第七讲 建筑采暖

建筑设备主讲：张炳信电邮：[e-mail]广东农工商职业技术学院专业课程第七讲建筑采暖学习目标知识目标•掌握室内供暖系统的构成与分类。•机械循环热水供暖系统的主要形式。能力目标•能识别室内供暖系统中常用的设备。•能排除室内供暖系统中常见的故障。素质目标•了解建筑采暖的新技术和新趋势，树立环保节能意识。第一节建筑采暖系统概述一.供暖系统的基本构成与原理1.基本构成低温热媒（低温水）在热源中被加热，吸收热量后，变为高温热媒（高温水或蒸汽），经输送管道送往室内，通过散热设备放出热量，使室内温度升高；散热后温度降低，变成低温热媒（低温水），再通过回收管道返回热源，进行循环使用。如此不断循环，从而不断将热量从热源送到室内，以补充室内的热量损耗，使室内保持一定的温度。2.基本原理二.供暖系统的分类环路总长度供回方式敷设方式热媒范围动力1．根据所使用的热媒进行分类热水A热风C蒸汽B2．按作用范围的不同分类ABC区域供热局部供热集中供热3．按系统循环动力的不同分类自然循环机械循环概念：靠水的密度差进行循环的系统，称为自然循环热水供热系统。原理：在系统工作之前，先将系统中充满冷水。当水在锅炉内被加热后，密度减少，同时受从散热器流回密度较大的回水的驱动，使热水沿供水干管上升，流入散热器。在散热器内被冷却，再沿回水干管流回锅炉。如此循环反复。（1）自然循环热水供热系统2.机械循环热水供热系统概念：靠机械力进行循环的系统，称为机械循环热水供热系统。与自然循环热水供暖系统的主要区别是在系统中设置循环水泵，靠水泵的机械能，使水在系统中强制循环。原理：系统工作前，先打开给水管上的阀门，向系统内充水，如果给水压力不足，则开动水泵加压，此时系统中的空气从排气装置和膨胀水箱排出；系统充满水后，开动锅炉，水在锅炉中被加热到一定温度；热水在水泵的作用下沿着供水干管、用户供水管流进散热器，并通过散热器将热量释放到供暖房间内；释放热量后的回水温度降低，沿用户回水管、回水干管，并经除污器除掉其中的杂质（铁锈、污泥）后，被水泵加压，流回锅炉中再进行加热。机械循环热水供暖系统原理图4．按系统管道敷设方式不同分类垂直式水平式（1）垂直式概念：指将垂直位置相同的各个散热器用立管进行连接的方式。概念：指将同一水平位置（同一楼层）的各个散热器用一根水平管道进行连接的方式。（2）水平式5．按照供回方式的不同分类单管系统双管系统（1）单管系统概念：热水经立管或水平供水管顺序通过多组散热器，并顺序在各散热器中冷却的系统。（2）双管系统概念：热水经立管或水平供水管平行地分配给多组散热器，冷却后的回水自每个散热器直接沿回水立管或水平回水管流回热源的系统。6．按通过立管的循环环路总长度是否相等分类同程系统异程系统（1）同程系统概念：在供暖系统供回水干管布置上，通过各个立管的循环环路的总长度相等的布置形式。（2）异程系统概念：在供暖系统供回水干管布置上，通过各个立管的循环环路的总长度不相等的布置形式。（3）水平失调与垂直失调在机械循环系统中，由于作用半径比较大，连接立管多，异程式系统各个立管循环环路长度不一，各个立管环路和压力损失比较难平衡，会出现近处立管流量超过要求，而远处立管流量不足，远近处立管处出现流量失调而引起在水平方向冷热不均的现象。在供暖建筑物内，同一竖向各层房屋间的室温不符合设计要求的温度，而出现上下层冷热不均的现象，是由于通过各层的循环作用压力不同而出现的。层数越多，压力差值就越大，垂直失调越严重。水平失调垂直失调三.我国目前主要的集中采暖方式123454.燃气红外线辐射5.个人单户1.暖气片2.地暖3.电热膜辐射1.暖气片采暖2.地暖采暖低温地面热媒在室内形成脚底至头部逐渐递减的温度梯度，从而给人以脚暖头凉的舒适感。地面辐射供暖符合中医“温足顶凉”的健身理论，是目前最舒适的采暖方式，也是现代生活品质的象征。从热媒介质上分为水地暖和电地暖两大类，从铺装结构上分为湿式地暖和干式地暖两种，干式地暖不需要豆石回填；从表面饰材上分为地板型地暖和地砖型地暖；从功能上分为普通地暖和远红外地暖。3.电热膜辐射采暖电热膜是将特制的导电油墨及金属载流条经印刷﹑热压在两层绝缘聚酯薄膜间制成的纯电阻发热体，再配以独立可调的温控装置，形成了电加热的供暖系统。电热膜热辐射供暖技术是将电热膜片以并联方式连接埋设于室内的顶棚﹑墙壁及地面内，片与片之间的连接采用特殊的合金材料制成的连接卡，同时连接卡还附带有起绝缘作用和保护作用的塑料罩。每个房间一个温控器，此房间的电热膜片最终连接到温控器上，其最大特点是温度可调。4.燃气红外线辐射采暖燃气辐射型供暖是利用天然气、液化石油气或人工煤气等可燃气体，在特殊的燃烧装置—辐射管内燃烧而辐射出各种波长的红外线进行供暖的，红外线是整个电磁波波段的一部分。不同波长的电磁波，接触到物体后，将产生不同的效应。波长在0.76~1000微米之间的电磁波，尤其是波长在0.76~40微米之间的电磁波，具有非色散性，因而，能量集中，热效应显著，所以称为热射线或红外线。燃气辐射管发出的红外线波长，正好全部在此范围内。由于辐射热不被大气所吸收，而是被建筑物、人体、设备等等各种物体所吸收，并转化为热能。吸收了热的物体，本体温度升高，再一次以对流的形式加热周围的其他物体，如大气等。所以，建筑物内的大气温度，不会产生严重的垂直失调现象。因此其热能的利用率很高，并使人体感觉很舒适。因此，燃气辐射采暖是工业厂房等高大空间较理想的供暖方式。5.个人单户采暖油汀浴霸第二节室内供暖供设备1．锅炉锅炉是供热之源，主要用以产生蒸汽和热水。锅炉由锅与炉两部分组成，其中锅是进行热量传递的气水系统；炉是将化学能转化成热能的燃烧设备。燃料在炉子里燃烧产生高温烟气，以对流和辐射方式，通过气锅的受热面将热量传递给气锅内温度较低的水，产生热水或蒸汽。通常将工业和供暖用的锅炉称为供热锅炉，以区别用于动力和发电的动力锅炉。蒸汽锅炉70kPa热水锅炉115℃高压锅炉高压锅炉低压锅炉低压锅炉2．换热器换热器通过一个具有较大储热能力的换热面进行间接的热交换。（1）换热器分类表面式换热器混合式换热器回热式换热器换热器中，冷热两种流体之间通过一层金属壁进行换热，两种流体之间没有直接接触。这种换热器常见的有壳管式、肋片管式及板式等三种结构形式。换热器中，冷热两种流体直接接触并彼此混合进行换热，在热交换的同时伴随着物质交换。换热器通过一个具有较大储热能力的换热面进行间接的热交换。运行时热流体通过换热面，使它温度升高并存储热量；然后冷流体通过换热面，吸收其储存的热量而被加热。3．散热器散热器是供暖系统中的热负荷设备，负责对空气进行加热的换热器，它是供暖系统中的热负荷设备，负责将热媒（热水或蒸汽）所携带的热量传递给室内空气，达到供暖的目的。（1）散热器类型柱型散热器翼型散热器钢串片散热器ACB（2）散热器的安装散热器设置在外墙窗口下最为合理。因为经散热器加热的空气沿外窗上升，能阻止渗入的冷空气沿墙及外窗下降，从而防止冷空气直接进入室内。对于要求不高的房间，散热器也可靠内墙壁设置。4．水泵常用的是离心式水泵，实现连续供水，向供暖系统提供循环动力。5．膨胀水箱膨胀水箱的作用是容纳系统中水因受热而增加的体积，并补充系统中水的不足，排除系统中的空气，还有指示系统中的水位和控制系统中静水压力的作用，一般用钢板制成，通常是圆形或矩形。6．集气罐水被加热时，会分离出空气，形成气塞，影响水的正常循环。必须设置排除空气的设备。集气罐是在热水供暖系统中设置的排除空气的设备。7．伸缩器使受热的管道有自由伸缩的余地。伸缩器当供暖系统的管道输送热媒时，管道自身因温度升高而膨胀伸长。伸缩器是为了管道能承受超过强度所许可的应力而安装的设备。8．疏水器是用于排除凝结水中的蒸汽、防止蒸汽从凝结水管道中泄漏的设备。9．减压阀用于将高压蒸汽的压力降低到使用条件要求的数值，它能够自动调节阀门的开启程度，稳定阀门后的压力。10．安全阀当压力超过规定的最高允许工作压力时，阀门自动开启，把蒸汽排到系统之外；保证系统在一定的压力下安全工作。第三节室内供暖系统的维护与管理一.供暖管理的内容热源管理热网管理用户管理热源管理是指对锅炉及其附属设施的养护和管理，包括燃料采购和运输、炉渣的清理、操作与维修人员的培训等。热网管理是指对小区及建筑物内的供热管网进行养护和管理，包括管道的检查、养护、维修用户管理是指对用户室内散热设备运行情况的检查、维护、取暖费用的收取以及对用户设备使用的指导。二.供暖系统的常见故障（一）大面积暖气不热（二）部分楼或末端楼暖气不热（三）室内供热系统局部不热（一）大面积暖气不热1.锅炉出力不够原因：(1)煤的质量太差(2)锅炉司炉人员操作水平低，责任心差(3)锅炉运行不正常(4)锅炉吨位不够解决办法：(1)使用优质煤(2)提高锅炉司炉人员操作水平和责任心(3)检测调整锅炉的运行状态(4)增加锅炉吨位（一）大面积暖气不热（1）直供式锅炉房原因：1.循环水泵偏小，流量过小2.循环水泵偏大流量过大解决办法:1.可暂时与备用泵并联运行，待停火后更换大泵2.减少水泵的运行台数或暂时用阀门控制一下流量，待停火后更换小泵（2）间供式锅炉房原因：1.一次循环水泵偏大2.二次循环水泵偏大解决办法：1.减少水泵的运行台数或暂时用阀门控制一下流量，待停火后更换大泵2.循环水泵的选择或运行不合理（一）大面积暖气不热3.间供式锅炉房换热器的选配及运行不合理表现：某一个换热站的供热范围内所有楼，其室内散热器都热得不好，水温很低，致使用户室内温度普遍达不到使用要求解决办法：1.合理增加换热器的运行台数，2.在原换热器上适当增加换热面积3.通过调节该换热站一次水阀门，适当增加一次水流量4.属于换热器低负荷运行，应合理减少换热器的运行台数（二）部分楼或末端楼暖气不热1.室外管网流量分配失衡原因：流量分配设计，调节得不好，都会失流量失衡措施:（1）检查供回阀门是否打开，有无损坏。（2）与设计单位一起核算管道得合理性.（3）与设计、施工单位一起对热网再次调节。（二）部分楼或末端楼暖气不热2.管沟积水管道保温层脱落措施：排除积水，修复管道保温层（三）室内供热系统局部不热1.一栋楼或一支路不热原因:（1）管道被污物堵塞（2）管道气塞（3）阀门未打开或损坏措施：（1）采用手摸管壁表面温度差得办法，检查出管道堵塞之处，拆开管道，清除杂物，用打开阀门的办法对管路进行冲洗，直到管道完全畅通为止（2）应立即修理或更换阀门（三）室内供热系统局部不热2.整栋楼上部散热器都不热（1）上供下回式:原因：管道及上部散热器内部存有空气措施：由供水干管末端的集气罐排气或更换自动排气阀（2）下供上回式：原因：一是散热器存有空气。应有散热器上的防风门排除措施：二是系统充水不满。应补充水到规定的水位（三）室内供热系统局部不热3.末端立管不热原因：（1）由于安装时管道内存有空气，在停止供热后，管道内和散热器内也存有空气（2）由于安装时不慎将杂物留在管道内，或使用时间长，管道内生锈（3）设计不合理，造成系统内各立管流量分配不均措施：（1）把在末端立管处的放风装置打开，进行放风排气（2）在堵塞处附近拆开活接头或弯头，用铁丝去上下疏通管道，若后打开阀门用水冲洗（3）与设计单位协商解决（三）室内供热系统局部不热4.单管系统上层过热下层不热原因：（1）上供下回式系统，冷风渗透的计算，未考虑建筑物的热压作用（2）上供下回式系统，在计算散热器时，未考虑管道散入房间的热量措施：在上几层的立管上加设跨越管，在跨越管上安装阀门，或在供水支管上装三通调节阀（三）室内供热系统局部不热5.双管系统上层过热下层不热原因：双管系统上层与下层重力水头的差别很大措施：调节立管和供水支管上的阀门，顶层散热器支管上的阀门关到最小，向下依次开大，底层阀门全部打开（三）室内供热系统局部不热6.整栋楼多组散热器无规律性不热原因：（1）管路中或散热器内气塞（2）杂物堵塞，管路不能通畅措施：（1