建筑设备暖

建筑设备(暖)§1-1供热系统供热系统定义：由热源通过热网向热用户供应热能的系统。供热系统的组成：热源+热网+热用户一热源热源定义：把天然或人造的能源形态转化为符合供热要求的热能装置称之为热源。常见的热源形式：热电厂（发电+供应热水或蒸汽）区域性锅炉房核能其它：地热、太阳能、工业余热举例（钢厂、铸造厂、玻璃厂等）二、热网热网定义：由热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统。常见的热网形式（分类）①按输送的热媒区分：热水热网（管网）蒸汽热网（管网）②按热网的管道数目区分：单管制热网双管制热网——国内常见常用多管制热网③按热网的结构形式分：枝状热网（管网）——国内较为常见环状热网(管网)——国内目前亦出现④按热用户是否直接从热网中直接取用热媒分为：开式热网（管网）：热用户不仅消耗热网供给的热能，而且还直接取用热网中的热媒。闭式热网（管网）：热用户仅仅消耗热网提供的热能多管制热网三、热用户热用户的概念：是指从供热系统中获得热能的装置（确切概念）。（从习惯上讲，人们把用热部门及用热单位等称为热用户）。分类（或称为热用户的形式）①供暖热用户：在冬季供暖期内，为保持一定的室内温度，从热源获取热量的热用户称为供暖热用户。②通风空调热用户：为保证室内空气的质量，对供给建筑物的空气进行加热而消耗热量的热用户称为通风空调热用户。③热水供应热用户：满足生产、生活所需的热水而消耗热量的热用户称为热水供应热用户。（饮用水、洗澡水、洗衣等等）④生产工艺热用户：是指在生产工艺过程式中消耗热能的热用户。§1-1供热系统四、热媒及其参数供热系统有几个部分组成？热媒的概念：用以传递热量的中间媒介物质。常见热媒的种类：水i：高温水：＞100ii:低温水：≤100蒸汽i：以压力分——无法明确划分。ii:以过热否划分。空气、油类、金属类（液态）五、连接方式热水热网与热用户的联接方式：（1）简单直联：图中（a）（2）装有混水装置的直接联接：图中（b）（c）（3）间接联接：热用户系统通过表面式换热器与热网相联接，图（d）、（f）热网中的水不直接进入热用户，热网的压力也不能作用于热用户系统的联接方式。（4）通风空调及热水供应热用户:图中（e）（f）热水热网与热用户的联接方式特点：简单、造价低廉，适用于热网的参数（热媒温度、压力等）符合热用户的要求。装有混水装置的直接联接特点：造价低廉，简单亦行，适用于热网的参数高于热用户的要求。间接联接特点：热用户系统通过表面式换热器与热网相联接，热网中的热媒不直接进入热用户，热网的压力也不能作用于热用户系统的联接方式。参数调整灵活（压力和温度），造价较高。蒸汽热网与热用户的联接方式：（1）简单直联：（图中（a）（b）（e））（2）喷射器联接：（见下页图）（3）换热器间接联接：（图中（c）（d））四、供热与供暖（采暖）是否同一含义？§1-2热用户和热负荷热用户的概念、热用户的分类供热系统作为一项市政工程设计项目（或动力、电力系统的设计项目）首先要做的是什么？——设计；在进行设计时，各种设计往往同时进行。各种类型的建筑及热用户（什么是热用户？）可能没能进行详细施工图设计，因此没有办法准确计算各种热负荷。但是我们还需要确定它，以及热源、甚至热网，那怎么办？因此通常在这一阶中采用概算的方法来确定各种热用户的热负荷。以下我们重点介绍热负荷的估、概算。§1-2热用户和热负荷热负荷定义：单位时间的热量！（热用户不同热负荷的定义不同，它的计算方法也不同。）供暖热负荷通风与空调热负荷生活用热水热负荷生产工艺热负荷一、供暖热负荷及其计算1、供暖热负荷：是指在某一室外温度下（t’w），为达到要求的室内温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。（从定义看得出供暖热负荷是与建筑专业的联系极为密切，门、窗、空间、造形、围护结构及材料等）2、供暖热负荷的计算（概算或称为估算）供暖热负荷的计算共有两种方法：体积热指标法；面积热指标法。（1）体积热指标法：以建筑物的整体的体积为计算依据。要求在整个供暖系统所覆盖区域内，建筑物的单体均能给出较为精确的数值及建筑的分类。体积数值为计算数据，建筑物的类别则是确定建筑物单位体积热指标的依据（不同的类别建筑物有不同的体积热指标）。体积热指标法计算公式如下：Qn=qvVw（tn-t’w）×10-3（KW）式中：Qn—建筑物的供暖设计热负荷（KW）Vw—建筑物的外围体积（M3）tn—建筑物供暖室内计算温度（℃）t’w—供暖室外计算温度（℃）qv—建筑物供暖体积热指标（W/M3℃）（2）面积热指标法：以建筑物的整体建筑面积面积为依据，要求在整个供暖系统所覆盖的区域内，全部建筑物单体都能给出较精确的面积（建筑面积）数值和建筑物的类别。建筑物的类别为面积热指标数值计算、确定的依据。§1-2热用户和热负荷面积热指标法计算公式如下：Qn=qfF×10-3（KW）式中：Qn—（与体热指标相同）F—建筑物的建筑面积（M2）qf—建筑物供暖面积热指标（W/M2）（见参考书附表2-8-1）二、通风与空调热负荷及其计算（概算或称为估算）1、通风与空调热负荷：为保证室内的空气具有相应要求的清洁度、温度等参数，要求对工业、公共及各种民用建筑进行通风和空气调节，加热从通风、空调系统进入建筑物内的室外空气的热负荷称之为通风与空调热负荷。2、通风与空调热负荷计算通风与空调热负荷计算：体积热指标法；百分数法（1）体积热指标法：（具体的计算依据和要求是与供暖体积热指标法相同）体积热指标法计算公式如下：Qt=qtVw（tn-t’wt）X10-3KW式中:Qt—建筑物通风设计热负荷（KW）Vw—建筑物外围体积（M3）t’wt—通风室外计算温度（℃）tn—建筑物供暖室内计算温度（℃）qt—通风体积热指标（W/M3℃）（2）百分数法：是以建筑物供暖计算热负荷的百分数进行概算,即通风空调热负荷是供暖热负荷的百分之多少（%）百分数法法计算公式如下：Qt=KtQn(KW)式中：Kt—为通风空调热负荷系数，一般取0.3～0.5Qt—建筑物通风设计热负荷（KW）Qn—建筑物的供暖设计热负荷（KW）三、生活用热水热负荷及其计算1、生活用热水热负荷：日常生活（用于洗澡、洗各种物品、人使用）用热水和其它生活（吃、喝）用热水在单位时间内消耗的热量。2、生活用热水热负荷计算生活用热水热负荷计算：按用水单位（按人）确定用水量及热量;按卫生器具数确定用水量及热量。§1-2热用户和热负荷（1）按用水单位（按人）确定用水量和的公式为：水量：（见参考书P2802-12-1）Qr——生活热水的设计用水量（L(升)/小时）m——使用热的单位数（人数或床位）qr——热水用量标准（L(升)/每人·每日）Kh——考虑用水不均衡而引出的小时变化系数T——每日的热水供应小时数，全日供应则为T=24。（L(升)/每人·每日）（2）按卫生器具数确定用水量水量：（P2802-12-2）式中：Qr——生活热水的设计用水量（L(升)/小时）qh——卫生器具一次或一小时用水量L/hn——同类卫生器具的用量。b——同类卫生器具在同一小时内使用的最大百分数。（3）耗热量计算平均小时耗热量公式（P2812-12-3）式中：Qsp—平均小时耗热量（KJ/h）C——水的比热[KJ/kg·℃]C=4.187tr——选用65°·℃tL——冷水温度℃m——使用热的单位数（人数或床位）最大小时耗热量公式（P2812-12-4）Kh—考虑用水不均衡而引出的小时变化系数显然最大小时耗热量才是在规划设计中用到的热负荷居民生活热水负荷的估算可利用生活热水面积热指标法公式Qsp=F·qsF—居住区中建筑面积M2qs--居住区生活热水面积热指标KJ/(h·M2)四、生产工艺热负荷生产工艺热负荷：在生产工艺过程中，为保证正常生产所直接提供给工艺过程的单位时的热量称为生产工气热负荷。该计算随着生产工艺的不同复杂多变，我们不作详细地探讨！§1-3热源供热系统的三个组成部分是热源、热网、热用户，而当一个供热系统完全确定后,它的某个部分的性能的好坏都直接影响到该系统的运行经济性及可靠性，而热源作为供热系统最重要的组成部分，它本身的可靠性更是直接影响到供热系统是否能够很好完成其任务——供热。目前热源的主要形式的种类：区域锅炉房热电厂核能地热.、太阳能、余热等在本章的学习中我们主要针对前两项进行探讨和讲解，并作为重点。§1-3热源（区域供热锅炉房）一、锅炉及锅炉房（锅炉房——区域供热锅炉房）我国的供热领域，供热热源多以热电厂、区域锅炉房为主，辅以其它的热源形式。对于集中供热锅炉房和热电厂，我们将作为在本章节探讨的重点。锅炉房（区域供热锅炉）种类按燃料分类1、燃煤锅炉房：以各种煤为燃料—主要探讨2、液体燃料锅炉房：以各种可燃液体为燃料（重油、渣油、轻油、水煤浆等）3、气体燃料锅炉房：以各种可燃气体为燃料（天然气、各种煤气和其它可燃气体）4、生物质燃料锅炉房：燃用各种生物质燃料（什么是生物质燃料？）5、其它：以城市垃圾，特种垃圾等特殊物质为燃料可再生的燃料有哪些？区域供热锅炉房（以煤燃料）：以锅炉为主要设备配以必要的燃料运送，燃烧物的清除，空气供应，烟气净化、排除，系统控制设备和安装以上设备的维护结构总称。（它是指锅炉、运煤、除渣、鼓引风机、除尘及汽水系统设备、控制设备等和安装这些设备建筑物的总和。）锅炉房（区域供热锅炉房）特点1、优点：建设周期短、投资低、厂址选择容易、负荷变化灵活。2、缺点：热能利用率低、且目前而言设备闲置时间较长。（以上特点是与热电厂相比）锅炉房设备构成：主要设备（锅炉本身）＋辅助设备锅炉房是供热系统的热源。它工作的目的是源源不断将锅炉所产生的蒸汽或热水通过热网供给用户。为确保热媒正常生产，在锅炉房中除锅炉这一主要设备以外，还须设置水泵、鼓引风机、水处理等一系列辅助设备，从而确保锅炉房的生产过程能够连续不断的进行。达到安全、可靠、经济、高效的供热。锅炉本身和它的辅助设备总称为锅炉房设备锅炉房设备简图（一）锅炉房主要设备——锅炉本身■锅炉的基本构造和工作过程（注：在此我们讲的是燃煤）基本构造：锅（包含什么？）；炉（包含什么？）工作过程：燃料在炉子里燃烧，将化学能转化为热能，高温燃烧产物——烟气，通过锅炉的受热面将热能传递给锅内温度较低的介质——水（或其它热媒），水（或其它热媒）被加热提升温度变成蒸汽或符合要求的热水及其它热媒。锅炉工作过程可分为以下三个部分。①燃料的燃烧过程；②烟气向水（或蒸汽及其它热媒）传热过程；③水（或其它热媒）吸收热能升温或相变过程。锅炉的类型和基本特征性（1）锅炉的类型划分有以下几种方式：①按用途分为：动力锅炉（即电厂锅炉）；工业锅炉（一般的工业用与民用锅炉）。②按产生热媒的种类分：蒸汽、热水、其它热媒③按照燃料种类分：煤、气、油、电、生物质等。④按照安装方式分：快装、组装；散装；可移动。⑤按锅炉的工作压力分:低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界、超超临界。⑥按燃烧设备分：层燃、室燃、循环流化床等。⑦按锅炉水循环原理分：自然循环、强制循环、复合循环。（2）锅炉的基本特性①锅炉的热功率（或称为蒸发量）热功率是锅炉最基本的特征，对于蒸汽锅炉来讲是锅炉每小时蒸汽的产量，单位为：吨（蒸汽）t/小时h；对于热水锅炉而言，则是锅炉单位时间所产生的热量，单位为：兆瓦（MW）=千焦尔/秒×106。②锅炉的热效率：是指锅炉真正用于热水和蒸汽产出的热量与燃料在锅炉内完全燃烧所发出热量的比值（单位为百分数XX%）。电厂的大型锅炉热效率为90%左右（大型动力锅炉）；而工业锅炉一般为60--85%左右。③锅炉的热媒参数：指蒸汽或热水的压力和温度。压力单位：兆帕（MPa）温度单位：摄氏度（℃）蒸汽：饱和蒸汽：只用压力表示（为什么？）；过热蒸汽：用压力和温度表示。热水：用压力和温度表示。④受热面蒸发率（受热面发热率）：指单位受热面面积在单位时间内生产的