供热工程⑴.docx

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供热工程⑴

供热工程

第一篇　室内供暖系统

第一节　自然循环热水供暖系统

第二节　机械循环热水供暖系统

第三节　高层建筑供暖系统

第四节　室内热水供暖系统管路布置和敷设要求

第五节　供暖施工图

第二章　供暖系统设计热负荷

第一节　供暖系统设计热负荷

第二节　围护结构传热耗热量

第三节　冷风渗透耗热量

第四节　高层建筑冷风渗透耗热量

第五节　冷风侵入耗热量

第六节　围护结构的最小与经济传热阻

第三章　供暖系统的散热设备及附属设备

第一节　散热器

第二节　辐射采暖

第三节　暖风机

第四节　热水供暖系统的附属设备

第四章　室内热水供暖系统的水力计算

第一节　管路水力计算的基本原理

第二节　室内热水供暖系统水力计算的任务和方法

第三节　自然循环热水供暖系统的水力计算

第四节　机构循环热水供暖系统的水力计算

第五章　室内热水供暖系统施工图及设计计算实例

第六章　室内蒸汽供暖系统

第一节　蒸汽供暖系统的特点及分类

第二节　室内低压蒸汽供暖系统

第三节　室内高压蒸汽供暖系统

第四节　蒸汽供暖系统的管路布置

第五节　蒸汽供暖系统的附属设备

第七章　室内蒸汽供暖系统的水力计算

第一节　室内低压蒸汽供暖系统的水力计算

第二节　室内高压蒸汽供暖系统的水力计算

第二篇　集中供热系统

第八章　集中供热系统

第一节　集中供热系统方案的确定

第二节　集中供热系统的热负荷

第三节　集中供热系统的年耗热量

第四节　集中供热系统的形式

第九章　室外热水供热管网的水力计算

第一节　室外热水供热管网水力计算的基本原理

第二节　室外热水供热管网水力计算方法及例题

第十章　热水网路的水压图和定压方式

第一节　绘制水压图的基本原理

第二节　绘制水压图的要求、方法和步骤

第三节　用户与热网的连接形式

第四节　热水网路的定压方式

第五节　循环水泵和补给水泵的选择

第十一章　热水供热系统的水力工况和供热调节

第一节　热水网路的水力失调

第二节　热水网路的水力稳定性

第三节　热水供热系统的供热调节

第十二章　集中供热系统的热力站及系统的主要设备

第一节　集中供热系统的热力站

第二节　集中供热系统的主要设备

第十三章　供热管道的布置与敷设

第一节　供热管道的布置形式及管网的平面布置

第二节　供热管道的敷设

第三节　供热管道的排水、放气与疏水装置

第四节　管道的热膨胀及补偿器

第五节　管道支座

第六节　供热管道的保温

第七节　供热管道的检查室及检查平台

第八节　室外供热管网的平面图与纵断面图

第十四章　供热系统的验收、启动、运行和故障处理

第一节　供热系统的验收

第二节　室外热水管网的启动

第三节　供热系统的运行

第四节　供暖系统的故障处理

第一篇　室内供暖系统

供暖就是根据热平衡的原理，在冬季以一定方式向建筑物供应热量，以维持人们日常生活、工作和生产活动所需的环境温度。

第一章　室内热水供暖系统

供暖系统常用的热媒有水、蒸汽和空气。

以热水作为热媒的供暖系统称为热水供暖系统。

热水供暖系统的热能利用率较高，输送时无效损失较小，散热设备不易腐蚀，使用周期长，且散热设备表面温度低，符合卫生要求。

系统运行安全，易于实现供水温度的集中调节，系统蓄热能力高，散热均衡，适于远距离输送。

热水供暖系统按热水参数的不同分为低温热水供暖系统（供水温度低于100℃，供水一般为95℃，回水一般为70℃）和高温热水供暖系统（供水温度高于100℃，国内一般供水为110-150℃，回水为70℃）。

热水供暖系统按循环动力的不同，可分为自然循环和机械循环系统。

目前应用最广泛的是机构循环热水供暖系统。

采暖工程分类

按照不同的载热体，采暖可分为：

热水采暖

热水采暖是以水为热媒的采暖系统。

热水采暖的优点是节省燃料、室内温度稳定、效果良好。

热水采暖因升温和降温都比较缓慢，从而使室内温度波动较小，保持了室内温度相对均匀。

热水采暖一般用于锅炉房较近的宿舍及公共建筑中。

热水采暖按循环方式，又可分为自然循环（重力循环）和机械循环（强制循环）两种。

自然循环是水沿着管道流动，依靠热水和回水的重力差，形成压力而不断循环。

机械循环是依靠消耗的机械能，使水不断循环。

蒸汽采暖

蒸汽采暖是以水蒸气为热媒的采暖系统。

蒸汽采暖的特点是热惰性小，系统热得快，冷得也快，故室内温度波动较大。

其次是室内较干燥，卫生效果差。

蒸汽采暖一般多用于焦距而短暂采暖的建筑物。

如礼堂、剧场及一般生产车间等。

蒸汽采暖可分为低压蒸汽采暖（压力≤0.7MPa）和高压蒸汽采暖（压力＞0.7MPa），同时在系统末端都分别装有疏水器，以便将冷凝水排出，将蒸汽阻止。

辐射采暖

辐射采暖是用放热的辐射板，将辐射热直接辐射到车间的下部或操作地点，以保持操作地点具有一定的温度。

该采暖方式节省燃料和钢材。

采暖系统的供热方式

采暖系统的管道常用布置形式如下：

上行下给式：

这种系统又称上分式供热系统。

它是将热媒从室外送入建筑物的顶层，然后再由顶层分别送给各层的散热器。

下行上给式：

这种系统又称下分式供热系统。

这种系统是热媒从室外进入建筑物底层，再由分立管送到顶层，然后再由各支管分别送给各层的散热器。

中行上给下给式：

这种系统又称中分式供热系统。

它是将热媒送入建筑物的中层，再由中层送至顶层和底层的立、支管，然后由支管进入散热器。

水平单管串联式：

该系统省工省料。

第一节　自然循环热水供暖系统

一、自然循环热水供暖系统的工作原理

假设整个系统有一个加热中心（锅炉）和一个冷却中心（散热器），用供、回水管路把散热器和锅炉连接起来。

在系统的最高处连接一个膨胀水箱，用来容纳水受热膨胀而增加的体积。

运行前，先将系统内充满水，水在锅炉中被加热后，密度减小，水向上浮升，经供水管道流入散热器。

在散热器内热水被冷却，密度增加，水再沿回水管道返回锅炉。

在水的循环流动过程中，供水和回水由于温度差的存在，产生了密度差，系统就是靠供、回水的密度差作为循环动力的。

这种系统称为自然（重力）循环热水供暖系统。

分析该系统循环作用压力时，假设锅炉是加热中心，散热器是冷却中心，可以忽略水在管路中流动时管壁散热产生的水冷却，认为水温只是在锅炉和散热器处发生变化。

假想回水管路的最低点断面A-A处有一阀门，若阀门突然关闭，A-A断面两侧会受到不同的水柱压力，两侧的水柱压力差就是推动水在系统中循环流动的自然循环作用压力。

自然循环作用压力的大小与供、回水的密度差和锅炉中心与散热器中心的垂直距离有关。

低温热水供暖系统，供、回水温度一定（95/70℃）时，为了提高系统的循环作用压力，锅炉的位置应尽可能地降低。

自然循环系统的作用压力一般都不大，作用半径以不超过50m为好。

二、自然循环热水供暖系统的形式及作用压力

上供下回式系统的供水干管敷设在所有散热器之上，回水干管敷设在所有散热器之下。

无论是自然循环还是机械循环热水供暖系统，都应考虑系统充水时，如果未能将空气完全排净，随着水温的升高或水在流动中压力的降低，水中溶解的空气会逐渐析出，空气会在管道的某些高点处形成气塞，阻碍水的循环流动。

空气如果积存于散热器中，散热器就会不热。

另外，氧气还会加剧管路系统的腐蚀。

所以，热水供暖系统应考虑如何排空气。

自然循环上供下回式热水供暖系统供水总立管的最上部设置膨胀水箱，其作用除了容纳水受热膨胀而增加的体积外，还可以采用来排除系统内的空气。

在自然循环系统中，水的循环作用压力较小，流速较低，水平干管中水的流速小于0.2m/s，而干管中空气气泡的浮升速度为0.1-0.2m/s，立管中约为0.25m/s，一般超过了水的流动速度，因此空气能逆着水流方向向高处聚焦排除。

自然循环上供下回式热水供暖系统的供水干管应顺水流方向设下降坡度，坡度值为0.5%-1.0%。

散热器支管也应沿水流方向设下降坡度，以便空气能逆着水流方向上升，聚焦到供水干管最高处设置的膨胀水箱排除。

回水干管应该有向锅炉方向下降的坡度，以便于系统停止运行或检修时，能通过回水干管顺利泄水。

坡度值0.5%-1.0%。

双管上供下回式系统，其特点是各层散热器都并联在供、回水立管上，热水直接流经供水干管、立管进入各层散热器，冷却后的回水经回水立管、干管直接流回锅炉，如果不考虑水在管道中的冷却，则进入各层散热器的水温相同。

通过上层散热器环路的作用压力比下层的大。

在双管自然循环系统中，虽然各层散热器的进出水温相同（忽略水在管路中的沿途冷却），但由于各层散热器到锅炉之间的垂直距离不同，就形成了上层散热器环路作用压力大于下层散热器环路的作用压力。

如果选用不同管径仍不能使上下各层阻力平衡，流量就会分配不均匀，必然会出现上层过热，下层过冷的垂直失调问题。

楼层越多，垂直失调问题就越来越严重。

进行双管系统的水力计算时，必须考虑各层散热器的自然循环作用压力差，也就是考虑垂直失调产生的附加压力。

单管系统的特点是热水进入立管后，由上向下顺序流过各层散热器，水温逐层降低，各组散热器串联在立管上。

每根立管（包括立管上各组散热器）与锅炉、供回水干管形成一个循环环路，各立管环路是并联关系。

自然循环热水供暖系统结构简单，操作方便，运行时无噪声，不需要消耗电能。

但它的作用半径小，系统所需半径大，初投资较高。

当循环系统作用半径较大时，应考虑采用机械循环热水供暖系统。

第二节　机械循环热水供暖系统

机械循环热水供暖系统设置了循环水泵，为水循环提供动力。

这虽然增加了运行管理费用和电耗，但系统循环作用压力大，管径较小，系统的作用半径会显著提高。

机械循环上供下回式系统，系统中设置了循环水泵、膨胀水箱、集气罐和散热器等设备。

现比较机械循环系统与自然循环系统的主要区别：

⑴循环动力不同。

机械循环系统靠水泵提供动力，强制水在系统中循环流动。

循环水泵一般设在锅炉入口前的回水干管上，该处水温最低，可避免水泵出现气蚀现象。

⑵膨胀水箱连接点和作用不同。

机械循环系统膨胀水箱设在系统的最高处，水箱下部接出的膨胀管连接在循环水泵入口前的回水干管上。

其作用除了容纳水受热膨胀而增加的体积外，还能恒定水泵入口压力，保证水泵入口压力稳定。

机械循环系统不能像自然循环系统那样，将水箱的膨胀管接在供水总立管的最高处。

⑶排水方式不同。

机械循环系统中水流速度较大，一般都超过水中分离出的空气泡的浮升速度，易将空气泡带入立管引起气塞。

所以机械循环上供下回式系统水平敷设的供水干管应沿水流方向设上升坡度，坡度值不小于0.002，一般为0.003。

在供水干管末端最高点处设置集气罐，以便空气能顺利地和水流同方向流动，集中到集气罐处排除。

回水干管也应采用沿水流方向设下降的坡度，坡度值不小于0.002，一般为0.003，以便集中泄水。

一、机械循环热水供暖系统的形式

机械循环热水供暖系统，按管道敷设方式的不同，分为垂直式和水平式系统。

1、垂直式系统

⑴上供下回式

上供下回式机械循环热水供暖系统也有单管和双管两种形式。

双管式系统:

双管系统的垂直失调问题在机械循环热水供暖系统中仍然存在。

设计计算时必须考虑各层散热器并联环路之间的作用压力差。

单管式系统：

①立管为单管顺流式，特点是：

热水顺序流过各层散热器，水温逐层降低。

该系统散热器支管上不允许安阀门，不能进行个体调节。

②立管为单管跨越式，立管中的水一部分流入散热器，另一部分直接通过跨越管与散热器的出水混合，进入下一层散热器。

该系统可以在散热器支管或跨越管上安装阀门，可调节进入散热器的流量。

适用于房间温度要求较严格，需要调节散热器散热量的系统上。

机械循环单管上供下回式热水供暖系统，形式简单，施工方便，造价低。

是一种被广泛采用的形式。

⑵双管下供下回式

双管下供下回式系统的供水干管和回水干管均敷设在所有散热器之下。

当建筑物设有地下室或平屋顶建筑物顶棚下不允许布置供水干管时，可采用这种布置形式。

下供下回式系统运行时，必须解决好空气的