1、1第三篇 暖通空调本篇包括四章，分别是本篇包括四章，分别是第第7章供暖章供暖第第8章章 通风通风第第9章章 空调空调第第10章章 燃气燃气2第第7 7章章 建筑供暖工程建筑供暖工程（采暖或供热工程）（采暖或供热工程）3 在寒冷的冬季，由于室外气温低、室在寒冷的冬季，由于室外气温低、室内热量就会通过围护结构不断传向室外，内热量就会通过围护结构不断传向室外，使室内温度下降。为使室内温度满足人们使室内温度下降。为使室内温度满足人们正常生活、工作的需要，必须向室内供给正常生活、工作的需要，必须向室内供给相应的热量，这就是供暖。相应的热量，这就是供暖。4 7.1 供暖系统一、供暖系统组成及分类一、供暖系
2、统组成及分类1供暖系统主要由热源、供热管道、散热设供暖系统主要由热源、供热管道、散热设备三部分组成。备三部分组成。热源（热媒制备）：提供热量，如区域锅炉、热源（热媒制备）：提供热量，如区域锅炉、热电厂的余热。热电厂的余热。输热管道（热网）：输热管道（热网）：由热源向热用户输送和由热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统。分配供热介质的管线系统。散热设备（热用户）：装在用户室内的散热散热设备（热用户）：装在用户室内的散热器。器。5热媒（带热体，蒸汽或热水）在管网中流热媒（带热体，蒸汽或热水）在管网中流 动，将热能从热源输送到热用户。动，将热能从热源输送到热用户。热用户热源热网热媒62、供暖的分类
3、、供暖的分类按供热范围可分为局部供暖、集中供暖、区域按供热范围可分为局部供暖、集中供暖、区域供暖。供暖。（1）局部供暖）局部供暖 热源和散热设备都在同一个房热源和散热设备都在同一个房间内，如烟气供暖（火炉、火墙和火炕等）；电间内，如烟气供暖（火炉、火墙和火炕等）；电热供暖；燃气供暖。热供暖；燃气供暖。7煤气炉煤气炉8电暖器电暖器9（2）集中供暖：）集中供暖：热源远离供暖房间，利用一热源远离供暖房间，利用一个热源通过管道供给多个建筑或建筑群所需热个热源通过管道供给多个建筑或建筑群所需热量。量。10（3）区域供暖）区域供暖 热源（热电厂、集中供热锅炉房）供热能力热源（热电厂、集中供热锅炉房）供热能
4、力更大，范围更广（城市区域）。更大，范围更广（城市区域）。由于是以单一介质向区域范围的不同用户提由于是以单一介质向区域范围的不同用户提供热能，一般在用户接口处设置热交换站。相对供热能，一般在用户接口处设置热交换站。相对城市供热系统而言，热交换站是用户；对一个建城市供热系统而言，热交换站是用户；对一个建筑或建筑群而言，热交换站又是热源。筑或建筑群而言，热交换站又是热源。11从本质上看，上述集中供暖和区域供暖没有大从本质上看，上述集中供暖和区域供暖没有大的差别，故有时对二者没有细分的差别，故有时对二者没有细分统一叫集中统一叫集中供暖。供暖。12按热媒不同分为：按热媒不同分为：热水供暖系统热水供暖系
5、统 蒸汽供暖系统蒸汽供暖系统 热风供暖系统热风供暖系统131、热水供暖系统可按下述方法分类：按热媒参数分类:低温水系统：水温100的热水系统；设计供水温度多采用95、回水温度70，适用于住宅、办公楼、医院及托幼建筑。高温水系统：水温100的热水系统；设计供水温度多采用130、回水温度80，适用于其他民用及工业建筑。二、热水供暖系统14 按供回水方式的不同：按供回水方式的不同：单管系统：单管系统：热水经供水管顺序流过多组散热器，热水经供水管顺序流过多组散热器，并顺序地在各散热器中冷却的系统；并顺序地在各散热器中冷却的系统；双管系统：双管系统：热水经供水管平行地分配给多组散热热水经供水管平行地分配
6、给多组散热彬，冷却后的回水自每个散热器直接沿回水管彬，冷却后的回水自每个散热器直接沿回水管流回热源的系统。流回热源的系统。152、自然循环热水供暖系统 自然（重力）循环热水供暖系统是最自然（重力）循环热水供暖系统是最早采用的一种热水供暖方式，已有约早采用的一种热水供暖方式，已有约200年年的历史，至今仍在应用。的历史，至今仍在应用。主要依靠锅炉加热和散热器散热冷却造成主要依靠锅炉加热和散热器散热冷却造成供、回水温度差而形成水的密度差，维持系统供、回水温度差而形成水的密度差，维持系统中的水循环，这种水的循环作用压力称为自然中的水循环，这种水的循环作用压力称为自然压头。压头。16组成：组成：锅炉，
7、管道，散热锅炉，管道，散热器，高位水箱。器，高位水箱。在重力循环热水在重力循环热水供暖系统中膨胀水箱供暖系统中膨胀水箱的作用有三个：的作用有三个：1）容纳水受热膨胀增）容纳水受热膨胀增加的水量。加的水量。2）排出系统中的空气。）排出系统中的空气。3）为系统定压。）为系统定压。17膨 胀 水 箱18重力循环热水供暖系统的工作原理重力循环热水供暖系统的工作原理19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的主要型式 分双管和单管两种型式。分双管和单管两种型式。1）双管上供下回式系统。双管上供下回式系统。该系统各层散热器支管上安装阀门，房间温度可以该系统各层散热器支管上安装阀门，房间温度可以
8、任意调节。任意调节。2）单管上供下回式系统。）单管上供下回式系统。分单管顺流式和单管跨越式两种型式。分单管顺流式和单管跨越式两种型式。20特点：特点：装置简单，运行时无噪声和不消耗电能。但装置简单，运行时无噪声和不消耗电能。但由于作用压力小、管径大，作用范围受到限制。由于作用压力小、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物中应用，其作用半径不宜超过50米。米。213、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机械循环热水供暖系统与重力循环系统的主要区别是在系统中设置了循环水泵，主要区别是
9、在系统中设置了循环水泵，依靠依靠水泵循环的水体水泵循环的水体,靠水泵的机械能使水在系统靠水泵的机械能使水在系统中强制循环。因为设置了水泵，增加了系统中强制循环。因为设置了水泵，增加了系统的运行费用和维修工作量；但由于水泵所产的运行费用和维修工作量；但由于水泵所产生的作用压力很大，供暖范围可以扩大。生的作用压力很大，供暖范围可以扩大。机械循环热水供暖系统成为应用最广泛的机械循环热水供暖系统成为应用最广泛的一种供暖系统。一种供暖系统。22 与自然循环系统相比，机械循环热水供暖与自然循环系统相比，机械循环热水供暖系统多了水泵和排气设备。另外，膨胀水箱的连系统多了水泵和排气设备。另外，膨胀水箱的连接位
10、置不同。接位置不同。水泵为系统循环的动力设备。水泵为系统循环的动力设备。由于膨胀水箱不能完全排除系统中的空气。由于膨胀水箱不能完全排除系统中的空气。为了顺利的排除系统中的空气，供水干管应顺水为了顺利的排除系统中的空气，供水干管应顺水流方向敷设向上的坡度，并在管段最高点处设置流方向敷设向上的坡度，并在管段最高点处设置排气设备，排出系统中空气。排气设备，排出系统中空气。排气设备主要有集气罐、自动排气阀、冷风排气设备主要有集气罐、自动排气阀、冷风阀（或称手动跑风、放气旋塞）等。阀（或称手动跑风、放气旋塞）等。23（2）供回水方式）供回水方式 上供上回式上供上回式垂直式垂直式 上供下回式（最常用）上供
11、下回式（最常用）下供上回式（倒流式）下供上回式（倒流式）下供下回式下供下回式 水平式水平式 24水平式25与垂直式（单管和双管）系统相比，有以下优点：（1）系统的总造价一般要比垂直式系统低。（2）管路简单，便于快速施工。除了供、回水总立管外，无穿过各层楼管的立管，因此无需在楼板上打洞。（3）沿路没有立管，不影响室内美观。26另有同程式和异程式之分另有同程式和异程式之分同程式同程式：各立管环路的总长度都是相等的，各条环路：各立管环路的总长度都是相等的，各条环路的总长度相等，压力损失容易平衡，热媒流量分配均的总长度相等，压力损失容易平衡，热媒流量分配均匀；匀；异程式异程式中各环路的总长度不等，系统
12、中各立管环路的中各环路的总长度不等，系统中各立管环路的压力损失难平衡，需用不同的立管管径消除或减小各压力损失难平衡，需用不同的立管管径消除或减小各立管环路的压力损失差。同层房间出现近热远冷的冷立管环路的压力损失差。同层房间出现近热远冷的冷热不均现象，也称为系统的热不均现象，也称为系统的水平失调水平失调。27（3）热水供暖系统中应注意问题）热水供暖系统中应注意问题从系统中排除空气从系统中排除空气 存在空气的原因：水中空气加热后析出，系统充水存在空气的原因：水中空气加热后析出，系统充水前的空气未排完。前的空气未排完。空气存在的危害：影响散热效果、腐蚀管道空气存在的危害：影响散热效果、腐蚀管道 解决
13、的方法：系统最高点设集气罐、自动排气阀等解决的方法：系统最高点设集气罐、自动排气阀等系统中水热膨胀，供热水温度系统中水热膨胀，供热水温度t=9095，回水，回水t=70 膨胀水箱接受水膨胀的体积膨胀水箱接受水膨胀的体积282930管道热胀冷缩管道热胀冷缩自然补偿管道、补偿器自然补偿管道、补偿器3132按照供汽压力的大小，将蒸汽供暖分为三类：按照供汽压力的大小，将蒸汽供暖分为三类：高压蒸汽供暖系统：供汽表压力高于高压蒸汽供暖系统：供汽表压力高于70kpa；适用于工业；适用于工业建筑；建筑；低压蒸汽供暖系统：供汽表压力等于或低于低压蒸汽供暖系统：供汽表压力等于或低于70kpa；适用；适用于要求较低
14、的民用建筑及工业建筑；于要求较低的民用建筑及工业建筑；真空蒸汽供暖系统：系统中的压力低于大气压。真空蒸汽真空蒸汽供暖系统：系统中的压力低于大气压。真空蒸汽供暖因需要使用真空泵装置，系统复杂，在我国很少使用。供暖因需要使用真空泵装置，系统复杂，在我国很少使用。2、蒸汽供暖系统分类333、蒸汽供暖系统的特点、蒸汽供暖系统的特点 与热水机械系统相比多了与热水机械系统相比多了凝结水箱凝结水箱蒸汽温度高蒸汽温度高 同样供热量时，散热面积可减少同样供热量时，散热面积可减少30%多为间歇供暖多为间歇供暖 管道内时而蒸汽，时而空气，管道内时而蒸汽，时而空气，易腐蚀易腐蚀蒸汽温度很难调节，不利于系统的节能运行蒸
15、汽温度很难调节，不利于系统的节能运行34热惰性小，加热过程快热惰性小，加热过程快干燥、灰尘多、卫生条件差干燥、灰尘多、卫生条件差散热器表面温度高，易烫伤人，烧烤表面积灰产散热器表面温度高，易烫伤人，烧烤表面积灰产生异味生异味 结论：蒸汽供暖不适用于民用建筑结论：蒸汽供暖不适用于民用建筑住宅、医院、住宅、医院、办公楼等，可于工厂企业有蒸汽源同时为生产工艺办公楼等，可于工厂企业有蒸汽源同时为生产工艺用。用。35 7.2 供暖系统热负荷一、热负荷定义一、热负荷定义 维持室内温度一定，向建筑物供给的热量。它等维持室内温度一定，向建筑物供给的热量。它等于建筑物的耗热量于建筑物的耗热量-得热量，建筑物的耗
16、热量其包括得热量，建筑物的耗热量其包括两部分：两部分：1.通过建筑物围护结构（墙、窗、门等）由室内传通过建筑物围护结构（墙、窗、门等）由室内传到室外的热量到室外的热量2.加热进入室内的室外空气所需热量加热进入室内的室外空气所需热量36二、围护结构的耗热量由于室内外温差，在稳定传热条件下，其传热量由于室内外温差，在稳定传热条件下，其传热量Q为为 Q=Kf(tn tw)K围护结构的传热系数围护结构的传热系数 W/m2F围护结构的传热面积围护结构的传热面积 m2tn室内计算温度室内计算温度 tw室外供暖计算温度室外供暖计算温度 温差修正系数温差修正系数371室外计算温度室外计算温度tw 与室外气候条
17、件有关，随时间（昼夜）及地与室外气候条件有关，随时间（昼夜）及地域而变化。域而变化。采用历年平均每年不保证五天的日平均温度，采用历年平均每年不保证五天的日平均温度，即每年可能有五天以下的天数的室内温度低于设即每年可能有五天以下的天数的室内温度低于设计值，例如，不同地区计值，例如，不同地区tw不同。不同。哈尔滨哈尔滨 -26北京北京 -9武汉武汉 -2 （极限温度冬季（极限温度冬季-19）382室内计算温度室内计算温度tn指室内离地面指室内离地面2m以内的平均空气温度。以内的平均空气温度。它与建筑物用途有关。民用建筑常用它与建筑物用途有关。民用建筑常用tn=1822,但但哺乳室，淋浴室哺乳室，淋
18、浴室tn=20253传热系数传热系数K与围护结构的材料、厚度有关，如墙体的与围护结构的材料、厚度有关，如墙体的K115 低压锅炉：热水低压锅炉：热水t0.7MPa 低压锅炉：蒸汽表压力低压锅炉：蒸汽表压力0.7MPa常用低压蒸汽锅炉、低压热水锅炉常用低压蒸汽锅炉、低压热水锅炉t=95652.锅炉的基本特性参数产热量产热量：锅炉每小时生产的热量：锅炉每小时生产的热量Q（kW），蒸汽），蒸汽锅炉用蒸汽产量锅炉用蒸汽产量t/h。热媒参数热媒参数：压力（：压力（Pa），温度（），温度（）发热率发热率：每单位面积：每单位面积(m2)单位时间产生的热量单位时间产生的热量kw/m2h效率效率：热媒吸收的热量
19、与燃料在炉内放出全部热：热媒吸收的热量与燃料在炉内放出全部热量之比量之比663锅炉房位置及对建筑设计的要求区域供热或工厂供热用锅炉要设独立锅炉房区域供热或工厂供热用锅炉要设独立锅炉房为生活或供暖用附属锅炉房可设在建筑物内或外部，它为生活或供暖用附属锅炉房可设在建筑物内或外部，它的位置尺寸确定有如下原则。的位置尺寸确定有如下原则。a 锅炉房尽量靠近供暖建筑的中央，有利环路阻力平衡。锅炉房尽量靠近供暖建筑的中央，有利环路阻力平衡。b 锅炉房位于供暖季节主导风向的下风向，减少尘烟对周锅炉房位于供暖季节主导风向的下风向，减少尘烟对周围环境的影响。围环境的影响。c 锅炉房位于便利运输堆房燃料和灰渣。锅炉
20、房位于便利运输堆房燃料和灰渣。d 锅炉房内辅助设备锅炉房内辅助设备水泵，风机等布局合理。水泵，风机等布局合理。e 锅炉房自然采光好，安全防火措施健全。锅炉房自然采光好，安全防火措施健全。67三、区域供热系统（集中供热或热力管网）区域供热系统的热煤是热水或蒸汽，通过室外热区域供热系统的热煤是热水或蒸汽，通过室外热力管网将热媒送到各个热用户。以热水作热媒时，力管网将热媒送到各个热用户。以热水作热媒时，热网供水热网供水t=95150,回水回水t=7090，热用户与，热用户与热水热力管网的连接。热水热力管网的连接。681a、b、c、e为热用户直接与热水热力管网连接，为热用户直接与热水热力管网连接，a、
21、b、c、d热用户用途是供暖热用户用途是供暖2d、f是热用户通过水水换热器间接与热水热力管网连是热用户通过水水换热器间接与热水热力管网连接，接，e、f热用户用途是供应热水，热用户用途是供应热水，e系统用温度调节器。系统用温度调节器。3a是热用户所需要热是热用户所需要热 参数与热力管网完全相同。参数与热力管网完全相同。4b是热水管网所供热水温度高于热用户所需值，将回是热水管网所供热水温度高于热用户所需值，将回水与供水混合达到热用户的参数，水与供水混合达到热用户的参数，1是混水器。是混水器。5d、f是热用户与热水热力管通过换热器（加热器）获是热用户与热水热力管通过换热器（加热器）获得所需的热水参数。得所需的热水参数。69供暖系统常用图例供暖系统常用图例70供暖系统常用图例供暖系统常用图例
