供热工程教材

供热工程建筑设备工程技术专业适用目录0绪论……………………………………………………………………………………1单元1热水采暖系统课题1自然循环热水采暖系统……………………………………………………………3课题2机械循环热水采暖系统………………………………………………………………6课题3热水采暖系统管道布置和敷设………………………………………………………16课题4分户热计量采暖系统…………………………………………………………………20课题5辐射采暖系统…………………………………………………………………………26思考与习题…………………………………………………………………………………31单元2采暖系统设计热负荷课题1采暖系统设计热负荷…………………………………………………………………32课题2围护结构的基本耗热量………………………………………………………………34课题3围护结构的附加（修正）耗热量……………………………………………………43课题4冷风渗透耗热量………………………………………………………………………44课题5围护结构的最小传热阻与经济传热阻………………………………………………48课题6辐射供暖系统热负荷计算……………………………………………………………49课题7分户热计量采暖热负荷………………………………………………………………51课题8采暖设计热负荷计算示例……………………………………………………………54思考与习题…………………………………………………………………………………58单元3室内供暖系统的末端装置及附属设备课题1散热器…………………………………………………………………………………60课题2暖风机与风机盘管……………………………………………………………………71课题3低温辐射采暖的计算…………………………………………………………………74课题4钢制辐射板…………………………………………………………………………84课题5热水采暖系统的附属设备…………………………………………………………88思考与习题…………………………………………………………………………………98单元4室内热水采暖系统水力计算课题1管路水力计算的基本原理……………………………………………………………99课题2热水采暖系统水力计算的任务和方法………………………………………………101课题3机械循环单管热水采暖系统水力计算………………………………………………105课题4分户采暖热水供暖系统水力计算……………………………………………………112思考与习题……………………………………………………………………………124单元5室内整汽供热系统课题1蒸汽采暖系统的基本原理和特点……………………………………………………125课题2蒸汽采暖系统…………………………………………………………………………127课题3蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备………………………………………………130课题4低压蒸汽采暖系统的水力计算………………………………………………………138课题4高压蒸汽采暖系统的水力计算………………………………………………………142思考与习题…………………………………………………………………………………145附录1.1法定计量单位与习惯用非法定计量单位换算表…………………………………146附录1.2居住及公共建筑物采暖室内计算温度……………………………………………147附录1.3室外气象参数………………………………………………………………………149附录1.4一些建筑材料的热物理特性表……………………………………………………151空气密度表……………………………………………………………………………152附录1.5常用围护结构的传热系数K值……………………………………………………154附录1.6按各主要城市区分的朝向修正率…………………………………………………154附录1.7渗透空气量的朝向修正系数n……………………………………………………155附录3.1散热器组装片数修正系数…………………………………………………………155附录3.2散热器连接形式修正系数…………………………………………………………155附录3.3散热器安装形式修正系数…………………………………………………………156附录3.4散热器传热系数K…………………………………………………………………157附录2-6PE-X管单位地面面积的散热量和向下传热损失………………………………158附录2-7电热膜的电阻与电流…………………………………………………………162附录2-8块状辐射板规格及散热量表………………………………………………………163附录2-9金属辐射板的最低安装高度………………………………………………………163附录3-1水在各种温度下的密度……………………………………………………………163附录3-2水在管路内冷却而产生的附加压力………………………………………………164附录3-3供暖系统各种设备供给每1kW热t的水容是Vo…………………………………165附录4-1热水供暖系统管道水力计算表……………………………………………………165附录4-2热水及蒸汽供暖系统局部阻力系数值……………………………………………167附录4-3热水供热系统局部阻力系数ξ=1的局部损失(动压头)值……………………167附录4-4一些管径的λ/d值和A值…………………………………………………………167附录4-5按ξzh=1确定热水供暖系统管段压力损失的管径计算表………………………168附录4-6单管顺流式热水供暖系统立管组合部件的ξzh值………………………………169附录4-7单管顺流式热水供暖系统立管的ξzh值…………………………………………169附录4-8供暖系统中摩擦损失与局部损失的概略分配比例α……………………………170附录5-1疏水器的排水系数AP值…………………………………………………………170附录5-2减压阀阀孔面积选择用图…………………………………………………………171附录5-3低压蒸汽供暖系统管路水力计算表………………………………………………171附录5-4低压蒸汽供暖系统管路水力计算用动压头………………………………………172附录5-5蒸汽供暖系统干式和湿式自流凝结水管管径选择表……………………………172附录5-6室内高压蒸汽供暖系统管径计算表………………………………………………173附录5-7室内高压蒸汽供暖管路局部阻力当量长度………………………………………174附录6-1供暖热指标推荐值……………………-…………………………………………1740绪论0.1“供热工程”的研究对象“供热工程”是供热通风与空调工程技术专业的一门主要专业课。人们在日常生活和社会生产中都需要大量的热能，如在生活中煮饭、饮水、洗涤、医疗、消毒和采暖等，在生产中拖动、锻压、蒸煮、烘干以及直接或间接加热等。热能工程是将自然界的能源直接或间接地转化成热能，满足人们需要的科学技术。热能工程中，生产、输配和应用中、低品位热能的工程技术称为供热工程。热媒是可以用来输送热能的媒介物，常用的热媒是热水和蒸汽。供热系统包括热源、供热热网和热用户三个基本组成部分。●热源主要是指生产和制备一定参数（温度、压力）热媒的锅炉房或热电厂。●供热热网是指输送热媒的室外供热管路系统。主要解决建筑物外部从热源到热用户之间热能的输配问题，是本课程的主要研究对象。●热用户是指直接使用或消耗热能的室内采暖、通风空调、热水供应和生产工艺用热系统等。室内采暖系统是冬季消耗热能的大户，也是本课程的主要研究对象。通风空调系统、热水供应系统作为独立课程分别学习，不作为本课程学习的内容。因此，本课程的研究对象包括室内采暖系统、室外供热热网两大部分内容。本课程的主要任务是掌握采暖系统和集中供热系统的工作原理、组成及形式；掌握一般热水采暖系统和集中供热系统设计的基本原理、方法、步骤和施工安装方法；熟悉蒸汽及辐射采暖系统的基本原理与设计安装方法；了解常用设备及附件的构造、原理，并掌握选用与安装方法；掌握室内采暖系统运行维护与故障诊断的方法、步骤。0.2采暖及采暖期的概念所谓采暖，就是使室内获得热量并保持一定的室内温度，以达到适宜的生活条件或工作条件的技术。所有采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。从开始采暖到结束采暖的期间称为采暖期。《采暖通风与空气调节设计规范》（GB５００１９—２００３）（以下简称《暖通空调规范》）规定，设计计算用采暖期天数应按累年日平均温度稳定低于或等于采暖室外临界温度的总日数确定。对一般民用建筑和工业建筑，采暖室外临界温度宜采用５℃。各地的采暖期天数及起止日期可从有关资料查取。我国幅员辽阔，各地设计计算用采暖期天数不一，东北、华北、西北、新疆、西藏等地区的采暖期均较长，少的也有１００多天，多的可达２００天以上。例如，北京设计计算用采暖期天数可达１２９天。设计计算用采暖期是计算采暖建筑物的能量消耗，进行技术经济分析、比较等的不可缺少的数据，并不指具体某地方的实际采暖期，各地的实际采暖期应由各地主管部门根据实际情况自行确定。0.3学习要求“供热工程”是建筑设备类专业的一门专业课，它是在“流体力学”和“热工学基础”等课程的基础上解决供热工程所涉及的实际问题，因此，要求学生在学习本课程前应具有扎实的专业基础知识，同时注意与其他课程的联系。“供热工程”是一门实践性和应用性很强的专业课程，是巩固和加强理论学习，掌握一定的室内采暖系统的理论知识和设计、施工、维护管理等技能的重要环节。因此在学习过程中要坚持理论与实践相结合的原则，努力提高分析问题和解决问题的能力。学习时最好备有《采暖通风与空气调节设计规范》、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》、《实用供热空调设计手册》以及采暖系统工程施工图纸等资料，以教材为主，结合这些资料进行学习。思考题与习题０.１供热系统是由哪三大部分组成的？各包含哪些内容？０.２什么叫采暖？什么叫采暖期？设计计算用采暖期天数是怎样规定的？单元1热水采暖系统【知识目标】１．了解自然循环热水采暖系统；２．了解机械循环热水采暖系统；３．掌握热水采暖系统管道布置与安装；４．熟悉室内采暖系统施工图。【能力目标】１．能够进行热水采暖系统管路布置和敷设；２．掌握一般建筑物采暖施工图设计方法、步骤；３．理解自然循环和机械循环热水采暖系统工作原理；４．掌握自然循环和机械循环热水采暖系统的基本形式。根据热媒性质不同，采暖系统可分为热水采暖系统、蒸汽采暖系统、热风采暖系统和烟气采暖系统等。热水采暖系统的热能利用率较高、输送时无效损失较小、散热设备不易腐蚀、使用周期长、散热设备表面温度低且符合卫生要求，而且系统操作方便、运行安全、易于实现供水温度的集中调节、系统蓄热能力高、散热均衡、适于远距离输送。因此，枟暖通空调规范枠规定民用建筑应采用热水采暖系统。热水采暖系统按循环动力的不同，可分为自然循环采暖系统和机械循环采暖系统；根据热媒的温度不同，可分为高温热水、中温热水、低温热水采暖系统等。目前应用最广泛的是机械循环低温热水采暖系统。本单元将主要介绍自然循环和机械循环低温热水采暖系统的形式和管路的布置。课题1自然循环热水采暖系统图1.1为自然循环热水采暖系统的工作原理图。图中假设整个系统有一个加热中心（锅炉）和一个冷却中心（散热器），用供、回水管路把散热器和锅炉连接起来。在系统的最高处连接一个膨胀水箱，用来容纳水受热膨胀而增加的体积和排除系统内的空气。在系统工作以前，先将系统内充满水，水在锅炉中被加热后密度减小，向上浮升，经供水管道流入散热器。在散热器内热水被冷却，密度增加，再沿回水管道返回锅炉。在水的循环流动过程中，供水和回水由于温度差的存在，产生了密度差，系统就是靠供回水的密度差作为循环动力的，这种系统称为自然（重力）循环热水采暖系统。分析该系统循环作用压力时，忽略水在管路中的水冷