土木工程概论第9章图文模板
第9章 暖通空调工程 图9-1 重力循环热水供暖系统工作原理图
第9章 暖通空调工程
机械循环系统(如图9-2所示)中水的循环动力来自于循环 水泵。膨胀水箱应接到循环水泵的入口侧。在此系统中膨胀水 箱不能排气,所以在系统供水干管末端设有储气罐,进行集中 排气。干管向储气罐侧倾斜。机械循环系统是集中供暖系统的 主要形式。
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为了顺利排除空气,水平供水干管标高应沿水流方向下降, 因为重力循环系统中水流速度较小,可以采用气水逆向流动, 使空气从管道高点所连的膨胀水箱排除。重力循环系统不需要 外来动力,运行时无噪声,调节方便,管理简单。但由于其作 用压头小,所需管径大,只宜用于没有集中供热热源、对供热 质量有特殊要求的小型建筑物中。
单管系统是用一根管道将多组散热器依次串联起来的系统, 双管系统是用两根管道将多组散热器相互并联起来的系统。多 个散热器与其关联管一起形成采暖系统的基本组合体,主要有 垂直单管式、垂直双管式、水平单管式和水平双管式。
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(a) 单管式
(b) 双管式
图9-5 单管与双管系统
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(3) 按建筑物布置管道的条件分类,热水供暖管道系统可 分为上供下回式、上供上回式、下供下回式、下供上回式(如 图9-3所示)和中供式五种。
第9章 暖通空调工程 图9-3 热水供暖系统
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(4) 按散热器的连接方式分类,热水供暖系统分为垂直式 与水平式系统(见图9-4)。
2.蒸汽供暖系统 (1) 按供汽压力分类,蒸汽供暖系统可分为高压蒸汽供暖 系统(表压大于0.07 MPa)、低压蒸汽供暖系统(表压小于等于 0.07 MPa)和真空蒸汽供暖系统(绝对压力小于0.1 MPa)。 根据供汽汽源的压力、对散热器表面最高温度的限度和用 热设备的承压能力来选择高压或低压蒸汽供暖系统。工业建筑 及其辅助建筑可用高压蒸汽供暖系统。真空蒸汽供暖系统的优 点是热媒密度小,散热器表面温度低,便于调节供热量;其缺 点是需要抽真空设备,对管道气密性要求较高。
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(4) 按凝结水回收动力分类,蒸汽供暖系统可分为重力回 水和机械回水。
(5) 按凝结水系统是否通大气分类,蒸汽供暖系统可分为 通大气的开式系统和不通大气的闭式系统。
(6) 按凝结水充满管道断面的程度分类,蒸汽供暖系统可 分为干式回水和湿式回水。
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3.辐射供暖系统 依靠供热部件与围护结构内表面之间韵辐射换热向房间供 暖的方式称为辐射供暖。辐射供暖时房间各围护结构内表面的 平均温度高于室内空气温度。辐射采暖可分为低温辐射采暖 (≤60℃)、中温辐射采暖(80~200℃)和高温辐射采暖 (≥200℃)。 通常称辐射供暖的供热部件为采暖辐射板。辐射板按与建 筑物的结合关系分为整体式、贴附式和悬挂式。埋管式辐射板 是将通热媒的金属管或塑料管埋在建筑结构内,与其合为一体; 风道式辐射板是利用建筑结构内的连贯空腔输送热媒向室内供 暖。
(6) 按各并联环路水的流程分类,热水供暖系统分为同程 式系统与异程式系统(如图9-6)。
热媒沿各基本组合体流程相同的系统,即各环路管路总长 度基本相等的系统,称为同程式系统;热媒沿各基本组合体流 程不同的系统称为异程式系统。
第9章 暖通空调工程 图9-6 同程式与异程式系统
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供暖辐射板还可以按其位置分为墙面式、地面式、顶面式 和楼板式。其中楼板式指的是水平楼板中的辐射板可同时向上、 下两层房间供热的情况。墙面式又分为窗下式、墙板式和踢脚 板式。窗下辐射板有单面散热和双面散热两种。墙板式有外墙 式(辐射板设在外墙的室内侧)和间墙式(辐射板设在内墙)之分。 间墙式采暖辐射板有单面散热(向一侧房间供热)和双面散热 (向内墙两侧房间供热)两种。
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9.1.3 供暖系统的散热设备及附属设备 1.供暖系统散热设备 建筑物室内的供暖设备处于能量输送系统的终端,被称之
为末端装置,常用的末端装置有散热器、暖风机、风机盘管等。 供暖系统重要的、基本的组成部件是散热器,水在散热器
内降温向室内供热达到供暖目的。散热器按传热方式分为辐射 散热器和对流散热器。对流散热器的对流散热量几乎占100%。 辐射散热器同时以对流和辐射方式散热,相对对流散热器而言 使用数量较多。
垂直式是指不同楼层的各散热器用垂直立管连接的系统; 水平式是指同一楼层的散热器用水平管线连接的系统。垂直式 供暖系统中一根立管可以在一侧或两侧连接散热器。
第9章 暖通空调工程 图9-4 垂直式与水平式热水供暖系统
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(5) 按连接相关散热器的管道数量分类,热水供暖系统分 为单管系统与双管系统(见图9-5)。
第9章 暖通空调工程 图9-2 机械循环热水供暖系统
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(2) 按供水温度分类,热水供暖系统分为高温水供暖系统 和低温水供暖系统。
各国高温水与低温水的界限不一样。我国将供水温度高于 100℃的系统称为高温水供暖系统;供水温度低于100℃的系统 称为低温水供暖系统。高温水供暖系统由于散热器表面温度高, 易烫伤皮肤、烤焦有机灰尘,卫生条件及舒适度较差,但可节 省散热器用量,并且供回水温差较大,可减小管道系统管径, 降低输送热媒所消耗的电能,节省运行费用。高温水供暖系统 主要用于对卫生条件要求不高的工业建筑及其辅助建筑中。低 温水供暖系统的优缺点正好与高温水供暖系统相反,是民用及 公用建筑的主要采暖系统形式。
用户热力站称为用户引入口(如图9-7所示),设置在单幢 民用建筑及公共建筑的地沟入口或该用户的地下室或底层处, 通过它向该用户或相邻几个用户分配热能。在用户供回水总管 上均应设置阀门、压力表和温度计。为了能对用户进行供热调 节,应在用户供水管上设置手动调节阀或流量调节器。在用户 供水管上应安装除污器,可避免室外管网中的杂质进入室内系 统。
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9.1.2 常用供暖系统 1.热水供暖系统 按不同的分类标准,热水供暖系统可以划分为不同的类型。 (1) 按循环动力的不同分类,热水供暖系统分为重力(自
然)循环系统和机械循环系统。 重力循环系统(见图9-1)中 水靠其密度差循环。水在锅炉中受热,温度升高,体积膨胀, 密度减少,加上来自回水管冷水的驱动,使水沿供水管上升, 流到散热器中。在散热器中热水将热量散发给房间,水温降低, 密度变大,沿回水管回到锅炉重新加热,这样周而复始地循环, 不断把热量从热源送到房间。
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(2) 按立管的数量分类,蒸汽供暖系统可分为单管蒸汽供 暖系统和双管蒸汽供暖系统。
由于单管系统易产生水击和汽水冲击噪声,所以多采用垂 直双管系统。
(3) 按蒸汽干管的位置分类,蒸汽供暖系统可分为上供式、 中供式和下供式。
其蒸汽干管分别位于所供热媒的各层散热器上部、中部和 下部。因为蒸汽、凝结水同向流动可以有效防止水击和噪声, 所以上供式系统用得较多。
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(2) 水喷射器。水喷射器是由喷嘴、引水室、混合室和扩 压管组成的。水喷射器的工作流体和被抽引的流体均为水,从 管网供水管进入水喷射器的高温水在其压力作用下,由喷嘴高 速喷出,使喷嘴出口处的压力低于用户系统的回水压力,将用 户系统的一部分回水吸入一起进入混合室。在混合室内进行热 能与动能交换,使混合后的水温达到用户要求,再进入扩压管。 在渐扩型的扩压管内,热水流速逐渐降低而压力逐渐升高,当 压力升至足以克服用户系统阻力时被送入用户。
第9章 暖通空调工程 图9-7 用户引入口
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2.集中供热系统的主要设备 集中供热系统的主要设备有换热器、水喷射器以及调节和 控制设备。 (1) 换热器。换热器又称为水加热器,是用来把温度较高 流体的热能传递给温度较低流体的一种热交换设备。换热器可 集中设在热电站或锅炉房内,也可以根据需要设在热力站或用 户引入口处。根据热媒种类的不同,换热器可分为汽-水换热 器、水-水换热器两种。根据换热方式的不同,换热器可分为 表面式换热器、混合式换热器等。
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暖风机是由通风机、电动机和空气换热器组合而成的采暖 机组。暖风机的风机有轴流式和离心式两种,轴流式风机常用 于小型机组,离心式风机常用于大型机组。暖风机所用热媒可 以为水和蒸汽。使用时暖风机直接安装在采暖房间内,在风机 作用下,室内空气由吸风口进入机组,流经空气换热器被加热, 从出风口送入室内,并造成室内空气用户组成,根据供热系统三个 主要组成部分的相互位置关系来分,供热系统可分为局部供热 系统和集中供热系统。热源、供热管网和热用户三个主要组成 部分在构造上连在一起的供热系统称为局部供热系统;热源、 热用户的散热设备分别设置,用管道将其连接,由热源向热用 户供应热量的供热系统称为集中供热系统。
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9.1.5 集中供热系统 热源、供热管网和热用户三部分组成了集中供热系统。根
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(3) 调节和控制设备。调节和控制设备主要有截止阀、闸 阀、蝶阀、止回阀、手动调节阀、电磁阀等。凝结水箱是用来 收集储存凝水的设备,一般用3~10 mm厚钢板焊接而成,按是 否与大气相通可分为开式和闭式两种。安全水封是一种压力控 制设备,它不仅可以防止水箱内压力过高,也可以防止水箱被 水泵抽空时吸入空气,当水箱水位过高时,还可以自动排泄多 余凝水。闭式水箱上应设置安全水封。
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自动排气阀大都是依靠水对浮体的浮力,通过自动阻气和 排水机构,使排气孔自动打开或关闭,达到排气的目的。
散热器温控阀是一种自动控制进入散热器热媒流量的设备, 它由阀体部分和感温元件控制部分组成。
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9.1.4 集中供热系统的热力站及系统的主要设备 1.集中供热系统热力站
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辐射板的加热管可采用平行排管式、蛇形排管式、蛇形盘 管式等形式。
电热膜是另一种供热部件,其通电后能发热、厚度为 0.24 mm的半透明聚酯薄膜。它是由特制的可导电油墨、金属 载流条经印刷、热压在两层绝缘聚酯薄膜之间制成的一种特殊 的加热产品,将其布置在建筑结构中可实现辐射供暖。电热膜 辐射供暖没有直接的燃烧排放物,便于控制,运行简便、舒适, 适用于集中供热热源不足、电价低廉的地区。