【文章內(nèi)容簡介】 197194205206207204215216217214225226227224235231068623723424115252411526241152724425115252511526251152725426115252611526261152726427115252711526271152727428115252811526281152728429106852910686291068729430530630730走廊走廊走廊走廊第4章 采暖方案選擇 熱媒的選擇供暖系統(tǒng)常用的熱媒有水、蒸汽和空氣。以熱水作為熱媒的供暖系統(tǒng)稱為熱水供暖系統(tǒng)。以水蒸汽作為熱媒的供暖系統(tǒng)稱為蒸汽供暖系統(tǒng)。 熱水熱媒和蒸汽熱媒的比較1. 蒸汽采暖是指采暖系統(tǒng)中供熱介質(zhì)為110℃水蒸氣；熱水采暖是指采暖系統(tǒng)中供熱介質(zhì)為85℃熱水。 ，蒸汽供熱要比熱水供熱節(jié)省散熱面積。但蒸汽供暖系統(tǒng)散熱器表面溫度高，易燒烤積在散熱器上的有機灰塵，產(chǎn)生異味，衛(wèi)生條件差。3. 蒸汽供暖系統(tǒng)室內(nèi)氣溫高且干燥，密閉房間對人體呼吸系統(tǒng)有害，故蒸汽供暖系統(tǒng)現(xiàn)在主要在工廠車間等使用；熱水采暖熱效率一般，造價高，管道直徑大，散熱器片數(shù)多，室內(nèi)溫度適中濕潤，人體感覺比較舒適。熱水供暖系統(tǒng)的熱能利用效率較高，輸送時無效損失較小，散熱設備不易腐蝕，使用周期長，且散熱設備表面溫度低符合衛(wèi)生要求。系統(tǒng)操作方便，運行安全，易于實現(xiàn)供水溫度的集中調(diào)節(jié)，系統(tǒng)蓄熱能力高，散熱均衡，適于遠距離輸送。民用建筑多采用熱水供暖系統(tǒng)，熱水供暖系統(tǒng)也廣泛地應用于生產(chǎn)廠房和輔助建筑物中。同時由于蒸汽系統(tǒng)衛(wèi)生條件差，能耗大，運行維修復雜，不宜在民用建筑中使用，故本設計采用熱水為熱媒。本設計采用機械循環(huán)同程式單管熱水供暖系統(tǒng)。選擇本方案需要說明幾點，即1. 機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)與重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的區(qū)別；2. 單管系統(tǒng)與雙管系統(tǒng)的區(qū)別；3. 異層式系統(tǒng)與同程式系統(tǒng)的區(qū)別。在機械循環(huán)系統(tǒng)中設置了循環(huán)水泵，靠水泵的機械能，使水在系統(tǒng)中強制循環(huán)。增加了系統(tǒng)的運行電費和維修工作量，但由于水泵所產(chǎn)生的作用壓力很大，因而供暖范圍可以擴大。機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)不僅可用于單幢建筑物中，也可以用于多幢建筑，甚至發(fā)展為區(qū)域熱水供暖系統(tǒng)。機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)成為應用最廣泛的一種供暖系統(tǒng)。重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)維護管理簡單，不需消耗電能。但由于其作用壓力小、管中水流速度不大，所以管徑就相對大一些，作用范圍也受到限制。自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)通常只能在單幢建筑物中使用，作用半徑不宜超過50m。單管系統(tǒng)與雙管系統(tǒng)相比，作用壓力計算不同并且各層散熱器的平均進出水溫度也是不相同的。在雙管系統(tǒng)中，各層散熱器的平均進出水溫度是相同的；而在單管系統(tǒng)中，各層散熱器的進出口水溫是不相等的。越在下層，進水溫度越低，因而各層散熱器的傳熱系數(shù)K值也不相等。由于這個影響，單管系統(tǒng)立管的散熱器總面積一般比雙管系統(tǒng)的稍大些。在單管系統(tǒng)運行期間，由于立管的供水溫度或流量不符合設計要求，也會出現(xiàn)垂直失調(diào)現(xiàn)象。但在單管系統(tǒng)中，影響垂直失調(diào)的原因，不是如雙管系統(tǒng)那樣，由于各層作用壓力不同造成的，而是由于各層散熱器的傳熱系數(shù)K隨各層散熱器平均計算溫度差的變化程度不同而引起的。對于三層以上的建筑物，如采用上供下回式的雙管系統(tǒng)，若無良好的調(diào)節(jié)裝置，豎向失調(diào)狀況難以避免。圖41 同程式系統(tǒng)1熱水鍋爐；2循環(huán)水泵；3集氣 罐；4膨脹水箱通過各個立管的循環(huán)環(huán)路的總長度不相等，這種布置形式稱為異程式系統(tǒng)。異程式系統(tǒng)供、回水干管的總長度短，但在機械循環(huán)系統(tǒng)中，由于作用半徑較大，連接立管較多，因而通過各個立管環(huán)路的壓力損失較難平衡。有時靠近總立管最近的立管，即使選用了最小的管徑15mm，仍有很多的剩余壓力。初調(diào)節(jié)不當時，就會出現(xiàn)近處立管流量超過要求，而遠處立管流量不足。在遠近立管處出現(xiàn)流量失調(diào)而引起在水平方向冷熱不均的現(xiàn)象，稱為系統(tǒng)的水平失調(diào)。為了消除或減輕系統(tǒng)的水平失調(diào)。供、回水干管走向布置用同程式系統(tǒng)。同程式系統(tǒng)的特點是：通過各個立管的循環(huán)環(huán)路的總長度都相等。如圖41所示，通過最近立管Ⅰ的循環(huán)環(huán)路與通過最遠處立管Ⅳ的循環(huán)環(huán)路的總長度都相等，因而壓力損失易于平衡。由于同程式系統(tǒng)具有上述優(yōu)點，在較大的建筑物中，常采用同程式系統(tǒng)。但同程式系統(tǒng)管道的金屬消耗量，通常要多于異程式系統(tǒng)。為節(jié)省金屬消耗量及從工程造價方面考慮，本建筑采用異程式系統(tǒng)。1熱水鍋爐；2循環(huán)水泵；3集氣罐；4膨脹水箱圖41 同程式系統(tǒng)熱水供暖系統(tǒng)是熱源、管道系統(tǒng)和散熱設備組成的一個有機整體。它們之間是彼此相互聯(lián)系的。要達到設計目的，必須有機的協(xié)調(diào)三者之間的聯(lián)系。本章對采暖方案進行了分析，對整個設計具有實質(zhì)的意義，同樣為后續(xù)設計計算提供依據(jù)。第5章 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的管路布置和敷設要求室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)管路布置的合理與否，直接影響工程造價和系統(tǒng)的使用效果。應綜合考慮建筑物的結(jié)構(gòu)條件和室外熱網(wǎng)的特點，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使空氣順利排出。管路應在合理布置的條件下，盡可能地短，節(jié)省管材和閥件，便于運用調(diào)節(jié)和維護管理。應盡可能做到各并聯(lián)環(huán)路熱負荷分配合理，使阻力易于平衡。室內(nèi)供暖系統(tǒng)引入口的設置，應根據(jù)熱源和室外管道的位置，并且還應考慮有利于系統(tǒng)的環(huán)路劃分。一般設1個引入口，設在建筑物中部。環(huán)路的劃分就是將整個系統(tǒng)劃分幾個并聯(lián)的、相對獨立的小系統(tǒng)。環(huán)路如果能合理劃分，就可以均衡分配熱量，使各并聯(lián)環(huán)路阻力易于平衡，便于控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)。，上供下回，異程式系統(tǒng)，這樣可以使作用壓頭達到可能的最大值，而散熱器面積和管道的安裝工作量都最小。，一般宜在建筑物中部。這樣可以縮短系統(tǒng)的作用半徑。在民用建筑和生產(chǎn)廠房輔助性建筑中，系統(tǒng)總立管在房間內(nèi)的布置不應影響人們的生活和工作。、回水干管時，首先應確定供、回水干管的走向。系統(tǒng)應合理地分成若干支路，而且盡量使各支路的阻力損失易于平衡。，有特殊要求時，可采用暗裝。盡可能將立管布置在房間的角落。尤其在兩外墻的交接處。，在供回水支管不太長的情況下，這樣對管道較經(jīng)濟，而且有利于提高水力穩(wěn)定性。，供水干管多設在頂層頂棚下。頂棚的過梁底標高距窗戶頂部之間的距離應滿足供水干管的坡度和設置集氣罐所需的高度。，地面上不容許敷設(如過門時)或凈空高度不夠時，回水干管設置在半通行地溝或不通行地溝內(nèi)。地溝上每隔一定距離應設活動蓋板，過門地溝也應設活動蓋板，以便于檢修。，在主立管的頂端，接了一個膨脹水箱，安放在屋頂或?qū)Ｓ盟鋬?nèi)。它的作用在于儲存或補充系統(tǒng)里的水熱脹冷縮的水量。此外，當系統(tǒng)充水時，以及當冷水被逐漸加熱時，系統(tǒng)里的空氣和從水中析出的溶解空氣可以通過膨脹水箱排掉。為此。，便于分環(huán)調(diào)節(jié)和檢修。在每根立管的上下端，各安裝一個閥門，以便檢修放水。圖51為有兩個分支環(huán)路的異程式系統(tǒng)布置形式。一般宜將供水干管的始端放置在朝北向一側(cè)，而末端設在朝南向一側(cè)。1供水總立管；2供水干管；3回水干管；4立管；5供水進口管；6回水出口管（b）為底層（a）為頂層圖51 同程式系統(tǒng)的布置形式1供水總立管；2供水干管；3回水干管；4立管；5供水進口管；6回水出口管圖51 異程式系統(tǒng)管路布置：在機械循環(huán)中，水流速度一般都大于空氣泡在水中的浮升速度。因此，必須使水在供水干管中的流動方向和空氣泡的浮升方向一致，即應“抬頭走”，否則就會產(chǎn)生“氣塞”。，集氣罐應設在系統(tǒng)各分環(huán)環(huán)路的供水干管末端的最高處。在系統(tǒng)運行時，定期手動打開閥門將熱水中分離出來并聚集在集氣罐內(nèi)的空氣排除。集氣罐的安裝（如圖52）：在重力循環(huán)中，可以利用膨脹水箱排除空氣，而在機械循環(huán)系統(tǒng)中，因為水平干管必須抬頭走，所以空氣都集中在每個環(huán)路的最遠端，所以只能分別利用集氣罐和手動或自動放氣閥進行排氣。1集氣罐；2放氣管；3末端立管圖52 集氣罐安裝位置示意圖集氣罐的有效容積大約可為膨脹水箱的1%，使氣泡能夠分離出來。膨脹水箱的連接位置如圖53。在機械循環(huán)系統(tǒng)中一般情況下都把膨脹水箱拉到鍋爐房里，接在水泵吸入口上。因為這里是安全系統(tǒng)能量最低的地方，經(jīng)過水泵加壓之后，任何一點的能量都比它高。這樣可以防止外面的空氣倒吸進去和防止水汽化，從而可以保證正常的排氣。1膨脹水箱；2循環(huán)管；3熱水鍋爐；4循環(huán)水泵圖53 膨脹水箱與機械循環(huán)系統(tǒng)的連接方式 本設計管路布置為：引入口布置在建筑物熱負荷對稱分配的位置126室，采用有兩個環(huán)路的單管異程式系統(tǒng)布置形式。管路明裝，立管在兩墻交接處。一根立管在一層帶兩到三個散熱器。每根立管上下設有閥門，供回水干管也設有閥門。，上有活動蓋板，用于檢修。本章敘述了，本設計室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的管路布置和敷設要求，對后續(xù)的水力計算和暖氣片的布置具有指導意義，根據(jù)上述要求能更好的完成供暖平面圖的繪制，且其布置的是否合理，直接影響工程造價和系統(tǒng)的使用效果。第6章 散熱器的選型和計算供暖散熱器是通過熱媒將熱源產(chǎn)生的熱量傳遞給室內(nèi)空氣的一種散熱設備。散熱器的內(nèi)表面一側(cè)是熱媒（熱水或蒸汽），外表面一側(cè)是室內(nèi)空氣。當熱媒溫度高于室內(nèi)空氣溫度時，散熱器的金屬壁面就將熱媒攜帶的熱量傳給室內(nèi)空氣。對散熱器的基本要求，主要有以下幾點： 1．熱工性能好。要求散熱器的傳熱系數(shù)值要大，值越大，說明散熱器的散熱能力就越大。還可以通過提高室內(nèi)空氣流速和提高散熱器內(nèi)熱媒溫度的辦法加大散熱器的傳熱系數(shù)。2．金屬熱強度大。金屬熱強度是衡量同一材質(zhì)散熱器的金屬耗量、成本高低的重要指標。越大，說明散出同樣熱量時消耗的金屬量越少，成本越低、經(jīng)濟性越好。3．要求散熱器具有一定的機械強度，承壓能力高，價格便宜，經(jīng)久耐用，使用壽命長。4．要求散熱器規(guī)格尺寸多樣化，結(jié)構(gòu)尺寸小，少占有效空間和使用面積。結(jié)構(gòu)型式便于組對出所需面積。且生產(chǎn)工藝能滿足大批量生產(chǎn)的要求。5．外表面光滑，不易積灰，積灰易清掃，外表美觀，易于與室內(nèi)裝飾相協(xié)調(diào)。能完全滿足上述要求的散熱器很難找到，選用時應根據(jù)實際情況，選擇經(jīng)濟、實用、耐久、美觀的散熱器。選擇散熱器時應考慮系統(tǒng)的工作壓力，選用承壓能力符合要求的散熱器。民用建筑選用的散熱器尺寸應符合要求，且外表面光滑、美觀、不易積灰。本設計選用四柱813型鑄鐵散熱器。這種散熱器金屬熱強度及傳熱系數(shù)高，外形美觀，易于清除積灰，容易組成所需的面積，便于落地和靠墻安裝，因此得到廣泛應用。布置散熱器時，應注意下列一些規(guī)定：1．散熱器一般應安裝在外墻的窗臺下，這樣，沿散熱器上升的對流熱氣能阻止和改善從玻璃窗下降的冷氣流和玻璃冷輻射的影響，使流經(jīng)室內(nèi)的空氣比較暖和舒適。2．為防止凍裂散熱器，兩道外門之間，不準設置散熱器。在樓梯間或其他有凍結(jié)危險的場所，其散熱器應有單獨的立、支管供熱且不得裝設調(diào)節(jié)閥。3．散熱器一般明裝，在內(nèi)部裝修有特殊要求的場合可采用暗裝。4．在垂直單管或雙管熱水供暖系統(tǒng)中，同一房間的散熱器可以串連。兩串連散熱器之間的串連管徑應與散熱器接口的直徑相同，以便水流暢通。 5．在樓梯間布置時，考慮樓梯間熱流上升的特點，應布置在底層或按一定比例分布在下部各層。 6．鑄鐵散熱器的組裝片數(shù)，不宜超過下列數(shù)值：二柱（M132型）——20片；柱型（四柱）——25片；長翼型——7片。設供、回水溫度分別為、每層散熱器的散熱量分別為，…即立管的熱負荷為： (61)通過立管的流量，按其所擔負的全部熱負荷計算，可用下式確定： Kg/h (62)式中——立管的總熱負荷； ——立管的供；——回水溫度； ——水的熱容量； ——單位換算系數(shù)。串聯(lián)N組散熱器的系統(tǒng)，流出第i組散熱器的水溫(令沿水流動方向最后一組散熱器為i=1)，可按下式計算： (63)式中——流出第i組散熱器的水溫； ——沿水流動方向，在第組(包括第組)散熱器前的全部散熱器的散熱量。散熱器散熱面積按下式計算： (64)式中——散熱器的散熱量； ——散熱器內(nèi)熱媒平均溫度； ——供暖室內(nèi)計算溫度； ——散熱器的傳熱系數(shù)； ——散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)； ——散熱器連接形式修正系數(shù)； ——散熱器安裝形式修正系數(shù)。以左環(huán)路的立管Lz1為例。由上述內(nèi)容可知，立管Lz1七層，每層兩個房間，總負荷為，立管Lz1的一層熱負荷為 26層的熱負荷分別為、第7層的熱負荷為。由水力計算得知，立管Lz1的實際溫降為。根據(jù)式（63）計算，帶入數(shù)據(jù)得到流入第一層的溫度：℃；流出第一層的溫度：℃。其余各房間的進出水溫度計算方法如上所述，計算結(jié)果列于表61(本章最后)。已知， 。查[1]附錄，對四柱813型散熱器查《供熱工程》附錄可得到修正系數(shù)：散熱器組裝片修正系數(shù)，先假定β1＝；散熱器連接形式修正系數(shù)，β2＝；散熱器安裝形式修正系數(shù)，β3＝。根據(jù)式 (64)，即： ， 查[1]附錄，178。，則計算片數(shù)n′為：查[1]附錄，當散熱器片數(shù)大于20片時，β1＝。因此實際所需散熱面積為：實際采用