《建筑供暖》PPT课件.ppt

第五章,建 筑 供 暖,重庆大学城市建设与环境工程学院,2,5.1 供暖方式及设备,一、常用供暖方式 对流供暖依靠流体的运动，把热量由一处传递到另一处。传热方式以对流(convection)为主。,5.1 基本要求,供暖常用方式和特点；,3,5.1 供暖方式及设备,一、常用供暖方式按热媒种类：（1）低温热水（水温100）高温热水（100）（2）低压蒸汽（70kPa）高压蒸汽（70kPa）低于当地大气压力的真空供暖按散热方式：对流供暖 辐射供暖电供暖（采用电能直接加热室内空气或供暖热媒）热风供暖（通常采用0.10.3MPa的高压蒸汽或90 热水加热空气）,5.1 基本要求,供暖常用方式和特点；,4,5.1 供暖方式及设备,作用原理：常见设备形式：对流散热器、暖风机、风机盘管。,加热空气,空气对流,减少人体散热,5.1基本要求,供暖常用方式和特点；2.对流、辐射供暖的常用设备；,5,5.1 供暖方式及设备,辐射供暖以辐射（radiation）为主。依靠物体表面对外发射可见和不可见的射线（电磁波，光子）传递热量。热辐射主要是指红外线辐射（0.76600m），可见光线的能量是很少的，可忽略不计。,5.1 基本要求,供暖常用方式和特点；2.对流、辐射供暖的常用设备；,6,5.1 供暖方式及设备,5.1 基本要求,7,5.1 供暖方式及设备,1.作用原理：通过加热设备表面产生的热射线，直接将热量投射到人体、周围围护结构和室内物体表面。2.热媒形式温度比较高的热水，少数时候也有蒸汽（如工厂车间）。3.常见设备形式：辐射供暖板、燃气燃烧器。,5.1 基本要求,供暖常用方式和特点；2.对流、辐射供暖的常用设备；3.辐射供暖特点分析（舒适、卫生、节能等方面）；,8,5.1 供暖方式及设备,特点比较,1.辐射、温度双重作用；2.温度分布均匀，可实现下热上凉；3.提高物体表面温度，减少表面冷辐射。,辐射供暖分析：,舒适状况分析：,9,5.1 供暖方式及设备,特点比较,室内空气流动平缓，减少尘埃飞扬,辐射供暖分析：,卫生状况分析：,10,5.1 供暖方式及设备,特点比较,1.温度梯度小，避免因上部过热造成的传热加大；2.辐射热量直接投射到人体，室内温度可比对流供暖降低2,从而降低能耗10%左右,能耗状况分析：,辐射供暖分析：,11,5.1 供暖方式及设备,特点比较,1.辐射板可吊装，节省占地面积2.辐射供暖可与建筑结合，室内可不设管道及设备,辐射方式：,12,5.1 供暖方式及设备,特点比较,与建筑结合的辐射供暖系统安装难度大，要求高.,辐射方式：,13,5.1 供暖方式及设备,特点比较,与建筑结合的暗装辐射供暖维修困难,辐射方式：,14,5.1 供暖方式及设备,特点比较,辐射比对流约高15%25%,辐射方式：,15,5.1 供暖方式及设备,系统冬夏应用性能：辐射传热方式：可用作夏季辐射供冷；对流传热方式：自然对流供暖系统冷表面难以形成空气对流；强制对流（暖风机）可用作夏季供冷（如风机盘管）,5.1 基本要求,供暖常用方式和特点；2.对流、辐射供暖的常用设备；3.辐射供暖特点分析（舒适、卫生、节能等方面）；,16,5.1 供暖方式及设备,二、供暖设备的种类和选择 分类以材料分金属（钢、铁、铝、铜等）和非金属（陶瓷、混凝土、塑料等）；以形状分管型、翼型、柱型和平板型等；以传热方式分对流为主：管、柱、翼、钢串片等；辐射为主：辐射板、红外辐射器等。,5.1 基本要求,供暖常用方式和特点；2.对流、辐射供暖的常用设备；3.辐射供暖特点分析（舒适、卫生、节能等方面）；4.散热器主要类型；,17,5.1 供暖方式及设备,各类散热器,18,5.1 供暖方式及设备,钢制板式散热器,19,5.1 供暖方式及设备,钢制板式散热器,20,5.1 供暖方式及设备,钢制散热器,21,5.1 供暖方式及设备,卫浴散热器,22,5.1 供暖方式及设备,23,5.1 供暖方式及设备,长翼型散热器,24,5.1 供暖方式及设备,钢串片散热器,25,5.1 供暖方式及设备,钢串片散热器,26,钢制柱式散热器,27,5.1 供暖方式及设备,钢制散热器,28,5.1 供暖方式及设备,铸铁散热器,29,5.1 供暖方式及设备,30,5.1 供暖方式及设备,体育馆辐地板射板供暖,辐射吊顶,31,5.1 供暖方式及设备,对散热器的要求传热系数大；散热方式好；金属热强度高金属热强度在温差1时，1kg质量散热器每小时所释放的热量。机械强度、承压能力强；便于安装组合；美观卫生 与建筑物内部装修协调一致；面不易积灰。一般考虑：高层：承压 宾馆：美观住宅：实用（美观、经济）材料：铸铁为主，发展轻型地板辐射供暖：,5.1 基本要求,供暖常用方式和特点；2.对流、辐射供暖的常用设备；3.辐射供暖特点分析（舒适、卫生、节能等方面）；4.散热器主要类型；,32,5.1 供暖方式及设备,选用原则房间用途 系统压力 安装条件 货源、价格，统一规格。,5.1 基本要求,美观、卫生、机械强度、耐腐蚀性,高层建筑、高温水系统要求承压强,高度、体积、安装距离、对流空间,供暖常用方式和特点；2.对流、辐射供暖的常用设备；3.辐射供暖特点分析（舒适、卫生、节能等方面）；4.散热器主要类型；,33,5.1 供暖方式及设备,三、散热器的计算（对流供暖）目的：确定所需散热面积片数（长度）；校核已知散热设备的散热量。面积计算方法,5.1 基本要求,5.散热器面积计算方法及公式；6.立管流量的计算及公式；7.散热器水温计算方法；8.传热系数实验表达式；,34,5.1 供暖方式及设备,5.1 基本要求,35,5.1 供暖方式及设备,5.1 基本要求,36,5.1 供暖方式及设备,散热器供暖热媒平均温度蒸汽：视压力有所不同。P0.03MPa，tp=100；P0.03MPa，取进口压力下的蒸汽饱和温度。热水：取进出口水温度的算术平均值：tp=(t1+t2)/2 式（5.2）,5.1 基本要求,5.散热器面积计算方法及公式；6.立管流量的计算及公式；7.散热器水温计算方法；8.传热系数实验表达式；,37,5.1 供暖方式及设备,系统形式 双管式散热器并联在两管之间，热媒同时进入各组散热器。进出各组散热器的水温分别相同：tp=(tg+th)/2tg 供水温度；th 回水温度。,5.1 基本要求,5.散热器面积计算方法及公式；6.立管流量的计算及公式；7.散热器水温计算方法；8.传热系数实验表达式；,38,5.1 供暖方式及设备,单管式散热器分别由一根管串联，热媒依次流过各层散热器。进出水温，各组不同,5.1 基本要求,立管流量：式中：GL立管流量，kg/h；Q立管总热负荷，W；t供、回水温差，t=tg-th；C水的比热容，c=4.187 kJ/kg。,5.散热器面积计算方法及公式；6.立管流量的计算及公式；7.散热器水温计算方法；8.传热系数实验表达式；,39,5.1 供暖方式及设备,整理得到：立管水温：式中：ti沿着水流方向，第i 组散热器的出水水温，；水流已经流过的所有散热器的散热量，W。,5.1 基本要求,kg/h,5.散热器面积计算方法及公式；6.立管流量的计算及公式；7.散热器水温计算方法；8.传热系数实验表达式；,40,5.1 供暖方式及设备,传热系数K自然对流：tpV对流K V对流wK辐射：q辐=f(T4)实验结果：tp的变化率增加1倍，Q的变化将增加1.51.7倍。可知：在 Q=KFtp中，KConst。,5.1 基本要求,5.散热器面积计算方法及公式；6.立管流量的计算及公式；7.散热器水温计算方法；8.传热系数实验表达式；,41,5.1 供暖方式及设备,传热系数KK无法准确理论计算；通过实验方法确定；实际应用中对K进行修正热阻：内换热热阻1/1000=0.001 导热热阻0.005/50=0.0001 外换热热阻1/10=0.1 仅考虑外换热热阻,5.1 基本要求,5.散热器面积计算方法及公式；6.立管流量的计算及公式；7.散热器水温计算方法；8.传热系数实验表达式；,主要取决于传热温差,42,5.1 供暖方式及设备,传热系数K散热器测试（10片）,5.1 基本要求,5.散热器面积计算方法及公式；6.立管流量的计算及公式；7.散热器水温计算方法；8.传热系数实验表达式；,4m4m2.8m,43,5.1 供暖方式及设备,传热系数K 测得通过散热器的流量G、散热器进出口水温tg、th，从而得出散热器的散热量Q 又因为Q=KF(tpj-tn)tpj=(tg+th)/2 上式中未知数为a、b，进行3次试验利用最小二乘法回归可得到参数a、b,5.1 基本要求,5.散热器面积计算方法及公式；6.立管流量的计算及公式；7.散热器水温计算方法；8.传热系数实验表达式；,44,5.1 供暖方式及设备,K值的影响因素传热温差tp影响对流换热系数。tpK连接方式上进下出K 下进下出K 下进上出K原因：热水流动途径外表面温度分布对流强度不同。安装形式明装、暗装、半暗装对辐射和对流影响不同。片数（长度）片数相互吸热Q/FK,5.1 基本要求,5.散热器面积计算方法及公式；6.立管流量的计算及公式；7.散热器水温计算方法；8.传热系数实验表达式；9.传热系数影响分析及最主要影响因素。,45,5.1 供暖方式及设备,串片式、板式、扁管式：LQ/FK流量G=f(v)v变化n变化K变化（较小）v变化温度分布变化外表面对流变化wK几何形状、表面涂料（调和漆优于银粉漆）影响对流和辐射。主要影响因素：传热温差：散热器内热媒平均温度与室内设计温度之差。tp=tp-tn,5.1 基本要求,5.散热器面积计算方法及公式；6.立管流量的计算及公式；7.散热器水温计算方法；8.传热系数实验表达式；9.传热系数影响分析及最主要影响因素。,46,5.1 供暖方式及设备,K值的计算实验的方法求得：K=A（tp-tn)B W/m2 式（5.14）K值的修正片数修正系数1：连接形式修正系数2：安装形式修正系数3：(4)流量修正系数4：,5.1 基本要求,5.散热器面积计算方法及公式；6.立管流量的计算及公式；7.散热器水温计算方法；8.传热系数实验表达式；9.传热系数影响分析及最主要影响因素。,47,5.1 供暖方式及设备,四、散热器的布置 布置原则室温均匀室内冷暖空气易形成对流；室外侵入冷空气加热迅速。缩短管道省管材；减少热损失和阻力损失。少占空间；美观可靠。,5.1 基本要求,5.散热器面积计算方法及公式；6.立管流量的计算及公式；7.散热器水温计算方法；8.传热系数实验表达式；9.传热系数影响分析及最主要影响因素。,48,5.1 供暖方式及设备,位置1.外墙窗台下；,5.1 基本要求,5.散热器面积计算方法及公式；6.立管流量的计算及公式；7.散热器水温计算方法；8.传热系数实验表达式；9.传热系数影响分析及最主要影响因素。,49,5.1 供暖方式及设备,2.有时置于内墙：减少管道敷设长度，方便其它设备物件的布置；3.楼梯间分配在底层或下部各层；,4.注意防冻：外门之间的门斗不设。,5.1 基本要求,5.散热器面积计算方法及公式；6.立管流量的计算及公式；7.散热器水温计算方法；8.传热系数实验表达式；9.传热系数影响分析及最主要影响因素。,50,5.1 供暖方式及设备,安装方式应明装，简单布置；特殊功能建筑、老年人、幼儿园等暗装或加罩。,5.1 基本要求,以空气作为载热体，将室外、室内外混合空气加热后直接送入，维持室内空气温度。特点：热惰性小、升温快、温度分布均匀、温度梯度较小。结构：由空气加热器、通风机和电动机组成。具有加热空气和传输空气的双重功能。,暖风机,5.1 供暖方式及设备,分类：根据风机类型：轴流、离心根据结构和使用的热媒：蒸汽暖风机、热水暖风机、蒸汽热水两用暖风机、冷热水两用暖风机。轴流式暖风机：最常用的是蒸汽热水两用型、冷热水两用型特点：体积小、结构简单、安装方便；但射程短、出风速度低。一般悬挂或支架在墙上或柱子上，热风经风口直接吹向工作区。用途：加热室内再循环空气。,5.1 供暖方式及设备,蒸汽热水两用型轴流暖风机,NC型轴流式暖风机 1轴流式风机；2电动机；3加热器；4百叶片；5支架,5.1 供暖方式及设备,离心式暖风机：最常用的是蒸汽热水两用型特点：作用压头较大、出口速度较大，射程长、送风量和产热量大，通常用于集中供暖。用途：加热室内循环空气，或者加热一部分室外新鲜空气。,5.1 供暖方式及设备,蒸汽热水两用型离心暖风机,NBL型离心式暖风机 1离心式风机；2电动机；3加热器；4导流叶片；5外壳,5.1 供暖方式及设备,暖风机台数的确定,5.1 供暖方式及设备,57,5.1 供暖方式及设备,5.1 基本要求,10.辐射供暖系统的特点,把在总传热量中辐射传热比例大于50%的供暖系统，叫辐射供暖系统。1.辐射供暖系统分类（表5.1）,58,5.1 供暖方式及设备,5.1 基本要求,10.辐射供暖系统的特点,59,5.1 供暖方式及设备,5.1 基本要求,10.辐射供暖系统的特点,2.常见形式(1)低温辐射供暖热水辐射供暖（普通地板供暖、超薄地板供暖、毛细管网地板供暖）电加热供暖（发热电缆地板供暖、电热膜地板供暖）(2)燃气红外线辐射供暖,60,5.1 供暖方式及设备,5.1 基本要求,10.辐射供暖系统的特点,热水辐射供暖可分为埋管式与组合式两大类,埋管式也称湿式，需要在现场敷设绝热层、固定加热管、浇灌混凝土等全部工序。,61,5.1 供暖方式及设备,5.1 基本要求,组合式式称干式，不需要浇灌混凝土填充层，没有湿作业。,超薄地板供暖供暖管：D7.21.1mmPB管，间距一般为75mm保温板：高密度聚苯乙烯板，厚度12mm，并自身带有安装凹槽（凹槽深度、宽度均为8mm）厚度5m纯铝膜：散热量均匀,62,5.1 供暖方式及设备,5.1 基本要求,10.辐射供暖系统的特点,毛细管网地板供暖,组合式式称干式，不需要浇灌混凝土填充层，没有湿作业。,63,5.1 供暖方式及设备,5.1 基本要求,10.辐射供暖系统的特点,热水辐射供暖,64,5.1 供暖方式及设备,5.1 基本要求,10.辐射供暖系统的特点,分集水器安装示意图,65,5.1 供暖方式及设备,5.1 基本要求,10.辐射供暖系统的特点,普通地暖塑料管系列,66,5.1 供暖方式及设备,5.1 基本要求,10.辐射供暖系统的特点,67,5.1 供暖方式及设备,5.1 基本要求,10.辐射供暖系统的特点,68,5.1 供暖方式及设备,5.1 基本要求,毛细管供暖,69,5.1 供暖方式及设备,安装形式,5.1 基本要求,10.辐射供暖系统的特点,70,5.1 供暖方式及设备,5.1 基本要求,10.辐射供暖系统的特点,