供热工程中级职称复习题.docx
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供热工程中级职称复习题
第一章供暖系统的设计热负荷
第一节供暖系统设计热负荷
一、冬季供暖通风系统的热负荷，应根据建筑物或房间的得、失热量确定：
失热量有：
1．围护结构传热耗热量Q1；
2．加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量Q2，称冷风渗透耗热量；
3．加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量Q3，称冷风侵入耗热量；
4．水分蒸发的耗热量Q4；
5．加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量Q5；
6．通风耗热量。
通风系统将空气从室内排到室外所带走的热量Q6；
得热量有：
7．生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q7；
8．非供暖通风系统的其它管道和热表面的散热量Q8，
9．热物料的散热量Q9；
10．太阳辐射进入室内的热量Q10
此外，还会有通过其它途径散失或获得的热量Q11。
二、对于没有由于生产工艺所带来得失热量而需设置通风系统的建筑物或房间（如一般的民用住宅建筑、办公楼等），建筑物或房间的热平衡就简单多了。
失热量Qsh只考虑上述太阳辐射的热量不同而对基本耗热量进行的修正。
供暖系统的设计热负荷，一般分为几部分进行计算。
式中——围护结构的基本耗热量；
——围护结构的附加（修正）耗热量。
第二节围护结构的基本耗热量
围护结构基本耗热量，可按下式计算
W
α——围护结构的温差修正系数
一、室内计算温度tn
（一）、室内计算温度是指距地面2米以内人们活动地区的平均空气温度。
对于高度较高的生产厂房，由于对流作用，上部空气温度必然高于工作地区温度，通过上部围护结构的传热量增加。
因此，当层高超过4m的建筑物或房间，冬季室内计算温度tn，应按下列规定采用：
（1）计算地面的耗热量时，应采用工作地点的温度，tg（℃）
（2）计算屋顶和天窗耗热量时，应采用屋顶下的温度，td（℃）
（3）计算门、窗和墙的耗热量时，应采用室内平均温度tp.j=（tg+td）/2（℃）
二、供暖室外计算温度：
目前国内外选定供暖室外计算温度的方法，可以归纳为两种：
—是根据围护结构的热惰性原理，另一种是根据不保证天数的原则来确定。
三、温差修正系数a值
计算与大气不直接接触的外围护结构基本耗热量时，为了统一计算公式，采用了系数α——围护结构的温差修正系数，见下式。
W
四、围护结构的传热系数K值
1．匀质多层材料（平壁）的传热系数K值。
传热系数K值可用下式计算：
W/m2℃
2．地面的传热系数。
室内地面的传热系数（热阻）随着离外墙的远近而有变化，但在离外墙约8米以远的地面，传热量基本不变。
把地面沿外墙平行的方向分成四个计算地带。
五、围护结构传热面积的丈量
1、外墙面积的丈量，高度从本层地面算到上层的地面。
对平屋顶的建筑物，最顶层的丈量是从最顶层的地面到平屋顶的外表面的高度；而对有闷顶的斜屋面，算到闷顶内的保温层表面。
外墙的平面尺寸，应按建筑物外廓尺寸计算。
两相邻房间以内墙中线为分界线。
2、门、窗的面积按外墙外面上的净空尺寸计算。
3、闷顶和地面的面积，应按建筑物外墙以内的内廓尺寸计算。
对平屋顶，顶棚面积按建筑物轮廓尺寸计算。
4、地下室面积的丈量，位于室外地面以下的外墙，其耗热量计算方法与地面的计算相同，但传热地带的划分，应从与室外地面相平的墙面算起，以及把地下室外墙在室外地面以下的部分，看作是地下室地面的延伸。
第三节围护结构的附加（修正）耗热量
附加（修正）耗热量有朝向修正、风力附加和高度附加耗热量等。
一、朝向修正耗热量
朝向修正耗热量是考虑建筑物受太阳照射影响而对围护结构基本耗热量的修正。
《暖通规范》规定：
宜按下列规定的数值，选用不同朝向的修正率
北、东北、西北0—10％；东南、西南-10％一-15％
东、西-5%；南-15％一-30％。
选用上面朝向修正率时，应考虑当地冬季日照率、建筑物使用和被遮挡等情况。
对于冬季日照率小于35％的地区，东南、西南和南向修正率，宜采用—10％一0％，东、西向可不修正。
二、风力附加耗热量
风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对围护结构基本耗热量的修正。
《暖通规范》规定：
在一般情况下，不必考虑风力附加。
只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别突出的建筑物，才考虑垂直外围结构附加5％一10％。
三、高度附加耗热量
高度附加耗热量是考虑房屋高度对围护结构耗热量的影响而附加的耗热量。
四、《暖通规范》规定：
民用建筑和工业辅助建筑物（楼梯间除外）的高度附加率，当房间高度大于4m时，高出1m应附加2％，但总的附加率不应大于15％。
综合上述，建筑物或房间在室外供暖计算温度下，通过围护结构的总耗热量，可用下式综合表示
W
第四节围护结构的最小传热阻与经济传热阻
除浴室等相对湿度很高的房间外，围护结构内表面温度值应满足内表面不结露的要求。
内表面结露，可导致耗热量增大和使围护结构易于损坏。
一、室内空气温度与围护结构内表面温度的温度差还要满足卫生要求。
工程设计中，规定了在不同类型建筑物内，冬季室内计算温度与外围护结构内表面的允许温度差值。
围护结构的最小传热阻应按下式确定
m2．℃／w
式中R0min——围护结构的最小传热阻，m2．℃／w；
△ty——供暖室内计算温度与围护结构内表面温度的允许温差，℃
tw.e——冬季围护结构室外计算温度，℃。
冬季围护结构室外计算温度tw.e，按围护结构热惰性指标D值分成四个等级来确定。
1．当采用D＞6的围护结构（所谓重质墙）时，采用供暖室外计算温度作为校验围护结构最小传热阻的冬季室外计算温度。
2．当采用D＜6的中型和轻型围护结构时，就得采用比供暖室外计算温度
第五节冷风渗透耗热量
在风力和热压造成的室内外压差作用下，室外的冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内，被加热后逸出。
把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量，称为冷风渗透耗热量Q2‘。
影响冷风渗透耗热量的因素：
门窗构造、门窗朝向等。
计算冷风渗透耗热量的常用方法有缝隙法、换气次数法和百分数法。
一、按缝隙法计算多层建筑的冷风渗透耗热量
1、对多层建筑，可通过计算不同朝向的门、窗缝隙长度以及从每米长缝隙渗入的冷空气量，确定其冷风渗透耗热量。
这种方法称为缝隙法。
冷风渗透空气量
V＝Llnm3／h
式中L——每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，按当地冬季室外平均风速，m3／h；
l——门、窗缝隙的计算长度，m；
n——渗透空气量的朝向修正系数。
2、门、窗缝隙的计算长度：
当房间仅有一面或相邻两面外墙时，全部计入其门、窗可开启部分的缝隙长度，当房间有相对两面外墙时，仅计入风量较大一面的缝隙；当房间有三面外墙时，仅计入风量较大的两面的缝隙。
3、冷风渗透耗热量Q2‘，可按下式计算
W
式中V——经门、窗缝隙渗入室内的总空气量．m3／h
ρW——供暖室外计算温度下的空气密度，kg／m3
cp——冷空气的定压比热，c＝1kJ／kg·℃，
0.278——单位换算系数，1kJ／h=0.278W
二、用换气次数法计算冷风渗透耗热量——用于民用建筑的概算法
按房间换气次数来估算该房间的冷风渗透耗热量。
w
式中Vn——房间的内部体积，m3；；
nk一一房间的换气次数，次／h
三、用百分数法计算冷风渗透耗热量——用于工业建筑的概算法
由于工业建筑房屋较高，冷风渗透量可根据建筑物的高度及玻璃窗的层数，进行估算。
第六节冷风侵入耗热量
在冬季受风压和热压作用下，冷空气由开启的外门侵入室内。
把这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量称为冷风侵入耗热量。
根据经验总结，冷风侵入耗热量
W
式中——外门的基本耗热量，W；
N——冷风侵入的外门附加率，
1、外门附加率，只适用于短时间开启的、无热风幕的外门。
2、对于开启时间长的外门，冷风侵入量Vw可根据《工业通风》等原理进行计算冷风侵入耗热量。
3、对建筑物的阳台门不必考虑冷风侵入耗热量。
外门布置状况
附加率
一道门
65n%
两道门（有门斗）
80n%
三道门（有两个门斗）
60n%
公共建筑和厂房的主要出入口
500n%
第二章供暖系统的散热设备
散热器、钢制辐射板和暖风机。
第一节散热器
对散热器的基本要求：
1．热工性能方面的要求散热器的传热系数K值越高，说明其散热性能越好。
提高散热器的散热量，增大散热器传热系数的方法，可以采用增加外壁散热面积（在外壁上加肋片）、提高散热器周围空气流动速度和增加散热器向外辐射强度等途径。
2．经济方面的要求，散热器传给房间的单位热量所需金属耗量越少，成本越低，其经济性越好。
3．安装使用和工艺方面的要求
4．卫生和美观方面的要求散热器外表光滑，不积灰和易于清扫，散热器的装设不应影响房间观感。
5．使用寿命的要求散热器应不易于被腐蚀和破损，使用年限长。
一、铸铁散热器
铸铁散热器长期以来得到广泛应用。
它具有结构简单，防腐性好，使用寿命长以及热稳定性好的优点；但其金属耗量大、金属热强度低于钢制散热器。
（一）翼型散热器
翼型散热器制造工艺简单，长翼型的造价也较低；但翼型散热器的金属热强度和传热系数比较低，外形不美观，灰尘不易清扫，特别是它的单体散热量较大，设计选用时不易恰好组成所需的面积。
（二）柱型散热器
柱型散热器与翼型散热器相比，其金属热强度及传热系数高，外形美观，易清除积灰，容易组成所需的面积，因而它得到较广泛的应用。
二、钢制散热器
钢制散热器与铸铁散热器相比的特点：
1．金属耗量少。
金属热强度可达0.8~1.0W／kg·℃，而铸铁散热器的金属热强度—般仅为0.3W／kg·℃左右。
2．耐压强度高。
铸铁散热器的承压能力一般Pb=0.4一0.5MPa。
钢制板型及柱型散热器的最高工作压力可达0.8Mpa。
3．外形美观整洁，占地小，便于布置，如板型和扁管型散热器还可以在其外表面喷刷各种颜色的图案，与建筑和室内装饰相协调。
4．除钢制柱型散热器外，钢制散热器的水容量较少，热稳定性差些。
在供水温度偏低而又采用间歇供暖时，散热效果明显降低。
5．钢制散热器的主要缺点是容易被腐蚀，使用寿命比铸铁散热器短。
在蒸汽供暖系统中不应采用钢制散热器。
对具有腐蚀性气体的生产厂房或相对湿度较大的房间，不宜设置钢制散热器（原电池？
）。
铸铁柱型散热器是目前国内应用最广泛的散热器。
三、散热器的选用
设计选择散热器时，应符合下列原则性的规定：
1．散热器的工作压力，当以热水为热媒时，不得超过制造厂规定的压力值。
铸铁柱型和长翼型散热器的工作压力，不应高于0.2MPa（2kgf/c㎡），铸铁圆翼型散热器，不应高于0．4MPa（4kgf／c㎡）。
2．在民用建筑中，宜采用外形美观，易于清扫的散热器。
3．在放散粉尘或防尘要求较高的生产厂房，应采用易于清扫的散热器。
4．在具有腐蚀性气体的生产厂房或相对湿度较大的房间，宜采用铸铁散热器。
5．热水系统采用钢制散热器时，应采取必要的防腐措施（如表面喷涂，补给水除氧等措施），蒸汽采暖系统不得采用钢制柱型、板型和扁管等散热器。
第二节散热器的计算
散热器计算是确定供暖房间所需散热器的面积和片数。
一、散热面积的计算
散热器散热面积F按下式计算：
二、散热器内热媒平均温度tpj
散热器内热媒平均温度tpj随供暖热媒（蒸汽或热水）参数和供暖系统形式而定。
1．在热水供暖系统中，tpj为散热器进出口水温的算术平均值。
tpj=（tsg+tsh）/2℃
式中tsg——散热
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