【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(jī)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(duì)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(jià)高，管道直徑大，散熱器片數(shù)多，室內(nèi)溫度適中濕潤(rùn)，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(shí)無(wú)效損失較小，散熱設(shè)備不易腐蝕，使用周期長(zhǎng)，且散熱設(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，散熱均衡，適于遠(yuǎn)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(yīng)用于生產(chǎn)廠房和輔助建筑物中。同時(shí)由于蒸汽系統(tǒng)衛(wèi)生條件差，能耗大，運(yùn)行維修復(fù)雜，不宜在民用建筑中使用，故本設(shè)計(jì)采用熱水為熱媒。本設(shè)計(jì)采用機(jī)械循環(huán)同程式單管熱水供暖系統(tǒng)。選擇本方案需要說(shuō)明幾點(diǎn)，即1. 機(jī)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(jī)械循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)置了循環(huán)水泵，靠水泵的機(jī)械能，使水在系統(tǒng)中強(qiáng)制循環(huán)。增加了系統(tǒng)的運(yùn)行電費(fèi)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(kuò)大。機(jī)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(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)成為應(yīng)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(hù)管理簡(jiǎn)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(duì)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(jì)算不同并且各層散熱器的平均進(jìn)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(jìn)出水溫度是相同的；而在單管系統(tǒng)中，各層散熱器的進(jìn)出口水溫是不相等的。越在下層，進(jìn)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(gè)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(yùn)行期間，由于立管的供水溫度或流量不符合設(shè)計(jì)要求，也會(huì)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(jì)算溫度差的變化程度不同而引起的。對(duì)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(wú)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(gè)立管的循環(huán)環(huán)路的總長(zhǎng)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(zhǎng)度短，但在機(jī)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(gè)立管環(huán)路的壓力損失較難平衡。有時(shí)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(dāng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)近處立管流量超過要求，而遠(yuǎn)處立管流量不足。在遠(yuǎn)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(diǎn)是：通過各個(gè)立管的循環(huán)環(huán)路的總長(zhǎng)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(yuǎn)處立管Ⅳ的循環(huán)環(huán)路的總長(zhǎng)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(diǎn)，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(jià)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(shè)備組成的一個(gè)有機(jī)整體。它們之間是彼此相互聯(lián)系的。要達(dá)到設(shè)計(jì)目的，必須有機(jī)的協(xié)調(diào)三者之間的聯(lián)系。本章對(duì)采暖方案進(jìn)行了分析，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)具有實(shí)質(zhì)的意義，同樣為后續(xù)設(shè)計(jì)計(jì)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(shè)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(jià)和系統(tǒng)的使用效果。應(yīng)綜合考慮建筑物的結(jié)構(gòu)條件和室外熱網(wǎng)的特點(diǎn)，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使空氣順利排出。管路應(yīng)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(yùn)用調(diào)節(jié)和維護(hù)管理。應(yīng)盡可能做到各并聯(lián)環(huán)路熱負(fù)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(shè)置，應(yīng)根據(jù)熱源和室外管道的位置，并且還應(yīng)考慮有利于系統(tǒng)的環(huán)路劃分。一般設(shè)1個(gè)引入口，設(shè)在建筑物中部。環(huán)路的劃分就是將整個(gè)系統(tǒng)劃分幾個(gè)并聯(lián)的、相對(duì)獨(dú)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(dá)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(yīng)影響人們的生活和工作。、回水干管時(shí)，首先應(yīng)確定供、回水干管的走向。系統(tǒng)應(yīng)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(shí)，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(zhǎng)的情況下，這樣對(duì)管道較經(jīng)濟(jì)，而且有利于提高水力穩(wěn)定性。，供水干管多設(shè)在頂層頂棚下。頂棚的過梁底標(biāo)高距窗戶頂部之間的距離應(yīng)滿足供水干管的坡度和設(shè)置集氣罐所需的高度。，地面上不容許敷設(shè)(如過門時(shí))或凈空高度不夠時(shí)，回水干管設(shè)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(yīng)設(shè)活動(dòng)蓋板，過門地溝也應(yīng)設(shè)活動(dòng)蓋板，以便于檢修。，在主立管的頂端，接了一個(gè)膨脹水箱，安放在屋頂或?qū)Ｓ盟鋬?nèi)。它的作用在于儲(chǔ)存或補(bǔ)充系統(tǒng)里的水熱脹冷縮的水量。此外，當(dāng)系統(tǒng)充水時(shí)，以及當(dāng)冷水被逐漸加熱時(shí)，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(gè)閥門，以便檢修放水。圖51為有兩個(gè)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(shè)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(jìn)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(jìn)口管；6回水出口管圖51 異程式系統(tǒng)管路布置：在機(jī)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(dòng)方向和空氣泡的浮升方向一致，即應(yīng)“抬頭走”，否則就會(huì)產(chǎn)生“氣塞”。，集氣罐應(yīng)設(shè)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(yùn)行時(shí)，定期手動(dòng)打開閥門將熱水中分離出來(lái)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(jī)械循環(huán)系統(tǒng)中，因?yàn)樗礁晒鼙仨毺ь^走，所以空氣都集中在每個(gè)環(huán)路的最遠(yuǎn)端，所以只能分別利用集氣罐和手動(dòng)或自動(dòng)放氣閥進(jìn)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(lái)。膨脹水箱的連接位置如圖53。在機(jī)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?yàn)檫@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(diǎn)的能量都比它高。這樣可以防止外面的空氣倒吸進(jìn)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(jī)械循環(huán)系統(tǒng)的連接方式 本設(shè)計(jì)管路布置為：引入口布置在建筑物熱負(fù)荷對(duì)稱分配的位置126室，采用有兩個(gè)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(gè)散熱器。每根立管上下設(shè)有閥門，供回水干管也設(shè)有閥門。，上有活動(dòng)蓋板，用于檢修。本章敘述了，本設(shè)計(jì)室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的管路布置和敷設(shè)要求，對(duì)后續(xù)的水力計(jì)算和暖氣片的布置具有指導(dǎo)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(jià)和系統(tǒng)的使用效果。第6章 散熱器的選型和計(jì)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(shè)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(dāng)熱媒溫度高于室內(nèi)空氣溫度時(shí)，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(duì)散熱器的基本要求，主要有以下幾點(diǎn)： 1．熱工性能好。要求散熱器的傳熱系數(shù)值要大，值越大，說(shuō)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(qiáng)度大。金屬熱強(qiáng)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(biāo)。越大，說(shuō)明散出同樣熱量時(shí)消耗的金屬量越少，成本越低、經(jīng)濟(jì)性越好。3．要求散熱器具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，承壓能力高，價(jià)格便宜，經(jīng)久耐用，使用壽命長(zhǎng)。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(duì)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(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，選擇經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、耐久、美觀的散熱器。選擇散熱器時(shí)應(yīng)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(yīng)符合要求，且外表面光滑、美觀、不易積灰。本設(shè)計(jì)選用四柱813型鑄鐵散熱器。這種散熱器金屬熱強(qiáng)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(yīng)用。布置散熱器時(shí)，應(yīng)注意下列一些規(guī)定：1．散熱器一般應(yīng)安裝在外墻的窗臺(tái)下，這樣，沿散熱器上升的對(duì)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(zhǔn)設(shè)置散熱器。在樓梯間或其他有凍結(jié)危險(xiǎn)的場(chǎng)所，其散熱器應(yīng)有單獨(dú)的立、支管供熱且不得裝設(shè)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(chǎng)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(yīng)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(shí)，考慮樓梯間熱流上升的特點(diǎn)，應(yīng)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(zhǎng)翼型——7片。設(shè)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(fù)荷為： (61)通過立管的流量，按其所擔(dān)負(fù)的全部熱負(fù)荷計(jì)算，可用下式確定： Kg/h (62)式中——立管的總熱負(fù)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(dòng)方向最后一組散熱器為i=1)，可按下式計(jì)算： (63)式中——流出第i組散熱器的水溫； ——沿水流動(dòng)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(jì)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(jì)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(gè)房間，總負(fù)荷為，立管Lz1的一層熱負(fù)荷為 26層的熱負(fù)荷分別為、第7層的熱負(fù)荷為。由水力計(jì)算得知，立管Lz1的實(shí)際溫降為。根據(jù)式（63）計(jì)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(jìn)出水溫度計(jì)算方法如上所述，計(jì)算結(jié)果列于表61(本章最后)。已知， 。查[1]附錄，對(duì)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(jì)算片數(shù)n′為：查[1]附錄，當(dāng)散熱器片數(shù)大于20片時(shí)，β1＝。因此實(shí)際所需散熱面積為：實(shí)際采用