《供热工程》课件.ppt

1、供热工程供热工程（1）安徽工业大学安徽工业大学 工商学院工商学院建筑环境与设备工程建筑环境与设备工程张张 治治1绪绪 论论一、一、供热工程的发展概况供热工程的发展概况1.火的发明 2.蒸汽机 3.发电厂 4.地热能 5.原子能 二、我国供热事业的发展二、我国供热事业的发展2三、三、供热工程供热工程的主要内容与任务的主要内容与任务1供热工程分为供暖学和供热学供热工程分为供暖学和供热学（1）供暖学：供暖就是用人工的方法向室内供给热量，保持一定的室内温度，以创造适宜的生活或工作环境。（2）供热学：主要是研究把热能从热源向一个城镇或较大区域供应热能的管道设计等工程技术。2供暖系统供暖系统 供暖系统分为

2、局部供暖系统和集中供暖系统。供暖系统分为局部供暖系统和集中供暖系统。（1）局部供暖系统：（2）集中供暖系统：3 43.供热工程供热工程的目的的目的3.1目的 利用热媒将热能从热源输送到各热用户 563.2组成组成 室外供热网路+室内供暖系统 3.3供暖与采暖供暖与采暖供暖：采暖：4集中供热系统集中供热系统集中供热系统由热源、热网、热用户三大部分组成。7(a)(b)(c)(d)(e)1256791011834补水补水供水管供水管回水管回水管（1）区域锅炉房集中供热系统：）区域锅炉房集中供热系统：8（2）热电厂集中供热系统：）热电厂集中供热系统：1234 56789109四、本课程的业务范围四、本

3、课程的业务范围1民用及工业建筑采暖通风与空调系统2厂区与城市集中供热3中小型锅炉房工艺部置10五、本课程章节安排的主要内容五、本课程章节安排的主要内容第一篇：供暖工程第14章：热水供暖系统第5章：蒸汽供暖系统第二篇：集中供热第67章：集中供热的热负荷及系统形式第810章：热水供热系统第11章：蒸汽供热系统第1214：供热管网设计第15章：集中供热系统的热源11六、本课程的特点六、本课程的特点（在我国主要用于三北地区：东北；华北；西北）特点可用三个字来形容：“简简”；“烦烦”；“乱乱”简简：简单，指原理及推演出来的计算公式简单烦烦：烦杂，指内容繁多，问题比较琐碎乱乱：混乱，指内容易混，知识点较多

4、，问题也多七、参考文献七、参考文献1实用供热通风设计手册（上下册）2城市供热手册3采暖通风与空气调节设计规范，2003年11月，2004年1月发行4供热通风与空调制冷技术措施5采暖通风设计选用手册国标图集6采暖与卫生工程施工及验收规范12思考题：思考题：1、供热工程主要研究的内容有哪些？2、供热工程如何分类？3、我国城市供热工程的发展历程如何？4、如何学好供热工程这门课程？13第一篇第一篇 供暖工程供暖工程Chp1.供暖系统的设计热负荷供暖系统的设计热负荷1.1 供暖系统设计热负荷供暖系统设计热负荷一基本概念一基本概念1供暖房间热平衡供暖房间热平衡（1）定义：）定义：就是得到的热量等于供暖房间

5、失去的热量，可简单地写成：得热量=失热量（2）得热与失热的途径分析）得热与失热的途径分析14失热途径：失热途径：围护结构的传热耗热量，记作门窗缝隙的冷风渗透耗热量，记作门窗打开时的冷风侵入耗热量，记作其它失热，如：水份蒸发；冷物体进入房间以及通风系统把室内空气排到室外所带走的热量，记作 得热途径：得热途径：太阳辐射得热，记作 房间内机器发热，记作 人体散热，记作 1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q15其它途径，记作失热量 得热量2供暖系统热负荷供暖系统热负荷定义：指在某一室外温度（）下，为了保持室内要求的温度（），保持房间热平衡，供暖系统单位时间向房间供给的热量。3供暖系统设计热负荷供暖系统设计热负

6、荷定义：指在某一室外温度（）下，为了保持室内要求的温度（），保持房间热平衡，供暖系统单位时间向房间供给的热量。8Q1234QQQQ5678QQQQwtntntwt164设计热负荷计算公式设计热负荷计算公式二注意事项二注意事项1只有经常性的得热量才计算；2间歇开的得热量应按它的工作小时的平均值进行计算；3人体散热只有在一些特殊场合才进行计算。12345678()()QQQQQQQQQ17三供暖系统设计热负荷的确定三供暖系统设计热负荷的确定1工业建筑工业建筑2民用建筑民用建筑或者简写为：12345678()()QQQQQQQQQ1235()QQQQQ123QQQQ181.2 围护结构的传热耗热量围

7、护结构的传热耗热量 1通过围护结构的传热通过围护结构的传热2通过围护结构的传热实情分析通过围护结构的传热实情分析3.围护结构传热的理论模型围护结构传热的理论模型 假定为稳态传热模型 1.3.2.ndnfwfwdaaaa 内表面吸热外表面放热墙体导热对流辐射辐射对流导热系数对流换热系数辐射换热系数19204.围护结构传热耗热量二围护结构的基本传热耗热量二围护结构的基本传热耗热量 1.定义：定义：3个假设条件下的 ，即在计算时间内，室内气温、室外气温、以及其它传热过程参数都不随时间而变化。2.计算公式计算公式3.某一层房间的围护结构基本传热耗热量某一层房间的围护结构基本传热耗热量 1Q1Q1.()

8、.jnwQKF tta1.()jnwQK F tta214.注意事项注意事项朝向以及围护结构材料不同，温差修正系数有不同的划分；当 5时，可不计，当传热量大于该房间热负荷的10时，尚应计算其传热量。（2004年新规范）三公式各项讨论三公式各项讨论1.室内计算温度室内计算温度（1）定义：指室内距地面2米以内人们活动地区的平均空气温度（2）选取标准民族习惯不同，选取标准不同；1.jQnt()nwtt22生活水平高低不同，生活水平高，取值较高；作业情况不同，选取标准不同，特别对于工业建筑：（3）的确定（2004.1新规范，在1624）nt1821161814161214cccc轻 作 业中 作 业重

9、 作 业过 重 作 业nt23民用及工业辅助建筑的冬季室温要求民用及工业辅助建筑的冬季室温要求:序号房间名称室温（）序号房间名称室温（）1卧室和起居室16186存衣室162厕所、盥洗室127哺乳室203食堂148淋浴室254办公室、休息室16189淋浴室的换衣室235技术资料室1610女工卫生室23242.供暖室外计算温度供暖室外计算温度（1）定义）定义：在冬季为确定在规定的室内计算温度 条件下的围护结构传热耗热量而依据的室外温度，叫供暖室外计算温度 。（2）选取标准）选取标准 有两种确定方法：根据围护结构的热惰性原理来确定；根据不保证天数的原则来确定。（3）的确定的确定 3.温差修正系数温差

10、修正系数 (见P407附录12)ntwtwtaattKFQwnj)(.125（1）地面传热系数）地面传热系数机理机理：地面各区域传热热阻不同：261-127地 带R0K0m2/WW/（m2）第一地带2.150.47第二地带4.300.23第三地带8.600.12第四地带14.20.07非保温地面的传热系数和换热阻非保温地面的传热系数和换热阻2829说明说明：不是所有房间的地面都有4个地带，有的没有第4地带，有的却全都是第4个地带。墙角小方块的传热量应计算两次；带保温层的保温地面，在计算地面传热系数K时，应把保温层算上。传热系数传热系数K：niiiKK01130（2）一维导热围护结构的传热系数）

11、一维导热围护结构的传热系数常用围护结构的 值多层匀质材料的 值计算KK31111wiinaaKfndnnaaa.fwdwwaaa.31（3）低限热阻和经济热阻）低限热阻和经济热阻低限热阻（最小传热阻）定义：定义：供暖房间内不透明的围护结构，使内部不结露和达到卫生标准的最低热阻，用 来表示，其计算公式用下式来表达：按教材P409附录1-6选取。min.0R.0.min.nwenwennnnyttttRaRaRttnnyttyt32 的确定方法由教材中的表格来确定，其值是根据围护结构热惰性指标D的取值范围不同而取不同的计算标准，其值按下式计算：热惰性指标热惰性指标D 围护结构各层材料的蓄热系数，；

12、围护结构各层材料的传热热阻，。iniiSRD.1ewt.iSiR2 0/.W m cWcm/.0233经济热阻经济热阻定义：定义：在一个规定的年限内，使建筑物的建造费用和经营费用之和最小的维护结构传热阻称为围护结构的经济传热阻。解释：解释：使用保温材料，导热系数 减小时，建造费用就会上升，而运行费用就会降低，但在一定的使用年限内有一个最小的费用。34例例13（P28）校核围护结构传热阻是否满足最小传热阻的要求校核围护结构传热阻是否满足最小传热阻的要求首先要判断维护结构属于哪种类型 类维护结构：最小传热阻计算公式：最后得到：满足要求 min.4.06.0pwewttt.0.min.nwenwen

13、nnnyttttRaRaRttWCmR/575.02min.00Rmin.0R35四围护结构修正耗热量四围护结构修正耗热量1.朝向修正（朝向修正（）chX36修正结果：说明说明:选用朝向修正率，要考虑当地冬季日照率以及建筑物使用情况和被遮挡情况；冬季日照率小于35的地区，东南，西南和南向修正率宜采用-100，东、西可不进行修正。2风力修正（风力修正（）修正后结果：)1(.1chjXQfX)1.(.1fchjXXQ37修正说明：修正说明：1、垂直围护结构，取510；2、风力 时，可不考虑附加；3、建在高地，海岸，河边及旷野上，风力 时，才考虑垂直外围护结构的附加耗热量。fXsm/4sm/4383

14、.高度修正率高度修正率（）对于房间高度时，不需进行修正，但当 ，每增加1米，则增加2，但总量不超过15。总的围护结构传热耗热量：由下式求得：gXmh4mh4)1()1(.11fchjgXXQXQ.1 jQ)(.1wnjttaKFQ391.3 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量一定义一定义: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缝隙渗入室内，被加热后又从门窗缝隙逸出，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，我们用字母 表示。热压：热压：2Q40二计算方法二计算方法3种方法：种方法：缝隙法；换气次数法;百分数法 1.缝隙法：缝隙法：通过计算不同朝向的门窗缝

15、隙的长度以及从每米长缝隙渗入的冷空气量来确定其耗热量。每米长缝隙渗入空气量，可用字母L来表示风量，单位是渗入风量：朝向修正系数朝向修正系数:，由教材P409附录1-5查取hmm./3nnlLV.41门窗类型冬 季 室 外 平 均 风 速 （m/s）123456单层木窗1.02.03.14.35.56.7双层木窗0.71.42.23.03.94.7单层钢窗0.61.52.63.95.26.7双层钢窗0.41.11.82.73.64.7推拉铝窗0.20.51.01.62.32.9平开铝窗0.00.10.30.40.60.8每米门、窗缝隙渗入的空气量每米门、窗缝隙渗入的空气量m3/(mh)0L注：注

16、：1.每米外门缝隙渗入的空气量，为表中同类型外窗的两倍。每米外门缝隙渗入的空气量，为表中同类型外窗的两倍。2.当有密封条时，表中数据可乘以当有密封条时，表中数据可乘以0.50.6的系数。的系数。42 就可用表达式:来计算。注注：室外计算温度下的空气密度，（）冷空气定压比热，（）2Q)(278.02wnpwttcVQw3/mkgpcckgkj./43说明说明：0.278是单位换算系数：其值是由1000/36000.278 而来。也就是由 而来。2换气次数法换气次数法计算公式计算公式：式中：房间的内部体积，（）；房间的换气次数，（）；)(278.02wnwpnkttCVnQnVkn3mh/次VLn

17、)(换气次数WhKJ278.0/144房间类型一面有外窗房间二面有外窗房间三面有外窗房间门 厅n0.50.51.01.01.52换气次数（次换气次数（次/h）453.百分数法百分数法 就是假定冷风渗透耗热量随建筑物的高度及玻璃窗层数的不同而不同，其值可由围护结构总耗热量的百分数来确定其值的大小。查教材中表格确定。改善措施：改善措施：增加门窗的气密性。4614 冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量一定义：一定义：由于冷空气由开启的外门侵入室内，而把这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量就称为冷风侵入耗热量。二计算方法：二计算方法：为侵入房间的冷空气量。工程计算方法：工程计算方法：采用占外门基本耗热量的百

18、分数，即：是考虑冷风侵入的外门附加率，按教材P21中表格19查取。改善措施：改善措施：设门廊（两道门）设大门空气幕)(278.03wnwpwttCVQwV.13mjNQQN4715 热负荷计算例题热负荷计算例题例例11101房间供暖设计热负荷的计算房间供暖设计热负荷的计算供暖系统的设计热负荷由公式：来确定。32.1.1QQQQQxj48为维护结构传热耗热量，记作 1 的计算的计算计算公式：计算公式：2 的计算的计算公式：公式：3 的计算的计算4 的计算的计算即：即：1Q)1)()1(1fchwngXXttaKFXQ2Q)(278.02wnpwttCVQ3QmjNQQ.13Q321QQQ4916

19、 高层建筑供暖设计热负荷计算方法简介高层建筑供暖设计热负荷计算方法简介 一热压作用：一热压作用：理论压力计算公式理论压力计算公式：热压差为正值时，室外压力大于室内压力，冷风渗入室内；负值时，则相反。ghhPnwzr)(5051有效热压差：系数 ，简称为热压差系数。二风压作用：二风压作用：风速与建筑高度变化关系式：当 时，理论风压：有效风压：缝隙渗透空气量计算公式：缝隙渗透空气量计算公式：ghhCPCPnwzrrrr)(rCahhhVV)(00mh10002.002.0631.0)10(VhVhVh22VPffffPCP bPaL52把计算式 代入公式 中可得：令：可进一步简化为：三风压与热压共

20、同作用：三风压与热压共同作用：1.在实际情况下，冷风渗透量都是风压与热压共同作用的结果。在实际情况下，冷风渗透量都是风压与热压共同作用的结果。理论计算假设条件：有效作用热压差有效作用热压差 只与只与 、以及在以及在 条件下所形成的密条件下所形成的密度差（度差（）和热压差系数）和热压差系数 值的大小有关，与朝向无关。值的大小有关，与朝向无关。fPbPaLbbwfhhVCaL)4.0()2(4.020bwfVCaL)2(20bhhC)4.0(4.0LCLhhrPhnwtnwrC53不同朝向的门窗由于风压作用所产生的冷风渗透量不等的，不同朝向的门窗由于风压作用所产生的冷风渗透量不等的，需考虑朝向修正

21、系数。需考虑朝向修正系数。标高为 时，主导风向上（n1）单位缝长的渗透空气量为：则其它风向：（1）若总渗透风量为 ，则附加渗透风量：（热压）（热压）风压与热压共同作用产生的渗透风量：由 可得：hLhnL0LhrLLL00L)1(00hhrhLLnLLnLLbPaLbfrbfbrfhPPPaPPaLL)1()(0nh54有效热压差与有效风压差之比：把式 和 代入式得到：设得到：最后：frPPCLCLhhbhCLL)1(0)1(00hhLLnLL 1)1(0bhCnLCL 1)1(bhCnCmmLL0mttLlCQwwnp)(278.02552.值理论计算方法值理论计算方法在公式由 和 得到：C2/)(2hwfnwzrfrVCghhCPPC0273273tt02.0631.0VhVh204.0273.)(50nwnfzrtttVhChhCC563.计算中应注意得问题计算中应注意得问题 如果得出C -1时，即1+C 0,说明计算层数处于主导风向朝向的门窗无冷风渗入，也即同一楼层所有朝向门窗冷风渗透量为零；如果得出C-1，即1+C0，根据 计算出m0时，则表示给定朝向的门窗已无冷空气侵入，此时处于该朝向的门窗冷空气渗透量取为零值。如果计算出m0时，该朝向的门窗冷空气渗透耗热量可由下式计算确定：1)1(bhCnCmmttLlCQwwnp)(278.0257