱系數(shù) 2.圍護結構的基本耗熱量計算 3.采暖設計室內計算溫度 4.采暖設計室外計算溫度 5.溫差修正系數(shù) 6.地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算,4,表9-1 常用圍護結構的傳熱系數(shù)K值,1.圍護結構的傳熱系數(shù),5,2.圍護結構的基本耗熱量計算,圖9-1 建筑圍護結構的傳熱途徑及表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),6,表9-2 居住及公共建筑室內計算溫度,3.采暖設計室內計算溫度,7,4.采暖設計室外計算溫度,在計算圍護結構的基本耗熱量時，假定傳熱過程是在穩(wěn)定狀態(tài)下進行的，即圍護結構的各種傳熱參數(shù)都不隨時間而改變，其中室外計算溫度也是采用某一個固定值。 根據(jù)(GB 500192003)采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范的規(guī)定，采暖室外計算溫度應采用當?shù)貧v年平均每年不保證5d的日平均溫度，各地區(qū)供暖設計室外計算溫度可參見有關設計手冊。,8,表9-3 溫差修正系數(shù)a值,5.溫差修正系數(shù),9,6.地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算,圖9-2 地面?zhèn)鳠岬貛У膭澐?10,表9-4 不保溫地面的總傳熱阻及傳熱系數(shù),11,9.1.3 圍護結構的附加耗熱量,1.朝向修正耗熱量 2.風力修正耗熱量 3.高度修正耗熱量,12,表9-5 朝向修正率,1.朝向修正耗熱量,13,2.風力修正耗熱量,風力修正耗熱量是考慮室外風速變化而對外圍護結構傳熱基本耗熱量的修正。我國冬季各地平均風速不大，一般為23m/s，為簡化計算可不考慮修正。只對建造在不避風的高地、湖(河)邊、海岸、曠野上的建筑物或城鎮(zhèn)、小區(qū)內特別高出的建筑物，在垂直的外圍護結構的基本耗熱量的基礎上再附加5 10。,14,3.高度修正耗熱量,對于民用和工廠的輔助建筑，房間高度在4m以下時，不進行高度附加；房間高度大于4m時，每增高1m，應附加的耗熱量為房間圍護結構總耗熱量(包括圍護結構基本耗熱量和其他修正耗熱量)的2，但總的附加值不超過15。樓梯間不考慮高度修正，因為樓梯間的散熱器盡量布置在底層，已考慮了垂直方向熱空氣的上升。 因此，圍護結構的傳熱耗熱量為基本耗熱量與附加耗熱量之和，即 Q = Q+Q (9-4),15,9.1.4 冷風滲透和冷風侵入耗熱量,1.冷風滲透耗熱量 2.冷風侵入耗熱量,16,1.冷風滲透耗熱量,表9-6 門窗縫隙滲入的空氣量L單位：/(hm),17,2.冷風侵入耗熱量,在冬季，外門開啟時，由于風壓和熱壓的作用，會有大量的冷空氣侵入室內。把這部分空氣加熱到室內溫度所消耗的熱量稱為冷風侵入耗熱量。,18,9.1.5 建筑耗熱指標,1.面積熱指標法 2.體積熱指標法,19,1.面積熱指標法,利用面積熱指標法計算建筑物的供暖設計熱負荷，可按下式進行概算 Qn=Fqf10-3( 9-8 ) 式中 Qn建筑物的供暖設計熱負荷(kW)； F建筑物的建筑面積(m2)； qf建筑物的供暖面積熱指標(W/m2)，它表示每1m2建筑面積的供暖設計熱負荷，見表9-7。,20,表9-7 供暖面積熱指標推薦值,2.體積熱指標法,21,表9-8 北京地區(qū)民用建筑比熱特性熱指標,2.體積熱指標法,22,9.2 采暖系統(tǒng)的形式,9.2.1 供熱采暖系統(tǒng)的分類 9.2.2 供熱系統(tǒng)的形式 9.2.3 機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的壓力分布,23,9.2.1 供熱采暖系統(tǒng)的分類,1)按采暖系統(tǒng)使用熱媒可分為熱水采暖系統(tǒng)和蒸汽采暖系統(tǒng)。 2)按采暖系統(tǒng)中使用的散熱設備可分為散熱器采暖系統(tǒng)和熱風采暖系統(tǒng)。 3)按采暖系統(tǒng)中散熱方式的不同分為對流采暖系統(tǒng)和輻射采暖系統(tǒng)。,24,9.2.2 供熱系統(tǒng)的形式,1.自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng) 2.機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的主要形式 3.分戶計量采暖系統(tǒng)的形式,25,1.自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng),圖9-3 重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的工作原理圖 1散熱器 2熱水鍋爐 3供水管路 4回水管路 5膨脹水箱,26,1.自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng),圖9-4 重力循環(huán)供暖系統(tǒng) a)雙管上供下回式系統(tǒng) b)單管順流式系統(tǒng) 1總立管 2供水干管 3供水立管 4散熱器供水支管 5散熱器回水支管 6回水立管 7回水干管 8膨脹水箱連接管 9充水管(接上水管) 10泄水管(接下水道) 11止回閥,27,1.自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng),圖9-5 單管上供下回式系統(tǒng) 1散熱器 2鍋爐 3供水管 4回水管 5膨脹水箱 6上水管及閥門 7排水管,28,1.自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng),圖9-6 單戶式系統(tǒng) 1散熱器 2膨脹水箱 3小型鍋爐,29,2.機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的主要形式,(1)雙管熱水供暖系統(tǒng) 雙管熱水供暖系統(tǒng)按供水干管的位置不同，可分為上分、中分、下分(或上供、中供、下供)三種形式。 (2)單管式熱水供暖系統(tǒng) 單管式熱水供暖系統(tǒng)構造簡單，節(jié)省管材，造價低。 (3)水平串聯(lián)熱水供暖系統(tǒng) 水平串聯(lián)的散熱器不宜過多，過多時除后面的水溫過低而使散熱器片數(shù)過多外，管道的脹縮問題處理不好易漏水。 (4)同程式和異程式系統(tǒng) 上述各種系統(tǒng)，因為各立管距總立管的水平距離不相等，各立管水循環(huán)環(huán)路總是不相等的，這種系統(tǒng)稱為異程式系統(tǒng)。,30,9M7.tif,31,9M8.tif,32,圖9-9 機械循環(huán)雙管下分式系統(tǒng),33,9M10.tif,34,圖9-11 機械循環(huán)雙管上供上回式采暖系統(tǒng),35,圖9-12 機械循環(huán)單管垂直順序式熱水供暖系統(tǒng),36,圖9-13 帶閉合管段的 單管垂直式熱水供暖系統(tǒng) 1立管 2支管 3閉合管,37,9M14.tif,38,9M15.tif,39,圖9-16 同程式熱水供暖系統(tǒng),40,圖9-17 集中采暖、分戶計量的采暖系統(tǒng)形式,41,3.分戶計量采暖系統(tǒng)的形式,(1)雙管系統(tǒng) 從安裝形式上分，雙管系統(tǒng)分為兩種形式，一種是各組散熱器直接從戶內干管上引出的傳統(tǒng)雙管系統(tǒng)形式；另一種是用戶設有分水器，每組散熱器均從分水器上并聯(lián)引出的發(fā)散形式。 (2)單管跨越系統(tǒng) 單管跨越系統(tǒng)的形式見圖9-25，埋地管和與散熱器的連接方式見圖9-26。,42,(1)雙管系統(tǒng),圖9-18 熱表在上層的雙管上供上回式系統(tǒng),43,(1)雙管系統(tǒng),圖9-19 熱表在本層的雙管上供上回系統(tǒng),44,(1)雙管系統(tǒng),圖9-20 雙管下供下回式系統(tǒng)形式(走地面上),45,(1)雙管系統(tǒng),圖9-21 雙管下供下回式系統(tǒng)形式(走填充層),46,(1)雙管系統(tǒng),圖9-22 雙管發(fā)散(放射)式系統(tǒng)形式,47,(1)雙管系統(tǒng),圖9-23 雙管發(fā)散(放射)式采暖平面,48,(1)雙管系統(tǒng),圖9-24 雙管放散式系統(tǒng)的管道與散熱器的連接方式(走填充層),49,(2)單管跨越系統(tǒng),圖9-25 單管跨越系統(tǒng)形式 圖9-26 埋地管和散熱器連接方式,50,(2)單管跨越系統(tǒng),圖9-27 室內暗埋管道與管槽,51,9.2.3 機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的壓力分布,圖9-28 膨脹管連接在水泵吸入口的 采暖系統(tǒng)水壓圖 1膨脹水箱 2循環(huán)水泵 3鍋爐,52,9.2.3 機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的壓力分布,圖9-29 膨脹管連接在回水干管上的水壓圖,53,9.2.3 機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的壓力分布,9M30.tif,54,9.3 供熱采暖系統(tǒng)的安裝,9.3.1 室內采暖系統(tǒng)的安裝 9.3.2 室外供熱管道的安裝,55,9.3.1 室內采暖系統(tǒng)的安裝,1.采暖入口與入戶 2.采暖管道的安裝 3.采暖系統(tǒng)附件的安裝,56,9.3.1 室內采暖系統(tǒng)的安裝,圖9-31 帶熱計量表的熱力入口做法,57,1.采暖入口與入戶,圖9-32 分戶計量入戶系統(tǒng)安裝示意圖,58,2.采暖管道的安裝,圖9-33 采暖立管安裝位置,59,表9-9 暗裝管道的管槽尺寸,60,3.采暖系統(tǒng)附件的安裝,(1)補償器的安裝 (2)支架與托架 根據(jù)管道支架的作用、特點，將支架分為活動支架(承受管道重量)和固定支架(限制管道位移)。 (3)膨脹水箱 高位膨脹水箱起接納系統(tǒng)膨脹水和為系統(tǒng)定壓的作用，通常放置在最高建筑物屋頂上，寒冷地區(qū)水箱應設在專用房間內。 (4)除污器 為防止系統(tǒng)堵塞以及損壞熱表等器件，系統(tǒng)在入口處和熱表前安裝除污器。,61,3.采暖系統(tǒng)附件的安裝,(5)集氣、排氣裝置 集氣、排氣裝置一般指集氣罐和排氣閥，常被設置在熱水系統(tǒng)管道的最高處，上供式系統(tǒng)也可將其放在供水干管末端或連在倒數(shù)第一、第二根立管接干管處，下供式系統(tǒng)集氣罐和排氣閥往往與空氣管相接，雙管系統(tǒng)的每根立管上宜設置集氣、排氣裝置。,62,(1)補償器的安裝,圖9-35 自然補償示意圖,63,(1)補償器的安裝,圖9-36 分支的自然補償作用,64,(2)支架與托架,圖9-37 室內供暖系統(tǒng)的幾種托、吊架,65,(2)支架與托架,圖9-38 膨脹水箱與系統(tǒng)的連接,66,(4)除污器,圖9-39 Y形除污器 圖9-40 立式除污器(體積較大),67,(5)集氣、排氣裝置,圖9-41 集氣罐 圖9-42 自動排氣閥,68,9.3.2 室外供熱管道的安裝,1.管道與管材 2.管道敷設 3.管道補償器 4.支座 5.閥門,69,表9-10 供熱管道管材選用表,1.管道與管材,70,表9-11 常用管材尺寸及其質量,1.管道與管材,71,2.管道敷設,(1)地溝敷設 地溝敷設分為通行地溝、半通行地溝和不通行地溝敷設，如圖9-44所示。 (2)直埋敷設 直埋敷設又稱無溝敷設，是當前較為流行的一種熱力管道敷設方法，應用非常廣泛。,72,2.管道敷設,圖9-43 管道低支架敷設和中、高支架敷設,73,(1)地溝敷設,圖9-44 供熱管道地溝敷設,74,(2)直埋敷設,圖9-45 整體預制保溫管結構,75,3.管道補償器,圖9-46 保溫管直埋,76,3.管道補償器,圖9-47 方形補償器的構造 a)型B2a b)型B=a c)型B0.5a d)型B0(為開口距離),77,3.管道補償器,圖9-48 波紋管補償器的四種形式,78,3.管道補償器,圖9-49 球形補償器,79,3.管道補償器,圖9-50 單向套筒補償器,80,4.支座,圖9-51 雙向套筒補償器,81,4.支座,圖9-52 曲面槽滑動支座 1弧形板 2肋板 3曲面槽,82,4.支座,圖9-53 丁字托滑動支座 1頂板 2底板 3側板 4支撐板,83,4.支座,圖9-54 弧形板滑動支座 1弧形板 2支撐板,84,4.支座,圖9-55 輥軸式滾動支座 圖9-56 滾柱式滾動支座 1輥軸 2導向板 3支撐板 1槽板 2滾柱 3槽鋼支撐座 4管箍,85,4.支座,圖9-57 擋板式固定支座 a)雙面擋板式固定支座 b)四面擋板式固定支座 1擋板 2肋板,86,4.支座,圖9-58 直埋敷設管道固定墩,87,表9-12 不保溫管道最大跨距表,88,表9-13 各種保溫管道最大允許跨距表,89,表9-13 各種保溫管道最大允許跨距表,90,表9-13 各種保溫管道最大允許跨距表,91,5.閥門,(1)閥門的設置 在滿足使用和維修的條件下，應盡量減少閥門的設置。 (2)閥門的選擇 在供熱采暖管道上常用的閥門形式有閘閥、截止閥、蝶閥、止回閥(單向閥)、溫控閥、調節(jié)閥、平衡閥等。,92,9.4 散熱設備,9.4.1 散熱器的種類 9.4.2 散熱器的計算,93,9.4.1 散熱器的種類,圖9-59 幾種新樣式散熱器,94,9.4.2 散熱器的計算,表9-14 柱形散熱器片數(shù)修正系數(shù)1 表9-15 柱形、柱翼形散熱器連接方式修正系數(shù)2 表9-16 散熱器安裝形式修正系數(shù)3 表9-17 樓梯間散熱器分配比例,95,表9-14 柱形散熱器片數(shù)修正系數(shù)1,表9-14 柱形散熱器片數(shù)修正系數(shù),96,表9-15 柱形、柱翼形散熱器連接方式修正系數(shù)2,表9-15 柱形、柱翼形散熱器連接方式修正系數(shù),97,表9-16 散熱器安裝形式修正系數(shù)3,表9-16 散熱器安裝形式修正系數(shù),98,表9-17 樓梯間散熱器分配比例,表9-17 樓梯間散熱器分配比例,99,9.5 低溫地板輻射采暖,9.5.1 發(fā)熱電纜地板輻射采暖 9.5.2 低溫熱水地板輻射采暖,100,9.5.1 發(fā)熱電纜地板輻射采暖,將專用的發(fā)熱電纜埋設在地面填充層內，直接供熱時，一般使用18W/m的加熱電纜，為了使用夜間低谷電，有時采用帶存儲熱能供熱系統(tǒng)，這時可使用18175W/m的加熱電纜。發(fā)熱電纜的安裝要點是每一個采暖單元必須使用一整根發(fā)熱電纜，埋地部分絕對不能有接頭，其發(fā)熱量大小應等于房間的熱負荷，且每個房間必須安裝溫度控制器。用戶可根據(jù)房間熱負荷，向廠家定購發(fā)熱電纜，也可由專業(yè)廠家進行安裝。這種采暖方式還被用在管道的電伴熱和道路除雪化冰等方面。,101,9.5.2 低溫熱水地板輻射采暖,圖9-60 低溫熱水地板輻射采暖構造圖,102,9.5.2 低溫熱水地板輻射采暖,圖9-61 地埋管穿越伸縮縫時應加裝套管,103,9.5.2 低溫熱水地板輻射采暖,圖9-62 地板采暖平面圖,104,9.6 高層建筑供暖系統(tǒng),9.6.1 高層建筑采暖負荷的計算 9.6.2 分區(qū)式供暖系統(tǒng) 9.6.3 不分區(qū)式供暖系統(tǒng),105,9.6.1 高層建筑采暖負荷的計算,高層建筑由于體積大，高度高，內部各種豎井造成煙囪效應，受熱壓和風壓的影響，建筑室內外會產生一定的壓差，使冷風滲透量發(fā)生變化。對于熱壓帶來的影響是造成建筑下半部分冷風滲透量增加，上半部分冷風滲透量減少；對于風壓帶來的影響是造成迎風面冷風滲透量增加，背風面冷風滲透量減少。,106,9.6.2 分區(qū)式供暖系統(tǒng),圖9-63 分層式熱水供暖系統(tǒng),107,9.6.2 分區(qū)式供暖系統(tǒng),9M64.tif,108,9.6.3 不分區(qū)式供暖系統(tǒng),(1)垂直單管帶閉合管段的系統(tǒng) 如圖9-65a所示，這種系統(tǒng)與多層建筑單管系統(tǒng)無本質區(qū)別，可用于912層的建筑。 (2)垂直單管中分式系統(tǒng) 如圖9-65b所示，在建筑中間設回水干管或供水干管，頂層和底層各設一供水干管或回水干管。 (3)奇偶層分設立管系統(tǒng) 如圖9-65c所示，中間不設干管，不影響房間的使用和美觀，同時減小了采暖立管的管徑。 (4)單、雙管混合式系統(tǒng) 其立管做法如圖9-66b所示。 (5)閥前壓力調節(jié)閥系統(tǒng) 對于供熱室外管網(wǎng)壓力較低的情況，可以采用圖9-67所示的閥前壓力調節(jié)閥的系統(tǒng)形式。 (6)高層直連采暖系統(tǒng) 圖9-68所示為設斷流器和阻旋器的直連采暖系統(tǒng)，又稱為高層無水箱直連供暖系統(tǒng)。,109,圖9-65 高層建筑不分區(qū)熱水供暖單管系統(tǒng)立管圖 a)垂直單管帶閉合管段 b)垂直單管中分式 c)奇偶層分設立管,110,圖9-66 高層建筑不分區(qū)熱水供暖系統(tǒng) a)散熱器分區(qū)單管系統(tǒng) b)散熱器分區(qū)單、雙管系統(tǒng),111,圖9-67 閥前壓力調節(jié)閥系統(tǒng)形式 1加壓水泵 2止回閥 3閥前壓力調節(jié)器,112,圖9-68 設斷流器和阻旋器的直連采暖系統(tǒng) 1加壓裝置 2斷流器 3阻旋器,113,9.7 供熱熱源概述,9.7.1 鍋爐房 9.7.2 熱力站,114,9.7.1 鍋爐房,1.鍋爐本體 2.鍋爐房設備 3.鍋爐房設計要求,115,1.鍋爐本體,(1)鍋爐的分類 鍋爐按生產的熱媒不同，可分為蒸汽鍋爐和熱水鍋爐；按鍋爐容量的大小，可分為小型、中型和大型鍋爐；按壓力的高低，可分為低壓、中壓和高壓鍋爐。 (2)鍋爐的工作原理 鍋爐是由“爐”和“鍋”組成的，如圖9-69所示。 (3)鍋爐的附件 為了保證鍋爐安全可靠地運行，鍋爐上必須裝設安全附件。,116,2.鍋爐房設備,(1)鍋爐本體 鍋爐本體是鍋爐房的主要設備，它包括汽鍋、爐子、蒸汽過熱器、省煤器和空氣預熱器等。 (2)鍋爐房的輔助設備 鍋爐房的輔助設備由以下幾個系統(tǒng)組成：送、引風系統(tǒng)；運煤、除灰系統(tǒng)；水、汽系統(tǒng)(包括排污、降溫系統(tǒng))；儀表控制系統(tǒng)，如圖9-70所示。,117,(1)鍋爐本體,9M69.tif,118,(1)鍋爐本體,圖9-70 鍋爐房設備示意圖,119,(2)鍋爐房的輔助設備 鍋爐房的輔助設備由以下幾個系統(tǒng)組成：送、引風系統(tǒng)；運煤、除灰系統(tǒng)；水、汽系統(tǒng)(包括排污、降溫系統(tǒng))；儀表控制系統(tǒng)，如圖9-70所示。,120,3.鍋爐房設計要求,(1)鍋爐房的鍋爐臺數(shù) 供暖鍋爐房的熱負荷可按整個小區(qū)中各建筑物供暖熱負荷的總和來確定。 (2)鍋爐房的平面位置 鍋爐房應盡量靠近主要熱負荷集中的地區(qū)；鍋爐房應盡量位于地勢較低地點(但要注意地下水和地面水對鍋爐的影響)，應位于供暖季節(jié)主導風向的下風向，避免煙塵吹向主要建筑物和建筑群；鍋爐房的位置應有較好的朝向，以便自然通風和采光；鍋爐房的位置應便于供水、供電和排水，便于燃料和灰渣的運輸和堆放；要考慮鍋爐房有擴建的可能性，選擇鍋爐房的位置時，應注意留有擴建的余地。 (3)鍋爐房布置 圖9-71所示為一座設有兩臺2t快裝鍋爐的小型鍋爐房的平面布置圖。,121,3.鍋爐房設計要求,(4)直供式鍋爐房與間供式鍋爐房 根據(jù)實際情況，有的鍋爐直接產生用戶所需熱媒種類和參數(shù)的熱媒，直接供給用戶；有的則由鍋爐產生高溫水或蒸汽，經(jīng)換熱后才能滿足用戶的需要，這就形成了兩種不同形式的供熱方式。,122,圖9-71 小型鍋爐房平面布置,123,圖9-72 直供式熱水鍋爐房系統(tǒng)圖 1鍋爐 2分水器 3集水器 4除污器 5旁通管 6循環(huán)泵 7補水泵 8軟水箱 9離子交換器 10排污管,124,圖9-73 間供式熱水鍋爐房系統(tǒng)圖 1鍋爐 2換熱器 3熱用戶 4除污器 5軟水箱 6一次水循環(huán)泵 7一次水補水泵 8二次水循環(huán)泵 9二次水補水泵 10集氣罐 11旁通管,125,9.7.2 熱力站,圖9-74 使用板式換熱器的換熱站,126,9.7.2 熱力站,圖9-75 使用容積式換熱器的換熱站,127,9.7.2 熱力站,圖9-76 使用快速加熱器的換熱站,128,9.7.2 熱力站,圖9-77 換熱機組,129,9.7.2 熱力站,圖9-78 某熱力站循環(huán)水泵安裝圖,130,9.7.2 熱力站,圖9-79 小型供熱系統(tǒng)的閉式膨脹水箱,131,