季节性热负荷的特点是:它与室外温度、湿度、风向、风速和太阳辐射热等气候条件密切相关,其中对它的大小起决定性作用的是室外温度,因而在全年中有很大的变化。
2.常年性热负荷: 生活用热(主要指热水供应)和生产工艺系统用热属于常年性热负荷。 常年性热负荷的特点是:与气候条件关系不大,而且,它的用热状况在全日中变化较大。 3.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。
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。采用的修正方法是按围护结构的不同朝向,采用不同的修正率。需要修正的耗热量等于垂直的外围 护结构(门、窗、外墙及屋顶的垂直部分)的基本耗热量乘以相应的朝向修正率。 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。 高度附加耗热量:考虑房屋高度对围护结构耗热量的影响而附加的耗热量。
4.钢制与铸铁散热器相比,有如下特点:
⑴.金属耗量少。钢制散热器大多数是由薄钢板压制焊接而成。
⑵.耐压强度高。铸铁散热器的承压能力一般为0.4-0.5MPa。钢制板型及柱型散热器的最高工作压力可达0.8Mpa;钢串片的承压能力更高,可达1.0MPa。因此钢制散热器适用于高层 建筑供暖和高温水供暖系统。
⑶.外形美观整洁,占地小,便于布置。钢制散热器高度较低,扁管和板型散热器厚度薄,占地小,便于布置。
⑷.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。
⑸.钢制散热器的最主要缺点是容易被腐蚀,使用寿命比铸铁散热器短。 5.散热器的选用
1).散热器的工作压力。
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 6.四、散热器片数的确定(P38)
确定所需散热器面积后(先按 计算),按下式计算所需散热器的总片数。 n=F/f
式中 f ——每片散热器散热面积。
然后根据每组片数乘以修正系数β1 ,确定散热器面积。
暖通规范规定,柱型散热器面积可比计算值小0.1平方米(片数只能取整数),翼型和其它散热器的散热面积可比计算值小5%。 六、散热器的布置
1.散热器一般应安装在外墙的窗台下。这样,沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响,使流经室内的空气比较暖和舒适。
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。装修要求较高的民用建筑可采用暗装。托儿所应暗装或加防护罩。
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。串联管直径应与散热
器接口直径相同,以便水流畅通。 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.铸铁散热器组的片数,不宜超过下列数值:二柱—20片;四柱—25片;长翼型—7片。 7.单双管垂直失调原因:建筑物内,同一竖向各层房间的室温,出现上、下层冷热不匀的现象,称作系统的垂直失调
双管系统的垂直失调,是由于通过各层的循环作用压力不同而引起的;楼层数越多,上下层的作用压力差值越大,垂直失调越严重。单管系统运行期间,由于立管的供水温度或流量不符合设计要求,也会出现垂直失调现象;但影响垂直失调的原因,不象双管系统由于各层作用压力不同造成的,而是由于各层散热器的传热系数K随各层散热器平均计算温度差的变化程度不同而引起的。 8.供回水管坡度确定: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。为了使气泡不致被带入立管,供水干管应按水流方向设上升坡度,使气泡随水流方向流动汇集到系统的最高点,通过在最高点设置排气装置,将空气排出系统外。供水及回水干管的坡度,宜采用0.003,不得小于0.002。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。 9.热水换热器分类
按参与热交换的介质分类,分为汽-水换热器和水-水换热器,
按换热器热交换的方式分类,分为表面式换热器和混合式换热器。
表面式换热器是冷热两种流体被金属壁面隔开,而通过金属壁面进行热交换的换热器,如壳管式、套管式、容积式、板式和螺旋板式换热器等。
混合式换热器是冷热两种流体直接接触进行混合而实现热交换的换热器,如淋水式、喷管式换热器等。
10.疏水器的特点,在性能方面,应能在单位压降下的排凝水量较大,漏汽量较小(标准为
不应大于实际排水量的3%),同时能顺利地排除空气,而且应对凝水的流量、压力和温度的波动适应性强;在结构方面,应结构简单,活动部件少,并便于维修,体积小,金属耗量少;同时,使用寿命长.
疏水器的漏、短、缺问题仍未能很好地解决;漏——密封面漏汽,短——使用寿命短;缺——品种规格不全。 11. 水力计算相对误差规定:热水供暖系统最不利循环环路与各并联环路之间(不包括共同
管段)的计算压力损失相对差额,不应大于±15%。 12. 二次蒸发箱:二次蒸发箱的作用是将室内各用汽设备排出的凝水,在较低的压力下分
离出一部分二次蒸汽,并将低压的二次蒸汽输送到热用户利用。 13.在供热管道上,常用的阀门型式有,截止阀、闸阀、蝶阀、止回阀和调节阀
截止阀按介质流向可分为直通式、直角式和直流式(斜杆式)三种。其结构型式,按阀杆螺纹的位置可分为明杆和暗杆两种。截止阀关闭严密性较好,但阀体长,介质流动阻力大,产品公称通径不大于200mm。
闸阀的结构型式,也有明杆和暗杆两种。另外按闸板的形状及数目,有楔式与平行式,以及单板与双板的区分。其优缺点正好与截止阀相反,常用在公称通径大于200mm的管道上。 截止阀和闸阀主要起开闭管路的作用。由于其调节性能不好,不适于用来调节流量。 蝶阀阀体长度很小,流动阻力小,调节性能稍优于截止阀和闸阀,但造价高。蝶阀在国内热网工程上应用逐渐增多。
截止阀、闸阀和蝶阀的连接方式可用法兰、螺纹连接或采用焊接。它们的传动方式可用手动传动(用于小口径),齿轮、电动、液动和气动等(用于大口径)传动方式。
14.直埋(无沟)敷设与地沟敷设相比有下述优点 1).无沟敷设不需砌筑地沟,土方量及土建工程量减小,管道预制,现场安装工作量减少,施工进度快,可节省供热管网投资费用。
2).无沟敷设占地小,易于与其它地下管道和设施相协调。此优点在老城区、街道窄小、 地下管线密集的地段更为明显。 3).整体式预制保温管严密性好,水难以从保温材料与钢管之间渗入,管道不易腐蚀。 根据国外资料,认为可保证其使用寿命达50年以上,远高于地沟敷设。
4).根据整体式预制保温管受土壤摩擦力约束的特点,实现了无补偿直埋敷设方式,在管网直管段上,可以不设置补偿器和固定支座,简化了管网系统和节省基建费用。 5).以聚氨酯作为保温材料,导热系数小,供热管道散热损失小于地沟敷设。 6).预制保温管结构简单,采用工厂预制,易于保证工程质量。
缺点:目前存在问题:如国内聚氨酯原材料价格较高,影响更好地发挥与地沟敷设相比在经济方面的优越性;现场预制保温管的质量,特别是整体性质量方面有待提高;直埋敷设的使用寿命仍有待实践验证;以及发现直埋敷设,国外采用在保温层内增设检漏信号导线技术,能及时地发现管道的泄漏故障和所在位置。 15. 闭式系统和开式系统的对比
热水供热系统主要采用两种型式:闭式系统和开式系统。在闭式系统中,热网的循环水仅作为热媒,供给热用户热量而不从热网中取出使用。在开式系统中,热网的循环水部分地或全部地从热网中取出,直接用于生产或热水供应热用户中。 闭式与开式热水供热系统的优缺点
1).闭式系统网路补水量少,其补充水量只是补充从网路系统不严密处漏失的水量。开式系统补充水量很大,应为漏水量和用水量之和。开式系统的水处理设备投资及其运行费用,远高于闭式系统。闭式系统易监测系统的严密程度。
2).闭式系统中,网路循环水通过表面式热交换器将城市上水加热,热水供应水的水质与城市上水水质相同且稳定。开式系统中,热水供应用户的用水直接取自热网循环水,水质不稳定和不易符合卫生质量要求。
3).闭式系统需装表面式热交换器,设备多,投资增加,运行管理也较复杂。城市上水含氧量较高或碳酸盐硬度高时,易使热水供应用户系统的热交换器和管道腐蚀或沉积水垢,影响系统的使用寿命和热能利用效果。开式系统,热力站或用户引入口处设备装置简单,节省基建投资。
4).利用低位热能方面,开式比闭式系统要好。补充水量可通过热电厂汽轮机的冷凝器预热或利用工厂低温废水的热能。热电厂供热系统,采用闭式,进行集中质调节时,供水温度不得低于70—75℃(热水供应温度不得低于60—65℃);采用开式系统时,供水温度可降低到60—65℃。 16.各种补偿器的原理: (1).自然补偿
利用供热管道自身的弯曲管段来补偿管段的热伸长的补偿方式,称为自然补偿。应尽量利用其自然弯曲的补偿能力。 (2).方形补偿器
它是由四个90度弯头构成“U”形的补偿器,靠其弯管的变形来补偿管段的热伸长。 (3).波纹管补偿器
它是用单层或多层薄壁金属管制成的具有轴向波纹的管状补偿设备。工作时,它利用波纹变形进行管道热补偿。 (4).套筒(管)补偿器
它是由用填料密封的套管和外壳管组成的,两者同心套装并可轴向补偿的补偿器。 (5).球形补偿器
它是由球体及外壳组成。球体与外壳可相对折曲或旋转一定的角度(一般可达30度),以此进行热补偿。
17.供暖系统的分类:散热设备是供暖系统的主要组成部分,它向房间传热的方式主要有下列三种:
1). 供暖系统的热媒通过散热设备的壁面,主要以对流传热方式(对流传热量大于辐射传热量)向房间传热。这种散热设备通称为散热器。
2). 供暖系统的热媒,通过散热设备的壁面,主要以辐射方式向房间传热。散热设备可采用在建筑物的顶棚、墙面或地板内埋设管道或风道的方式,也可采用在建筑物内悬挂金属辐射板的方式;称为辐射供暖系统。
3). 通过散热设备向房间输送比室内温度高的空气,直接向房间供热。利用热空气向房间供热的系统,称为热风供暖系统。热风供暖系统既可以采用集中送风的方式,也可以利用暖风机加热室内再循环空气的方式向房间供热。
18. 供暖系统的组成:所有供暖系统都由热媒制备(热源)、热媒输送和热媒利用(散热
设备)三个主要部分组成
19.热负荷图的分类:常用的热负荷图主要有热负荷时间图、热负荷随室外温度变化图和热
负荷延续时间图。
/ (一)全日热负荷图
热负荷时间图
\ (二)年热负荷图
20.集中供热调节的方法:
1.质调节——改变网路的供水温度; 2.量调节——改变网路的流量; 3.分阶段改变流量的质调节;
4.间歇调节——改变每天供暖小时数。
5.质量-流量调节——同时改变网路供水温度和流量,进行集中供热调节;采用变 速水泵技术来改变网路循环水量。 21. 补给水泵定压方式
1).补给水泵连续补水定压方式; 2).补给水泵间歇补水定压方式;
3).补给水泵补水定压点设在旁通管处的定压方式。 22.膨胀水箱的作用:是用来贮存热水供暖系统加热的膨胀水量;在重力循环上供下回
式系统中:它还起着排气作用;膨胀水箱的另一作用是恒定供暖系统的压力。 连接管路作用:箱上连有膨胀管、溢流管、信号管、排水管及循环管等管路
膨胀管与供暖系统管路连接点处的压力,无论在系统不工作或运行时,都是恒定的,称为定压点。当系统充水的水位超过溢水管口时,通过溢流管将水自动溢流排出,溢流管一般可接到附近下水道。
信号管用来检查膨胀水箱是否存水,应引到管理人员容易观察到的地方。排水管用来清洗水箱时放空存水和污垢,它可与溢流管一起接至附近下水道。
在机械循环系统中,循环管应接到系统定压点前的水平回水干管上。该点与定压点(膨胀管与系统的连接点)之间应保持1.5—3m的距离。这样可让少量热水能缓慢地通过循环管和膨胀管流过水箱,以防水箱里的水冻结,同时,膨胀水箱应考虑保温。在重力循
环系统中,循环管也接到供水干管上,也应与膨胀管保持一定的距离。在膨胀管、循环管和溢流管上,严禁安装阀门,以防止系统超压,水箱水冻结或水从水箱溢出。 23. 热力站的分类:
根据热网输送的热媒不同,可分为热水供热热力站和蒸汽供热热力站;根据服务对象不
同,可分为工业热力站和民用热力站。 根据热力站的位置和功能的不同,分为:
1.用户热力站(点)——也称为用户引入口。
2.小区热力站(简称为热力站)——通常称为二级供热管网。 3.区域性热力站——用于特大型的供热网路 24.蒸汽供暖系统分类
按照供汽压力的大小,将蒸汽供暖分为三类:供汽的表压力高于70kPa时,称为高压
蒸汽供暖;供汽的表压力等于或低于70kPa时,称为低压蒸汽供暖;当系统中的压力低于大气压力时,称为真空蒸汽供暖。 25.供暖设计热负荷的概算方法
体积热指标法 面积热指标法 城市规划指标法 26.在集中供热系统中热源型式有:
热电厂、区域锅炉房、核能、地热、工业余热和太阳能等,最广泛应用的热源型式是热电厂和区域锅炉房。
27. 蒸汽作为供热(暖)系统的热媒与热水作为供热(暖)系统的热媒相对比
1).热水在散热设备中,靠其温降放出热量,热水的相态不发生变化。蒸汽在散热设备中,靠水蒸汽凝结成水放出热量,相态发生了变化。
2).热水在封闭系统内循环流动,其状态参数(主要指比容)变化很小。蒸汽和凝水在系统管路内流动时,其状态参数变化比较大,还会伴随相态变化。
3).热水系统中,散热设备热媒温度为热水流进和流出散热设备的平均温度;而蒸汽系统为凝结压力下的饱和温度。因此,对同样热负荷,蒸汽供热要比热水供热节省散热设备的面积。但蒸汽供暖系统散热器表面温度高,易烧烤积在散热器上的有机灰尘,产生异味,卫生条件较差。
4).蒸汽比热水比容大得多。因此,蒸汽管道中的流速,通常可采用比热水流速高得多的速度,可大大减轻前后加热滞后的现象。
5).蒸汽具有比容大,密度小的特点,因而在高层建筑供暖时,不会像热水供暖那样,产生很大的水静压力。此外,蒸汽供热系统的热惰性小,供汽时热得快,停汽时冷得也快,很适宜于间歇供热的用户。 例题
P22【例题1-2】 p39【例2-1】 p52【例3-1】 P10一、室内计算温度
二、供暖室外计算温度 三、温差修正系数 值 P172
四、热水网路循环水泵的选择
完成水力计算后,便可确定网路循环水泵的流量和扬程。 网路循环水泵流量的确定。对目前常见的只有单一供暖热负荷,或采用集中质调节的具有多种热用户的并联闭式热水供热系统,网路循环水泵的流量,可按前述相应公式确定循
a环水泵的扬程,应不小于设计流量条件下热源、热网和最不利用户环路的压力损失之和。 HHrHwHy 式中 H ——循环水泵的扬程;
Hr——网路循环水通过热源内部的损失, 一般可取10—15 mH2O ;
Hw——网路主干线供回水管的压力损失; Hy——主干线末端用户系统的压力损失
用户系统的压力损失与用户的连接方式及用户入口设备有关,设计中可采用如下参考数据:
与网路直接连接的系统,约为(1—2) ;
与网路直接连接的暖风机供暖系统或大型的散热器供暖系统,约为(2—5) ; 采用水喷射器的系统,约为(8—12) ;
采用水-水换热器间接连接的用户系统,约为(3—8) 。
对设置混合水泵的热力站,网路供、回水管的预留资用压差值,应等于热力站后二级网路及其用户系统的设计压力损失值。 在热水网路水压图上,可清楚地表示出循环水泵的扬程和上述各部分的压力损失值。循
环水泵是在闭合环路中工作的,它所需的扬程,仅取决于闭合环路中的总压力损失,而与建筑物高度和地形无关。 选择循环水泵时,应注意:
1.循环水泵的流量—扬程特性曲线(G-H线),在水泵工作点附近应比较平缓,以便当
网路水力工况发生变化时,循环水泵的扬程变化较小。一般单级水泵特性曲线比较平缓,宜选用单级水泵作为循环水泵用。 2.循环水泵的承压、耐温能力应与热网的设计参数相适应。循环水泵多安装在热网回
水管上。循环水泵允许的工作温度,一般不应低于80℃。如安装在热网供水管上,则必须采用耐高温的R型热水循环水泵。
3.循环水泵工作点应在水泵高效工作范围内。
4.循环水泵台数的确定,与热水供热系统所采用的供热调节方式有关。循环水泵的台数不得少于两台,其中一台备用。当四台或四台以上水泵并联运行时,可不设置备用水泵。系统采用中央质调节时,宜选用相同的水泵型号并联工作。当热水供热系统采用分阶段改变流量的质调节时,各阶段的流量和扬程不同。为更多地节约电能,宜选用扬程和流量不等的泵组。
对具有热水供应热负荷的热水供热系统,在非供暖期间网路流量大大小于供暖期流
量,可考虑增设专为供应热水供应热负荷用的循环水泵。
对具有多种热负荷的热水供热系统,如欲采用质量-流量调节方式供热,宜选用变速
水泵,以适应网路流量和扬程的变化。 5.当多台水泵并联运行时,应绘制水泵和热网水力特性曲线,确定其工作点,选择水泵。
P186 第三节 热水网路的水力稳定性
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