供热工程中级职称复习题要点.docx
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供热工程中级职称复习题要点
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
、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：
f1.围护结构传热耗热量1;
Q
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4；
Q
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：
V7.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Qio
此外，还会有通过其它途径散失或获得的热量ii。
Q
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/sh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。
Q/
供暖系统的设计热负荷，一般分为几部分进行计算。
式中Qij――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
a——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「C）
（2）计算屋顶和天窗耗热量时，应采用屋顶下的温度，td（C）
（3）计算门、窗和墙的耗热量时，应采用室内平均温度tpj=（tg+d）/2（C）
/t
二、供暖室外计算温度tw:
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：
一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a――围护结构的温差修正系数，见下式。
//
qKF（tntw）KF（tnth）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K2值可用下式计算：
T11W/mC
KL丄
Ro1RnRjRv
niw
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%—-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，宜采用一10%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
Q1jQ1xQg）KF（tnW）（1XchXf）W
（1Xt
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
2/
Romin
（tntwe）m.c/w
Rn
ty
式中ROmin围护结构的最小传热阻，m2.c/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，C
tw.e――冬季围护结构室外计算温度，Co
冬季围护结构室外计算温度，按围护结构热惰性指标D值分成四个等
tw.e
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tw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DV6的中型和轻型围护结构时，就得采用比供暖室外计算温度
w
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2o
Q
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3
V=Llnm/h
3
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，
m/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
Q2Q278VwC（tnt）W
式中V——经门、窗缝隙渗入室内的总空气量.m3/h
P供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3
c冷空气的定压比热，c=1kJ/kg・°C,
p
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一一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。
Q20.278nkVnCP（wtntw）W
3；
式中V——房间的内部体积，m;
n
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一一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
‘'3W
1jm
式中Q1j外门的基本耗热量，W
m
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。
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「C,而铸铁散热器的金属热强度一般仅为0.3W/kg•C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
"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/cm）铸铁圆翼型
散热器，不应高于0.4MPa（4kgf/ctf）。
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：
K（tpjt3）
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+sh）/2C
t
式中tsg——散热器进水温度，C
ts――散热器出水温度，C
h
对双管热水供暖系统，散热器的进、出口温度分别按系统的设计供、回水温度计算。
对单管热水供暖系统，由于每组散热器的进、出口水温沿流动方向下降，所以每组散热器的进、出口水温必须逐一分别计算
2.在蒸汽供暖系统中，当蒸汽表压力v0.03Mpa时，tpj取等于100^,当蒸汽表压力大于0.03MPa时，tpj取与散热器进口蒸汽压力相应的饱和温度。
三、散热器传热系数K及其修正系数值
散热器传热系数度K值的物理概念，是表示当散热器内热媒平均温度tpj
与室内气温相差「C时，每丨卅散热器面积所放出的热量W。
它是散热器散热能力强弱的主要标志。
1.散热器组装片数修正系数B1柱型散热器是以I0片作为实验组合标淮，整理出K、Q与厶t的关系式。
2.散热器连接形式修正系数B2：
所有散热器传热系数都是在散热器支管与散热器同侧连接，上进下出的实验状况下整理得出。
按上进下出实验公式计
算其传热系数K值时，应予以修正，亦即需增加散热而积，以B2>1值进行修
正。
3.散热器安装形式修正系数B3:
安装在房间内的散热器，可有多种方式，如敞开装置、在壁龛内、或加装遮挡罩板等。
当安装方式不同时，就改变了散热器对流放热和辐射放热的条件，因而要对K或Q值进行修正。
4、散热器表面采用涂料不同，对K值和Q值也有影响。
银料（铝粉）的辐
射系数低于调和漆，散热器表面涂调和漆时，传热系数比涂银粉漆时约高10%
左右。
5、在蒸汽供暖系统中，蒸汽在散热器内表面凝结放热，散热器表面温度较均匀，在相同的计算热媒平均温度tpj下，蒸汽散热器的传热系数K值要高于热水散热器的K值。
、
四、散热器片数或长度的确定
n=F/f（片或m）
五、考虑供暖管道散热量时，散热器散热面积的计算
供暖系统的管道敷设，有暗装和明装两种方式。
暗装供暖管道的散热量，没有进入房间内，同时进入散热器的水温降低。
六、散热器的布置
布置散热器时，应注意下列的一些规定：
1.散热器一般应安装在外墙的窗台下。
2.为防止冻裂散热器，两道外门之间，不准设置散热器。
在楼梯间或其它
有冻结危险的场所，其散热器应由单独的立、支管供热，且不得装设调节阀。
3.散热器一般应明装，布置简单。
内部装修要求较高的民用建筑可采用暗装。
托儿所和幼儿园应暗装或加防护罩，以防烫伤儿童。
4•在垂直单管或双管热水供暖系统中，同一房间的两组散热器可以串联连
接；贮藏室、盥洗室、厕所和厨房等辅助用室及走廊的散热器，可同邻室串联
连接。
两串联散热器之间的串联管直径应与散热器接口直径相同，以便流水畅
通。
5•在楼梯间布置散热器时，考虑楼梯间热流上升的特点，应尽量布置在底层或按一定比例分布在下部各层。
6•铸铁散热器的组装片数，不宜超过下列数值：
二柱（M132型）——20片；柱型（四柱）——25片；长翼型——7片。
第三节钢制辐射板
一般的铸铁散热器主要以对流散热为主，对流散热占总散热的75%左右。
在辐射供暖系统中，有一种型式是采用钢制辐射板作为散热设备。
它以辐射传
热为主，使室内有足够的辐射强度，以达到供暖的目的。
辐射板的背面处理，有另加背板内填散状保温材料、有只带块状或毡状保温材料、和背面不保温等几种方式。
钢制块状辐射板在同样的放热情况下，它的耗金属量可比铸铁散热器供暖系统节省50%左右。
带状辐射板是将单块辐射板按长度方向串联而成。
带状辐射板通常采用沿房屋的长度方向布置，长达数十米，水平或吊挂在屋顶下或屋架下弦下部。
二、钢制辐射板的散热量
钢制辐射板的散热量，包括辐射散热和对流散热两部分.
QQfdW
Q
辐射板的表面宜无光油漆为好。
应着重指出：
辐射板的加工质量，对板的散热量影响很大，特别是板面与排管应接触紧密。
如板面与排管接触不良，辐射板的表面平均温度降低很多，
整个辐射板的散热量将会大幅度下降。
三、钢制辐射板的设计与安装
实验表明：
在适当的辐射强度影响下，即使室内空气温度比采用散热器对流供暖系统的室温低2—3C，人们在房间内仍感到舒适，而无冷感。
钢制辐射板的安装，可有下列三种形式。
1•水平安装，热量向下辐射。
2.倾斜安装，倾斜安装在墙上或柱间，热量倾斜向下方辐射。
采用时应注意选择合适的倾斜角度。
一般应使板中心的法线通过工作区。
3.垂直安装，单面板可以垂直安装在墙上。
双面板可以垂直安装在两个柱
子之间，向两面散热。
第四节暖风机
一、暖风机
暖风机是由通风机、电动机及空气加热器组合而成的联合机组。
采用小型暖风机供热，为使车间温度场均匀，保持一定的断面速度，布置时宜使暖风机的射流互相衔接，使供暖房间形成一个总的空气环流；同时，室内空气的循环次数每小时不宜小于1.5次。
在暖风机热风供暖设计中，主要是确定暖风机的型号、台数、平面布置及
安装高度等。
各种暖风机的性能，即热媒参数（压力、温度等）、散热量、送风
量、出口风速和温度、射程等均可以从有关设计手册或产品样本中查出。
暖风机的台数n可按下式计算
Q台
n
Qd
式中Q――暖风机热风供暖所要求的耗热量，w;
B――选用暖风机附加的富裕系数，宜采用B=1.2—1.3;
Qd——每台暖风机的实际散热量，W;
第三章热水供暖系统
热水供暖系统，可按下述方法分类：
1•按系统循环动力的不同，可分为重力（自然）循环系统和机械循环系统。
2•按供、回水方式的不同，可分为单管系统和双管系统。
3•按热媒温度的不同，可分为低温水供暖系统和高温水供暖系统。
在我国，习惯认为：
水温低于或高于100C的热水，称为低温水，水温超过100C的热水，称为高温水。
室内热水供暖系统，大多采用低温水作为热媒。
设计供、回水温度多采用95C/70C（也有采用85C/60C）。
75/50
高温水供暖系统一般宜在生产厂房中应用。
设计供、回水温度大多采用120~130C/70C~80C。
第一节重力（自然）循环热水供暖系统（利用温度高的水往温度低的水走）一、重力循环热水供暖的工作原理及其作用压力
系统的循环作用压力为：
起循环作用的只有散热器中心和锅炉中心之间这段高度内的水柱密度差。
、重力循环热水供暖系统的主要型式
重力循环热水供暖系统主要分双管和单管两种型式。
1•系统的供水干管必须有向膨胀水箱方向上升的流向。
其反向的坡度为
0.5%~1.0%;散热器支管的坡度一般取1%。
这是为了使系统内的空气能顺利地排除，因系统中若积存空气，就会形成气塞，影响水的正常循环。
2.在重力循环系统中，水的流速较低，水平干管中流速小于]0.2m/s；在上供下回重力循环热水供暖系统充水和运行时，空气能逆着水流方向，经过供水
干管聚集到系统的最高处，通过膨胀水箱排除。
三、重力循环热水供暖双管系统作用压力的计算
总的重力循环作用压力，可用下式表示：
PzhPa
PP
式中△P——重力循环系统中，水在散热器内冷却所产生的作用压力，Pa；
△f——水在循环环路中冷却的附加作用压力，Pa。
P
重力循环热水供暖系统装置简单，运行时无噪音和不消耗电能。
但由于其作用压力小，管径大，作用范围受到限制。
重力循环热水供暖系统通常只能在
单幢建筑物中应用，其作用半径不宜超过50m。
第二节机械循环热水供暖系统
机械循环热水供暖系统与重力循环系统的主要差别：
在系统中设置了循环水泵，靠水泵的机械能，使水在系统中强制循环。
设
置了循环水泵，增加运行电费、维修工作量、供暖范围扩大，可以用于
多幢建筑，是应用最广泛的一种供暖系统。
一、垂直式系统
（一）图3—7为机械循环上供下回式热水供暖系统。
图左侧为双管式系统，右侧为单管式系统。
■''
1、在机械循环系统中，水流速度往往超过自水中分离出来的空气气泡的浮
升速度。
供水干管应按水流方向设上升坡度，在最高点设置排气装置3,将空
气排出系统外。
2、供水及回水干管的坡度，宜采用0.003,不得小于0.002。
3、回水干管的坡向与重力循环系统相同，应使系统水能顺利排出。
顺流式系统型式简单、施工方便，造价低，是国内目前一般建筑广泛应用的一种形式。
缺点是不能进行局部调节。
单管跨越式系统。
立管的一部分水量流进散热器，另一部分立管水量通过跨越管与散热器流出的回水混合，再流入下层散热器，与顺流式相比，由于只
有部分立管水量流入散热器，在相同的散热量下散热器的出水温度降低，所需的散热器面积比顺流式系统大一些。
单管跨越式由于散热器面积增加，同时在散热器支管上安装阀门，使系统造价增高，施工工序多，目前在国内只用于房间温度较严格，需要进行局部调
节散热器散热量的建筑上。
上供下回式布置合理，是最常用的一种布置形式。
下供下回式系统与上供下回式系统相比，它有如下特点：
（1）在地下室布置供水干管，管路直接散热给地下室，无效热损失小。
（2）在施工中，每安装好一层散热器即可开始供暖，给冬季施工带来很大方便。
（3）排除系统中的空气较困难。
下供下回式系统排出空气的方式主要有两种：
通过顶层散热器的冷风阀手
动分散排气，或通过专设的通气管手动或自动集中排气。
（三）机械循环中供式热水供暖系统
（四）机械循环上供下回式（倒流式）热水供暖系统
1、系统的供水干管设在下部，而回水干管设在上部，顶部还设置有顺流式膨胀水箱。
立管布置主要采用顺流式。
2、倒流式系统具有如下特点：
（1）水在系统内的流动方向是自下而上流动，与空气流动方向一致。
可通过顺流式膨胀水箱排除空气，无需设置集气罐等排气装置。
（2）对热损失大的底层房间，由于底层供水温度高，底层散热器的面积减小,便于布置。
（3）当采用高温水供暖系统时，由于供水干管设在底层，这样可降低防止高温水汽化所需的水箱标高，减少布置高架水箱的困难。
（4）在相同的立管供水温度下，散热器的面积要比上供下回顺流式系统的面积增多。
（五）机械循环混合式热水供暖系统
混合式系统是由下供下回式（倒流式）和上供下回式两组串联组成的系统由于两组系统串联，系统的压力损失大些。
这种系统一般只宜使用在连接于高温热水网路上的卫生要求不高的民用建筑或生产厂房。
（六）异程式系统与同程式系统
通过各个立管的循环环路的总长度并不相等，称为异程式系统。
异程式系统各个立管环路的压力损失较难平衡。
初调节不当时，就会出现近处立管流量超过要求，而远处立管流量不足。
在远近立管处出现流量失调引起在水平方向冷热不均的现象，称为系统的水平失调。
为了消除或减轻系统的水平失调，在供、回水干管走向布置方面，可采
用
同程式系统，特点是通过各个立管的循环环路的总长度都相等，压力损失易平衡。
在较大的建筑物中，常采用同程式系统
同程式系统管道的金属消耗量，通常要多于异程式系统。
一、水平式系统
水平式系统的排气方式要比垂直式上供下回系统复杂些。
它需要在散热器上设置冷风阀分散排气，或在同一层散热器
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