建筑采暖辐射采暖系统教学课件PPT.ppt

1 第 4节 辐射采暖系统 一、辐射采暖概念及分类 辐射采暖 是一种利用建筑物内部的顶面、墙面、 地面或其他表面进行采暖的系统，辐射采暖是 一种卫生条件和舒适标准都比较高的采暖方式。 根据辐射表面温度的不同，辐射采暖分为三类： 低温辐射采暖 中温辐射采嗳 高温辐射采暖 辐射采暖 (当辐射表面温度 ) 小于 80 80 200 大于 500 3 2 二、辐射采暖的热媒 辐射采暖热媒 ：热水、蒸汽、空气、电、可燃气体 或液体。 根据所用热媒的不同，辐射采暖分为 ： 低温热水式 ：热媒水温度 100( 民用建筑的供 水温度 60 ) ； 高温热水式 ：热媒水温度 100 ； 蒸汽式 ：热媒为高压或低压蒸汽； 热风式 ：以加热后的空气作为热媒； 电热式 ：以电热元件加热特定表面或直接发热； 燃气式 ：通过燃烧可燃气体或液体经特制的辐射 器发射红外线。 目前应用最广泛的是低温热水辐射采暖 。 4 3 三、 低温辐射采暖 散热面与建筑结构合为一体 低温辐射采暖系统分类： 根据其安装位置分为 顶 棚式、地板式、墙壁式、踢脚板式 等；根据其构 造分为 埋管式、风槽式或组合式 。 5 4 三、 低温辐射采暖 （一） 低温热水地板辐射采暖 以不高于 60 的热水作热媒，将 塑料管 预埋 在地板中的辐射采暖。 特点： 舒适性强，节能（能有效利用太阳能、地下热水、 采暖和空调系统的回水、热泵型冷水机组、工业与 城市余热和废热等），方便实施按户热计量，便于 住户二次装修。 6 5 1. 低温热水地板辐射采暖构造 地面层 (如大理 石、瓷砖、木地 板等 ) 防水层 填充层 绝热层 防潮层 结构层 (楼板或 土壤 ) 地面结构 7 6 地面结构 绝热层： 主要用于控制热量 传递方向。 材料宜采用聚乙 烯泡沫塑料板。楼板上的绝 热层厚度不宜小于 30mm，与 土壤或室外空气相邻的地板 上的绝热层厚度不宜小于 40mm，沿外墙内侧周边的绝 热层厚度不应小于 20mm。 填充层： 用来埋置保护加热 管并使地面温度均匀。 材料 应采用 C15豆石混凝土。 防潮层： 与土壤相邻的地面， 必须设绝热层，并且绝热层 下部应设防潮层 。 8 7 地面结构 防水层： 对于潮湿房间 如卫生间、厨房和游泳 池等，在填充层上宜设 置防水层。 地面层： 指完成的建筑 地面。 保护层： 为增强绝热板 材的整体强度，并便于 安装和固定加热管，有 时在绝热层上还敷设玻 璃布基铝箔保护层和固 定加热管的低碳钢丝网。 9 8 加热管的材料 加热管材料： 早期采用 钢管或铜管 ，现在地板 采暖均采用 塑料管 。 塑料管的优点： 耐老化、耐腐蚀、不结垢、承 压高、无污染、沿程阻力小、容易弯曲、埋管 部分无接头、易于施工。 10 9 (一 ) 低温热水地板辐射采暖 2. 系统设置 低温地板辐射采暖的楼内系统一般通过设置在户内 的 分水器 、 集水器 与户内管路系统连接。 当集中采暖热媒温度超过低温热水地板辐射采暖的 允许温度时，可设集中的 换热站 ，也有在户内入口处 加 热交换机组 的系统。 后者更适合于要将分户热量计量对流采暖系统改装 为低温热水地板辐射采暖系统的用户。 12 10 13 11 低温地板辐射采暖的楼内系统一般通过设置在 户内的分 水器、集水器与户内管路系统 连接。分、集水器常组装 在一个分、集水器箱体内 (图 8-25)，每套分、集水器宜 接 3 5个回路，最多不超过 8个。 分、集水器设置： 分、集水器宜布置于厨房、盥洗间、 走廊两头等既不占用主要使用面积，又便于操作的部 位并留有一定的检修空间，且每层安装位置应相同。 15 12 回字型 S型 L型 U型 低温热水地板辐射采暖环路布置示意图 16 13 原理：低温辐射电热膜采暖方式是以电热膜为发热体，大部 分热量以辐射方式散入采暖区域。 它是一种通电后能发热的 半透明聚脂薄膜 ，由可导电的特制油墨、金属载流条经印刷、 热压在两层绝缘聚酯薄膜之间制成的。 电热膜工作时表面温度为 40 60C，通常布置在 顶棚下 (见图 8 27)或 地板下 或墙裙、 墙壁内 ，同时配以独立的温控装置。 三、低温辐射采暖 (二 )低温辐射电热膜采暖 19 14 21 15 三、低温辐射采暖 发热电缆是一种通电后发热的电缆 ，它有实芯电阻线 (发 热体 )、绝缘层、接地导线、金属屏蔽层及保护套构成。 低温加热电缆采暖系统是由可加热电缆和感应器、恒温 器等组成，也属于低温辐射采暖，通常采用 地板式 ，将 发热电缆埋于混凝土中，有直接供热及存储供热等系统 形式。 (三 )低温发热电缆采暖 22 16 四、中温辐射采暖 散热设备通常为钢制辐射板，有带状和块 状两种类型。 钢制辐射板构造简单，制作维修方便，比 普通散热器节省金属约 30%-70%。 适用于高大的工业厂房，大空间的工业建 筑的全面采暖或局部采暖。 23 17 五、高温辐射采暖 按照能源类型分为： 电气红外线辐射采暖 ： 石英管或石英灯辐射器 燃气红外线辐射采暖 24 18 第 5节 采暖系统的散热设备 散热器 是安装在供暖房间里的一种散热设备。 热水或蒸汽的热量通过散热器以 对流 和 辐射 两种方式 (主要以对流传热方式，对流传热 量大于辐射传热量 )不断地传给室内空气。 一、散热器分类及其特性 按材质可分为：铸铁散热器、钢质散热器、铜 质散热器 按结构可分为：柱型散热器、翼型散热器等 25 19 （一）铸铁散热器 铸铁散热器的特点 优点： 结构简单，耐腐蚀，使用寿命长，热稳定性好。 缺点：金属耗量大，金属热强度低于钢制散热器， 制造、安装和运输劳动繁重，承压能力低， 不宜 用于高层，而在多层建筑热水及低压蒸汽采暖系 统工程中广泛应用。 我国目前应用较多的铸铁散热器 (1)翼型散热器 (2)柱型散热器 26 20 铸铁散热器 翼型散热器 27 21 柱型散热器 铸铁散热器 28 22 （二）钢制散热器 特点： 易腐蚀、使用寿命短等缺点，应用范围受到一定 限制。但它具有金属耗量小，外形整洁、美观， 承压能力高等特点， 可应用于高层建筑采暖 。 另外，它的水容量较少，热稳定性差些；耐腐蚀 性差，对采暖热媒水质要求高，非采暖仍应充满 水，而且 不适于蒸汽采暖系统 。 型式： 钢制散热器有钢串片式、板式、钢制柱 式、扁管式、排管式等形式。 31 23 钢制散热器 钢制板式 散热器 33 24 钢制柱形 散热器 钢制散热器 34 25 钢制与铸铁散热器的特点对比 钢制散热器金属耗量小； 钢制散热器外形美观，易于布置； 钢制散热器水容量少和热稳定性差； 钢制散热器易受腐蚀。 因此，铸铁柱型散热器仍是目前国内应用最 广泛的散热器。 35 26 特点： 重量轻、体积小、耐高压、 散热快、外型美观 。 该产品集装饰、取暖于一身， 是住宅建筑理想 的散热器的替代产品。 铝的辐射系数比铸铁和钢的小，为补偿其辐射 放热的减小，外型上应采用措施以提高其对流 散热量。 铝氧化后形成一层氧化铝薄膜， 能避免进一步氧化，故 可用于开 式系统以及卫生间、浴室等潮湿 场所 。铝制散热器的 热媒应为热 水，不能采用蒸汽 。 （三）铝制及钢 (铜 )铝复合散热器 36 27 （四）全铜水道散热器 是指过水部件全为金属铜的散热器，耐腐蚀， 适用于任何水质的热媒。采用热水为热媒，工 作压力 1.0MPa (五 ) 塑料散热器 特点：重量轻，节省金属，防腐性能好。 单位面积散热率较金属的低。 形式：竖式、横式 37 28 (六 ) 卫生间专用散热器 特点：功能多样 38 29 二、散热器的选择 选择散热器时，应注意下列的规定： 1、散热器的工作压力，不得超过制造厂规 定的压力值。 2、在民用建筑中，宜采用外形美观，易于 清扫的散热器。 3、热水供暖系统采用钢制散热器时，应采 用必要的防腐措施，蒸汽供暖系统不得采 用钢制柱型、板型和扁管型等散热器。 39 30 三、散热器的布置 布置散热器时，应注意下列的规定： 1、散热器一般设置在外墙的窗台下。 2、散热器一般在房间内敞开装置，这样散 热效果好，且易于清除灰尘。 3、散热器一般应明装，布置简单。内部装 修要求高的建筑可采用暗装。托儿所、幼 儿园应暗装或加防护罩。 40 31 4、楼梯间内散热器应尽量放在底层；当散 热器数量过多，底层无法布置时，将散热 器分配在其他各层。 5、为防止冻裂散热器，在双层门的外室及 门斗中不宜设置散热器。 三、散热器的布置 41 32 （一）一般建筑 第 6节 室内采暖系统的管路布置 与主要设备及附件 系统管道走向布置应合理，以 节省管材 ， 便于调 节和排除空气 ， 各并联环路的阻力损失易于平衡 。 采暖系统的 引入口应设置在建筑物热负荷对称分 配的位置 ，一般在建筑物中部。 一、室内热水采暖系统的管路布置与主要设备及附件 42 33 室内采暖管道一般 应避免设置于管沟内 。 （一）一般建筑室内热水采暖系统的管路布置与主 要设备及附件 室内采暖管道宜明装，便于施工安装和维护 。可 在底层地面上、散热器的下面沿墙敷设，遇有过门 处，可采用过门沟和门框上部绕过两种做法。可沿 墙敷设在窗过梁以上、顶棚以下的地方，不得遮挡 窗户。 43 34 水平管道应避免穿越防火墙。 采暖管道不得与 输送蒸汽燃点低于 120 的 可燃 气体或可燃、腐蚀性气体的管道在同一条管沟内 平行或交叉敷设 。 （一）一般建筑室内热水采暖系统的管路布置与主 要设备及附件 穿越建筑基础的管道，以及埋在建筑结构里的立 管，应采取预防由于建筑物下沉而损坏管道的措施。 44 35 一般建筑室内热水采暖系统的主要设备及附 件 1. 膨胀水箱 作用： 是用来贮存热水采暖系统加热的膨胀水量； 在重力循环上供下回式系统中还起着排气作 用； 恒定采暖系统的压力。 45 36 2. 排气装置 作用： 系统中如积存空气，就会形成气塞，影响水 的正常循环和散热效果。排气设备就是用来 排出系统中热水产生的气体和空气，避免形 成气塞影响循环。 种类： 集气罐、自动排气阀、冷风阀 。 一般建筑室内热水采暖系统 49 37 集气罐用 DN100 250mm的无缝短管制成，一般 应 设于系统的末端最高处 ， 并使干管逆坡 （即 管道坡度与水流方向相反）以使水流方向与空 气泡浮升方向一致， 有利于排气 。 集气罐分 立式 和 卧式 两种，当安装高度不受限 制时，宜选用立式。 2. 排气装置 -集气罐 50 38 立式 卧式 集气罐 51 39 为了排除 上行下给式 管网中热水汽化产生的气体， 保证管内热水通畅，应在 管道最高处 安装自动排 气阀。 管网 最高处 2. 排气装置 自动排气阀 52 40 自动排气阀的工作原理 依靠水对浮体的浮力，通过杠杆机构传动力， 使排气孔自动启闭，实现 自动阻水排气 的功能。 下图为立式 B11-X-4自动排气阀。 2. 排气装置 自动排气阀 53 41 2. 排气装置 冷风阀 多用在 水平式 和 下供下回式 系统中，它旋 紧在散热器上部专设的丝孔上，以手动方 式排除空气。 54 42 3. 散热器温控阀 一种自动控制散热器散热量的设备，它由两 部分组成：阀体部分和感温元件控制部分。 作用机理： 温控阀控温范围在 13 28 之间，控制精 度为 1 55 43 （二）住宅建筑室内热水采暖系统的主 要设备及附件 热能表（住宅分户安装计量） 热能表 ：测量进、回水温度差和流量，通过积算 器依据相关公式计算出热量消耗，指示给用户， 作为收费的依据 。 组成 ：流量传感器、配对温度 传感器和计算器 安装 ：建筑入口处。 进户管、出户管暗装。 56 44 第 7节 分户采暖热源 分户采暖有利于热计量与温度控制。 分户采暖的热源或能源种类有 ：燃油或燃 气热水采暖、电热采暖、热泵采暖、利用 集中供热的家用换热机组采暖等方式。 66 45 第 7节 分户采暖热源 一、 分户式燃气采暖 燃气式热风炉、燃气红外线辐射采暖、独 立燃气采暖炉等形式。 特点： 优点： 采暖自控程度高，洁净、节能、调 节灵活，计量准确方便，供热效率高。 缺点： 烟气无组织、多点、低空排放，产 生局部污染，部分燃气炉运行噪声大，有 防火和安全保障问题。 67 46 燃气壁挂炉采暖系统示意图 68 47 类别 集中供暖 壁挂炉分户供暖 土地利 用 锅炉房占地 无需建锅炉房 水力平 衡 存在水平和垂直失衡 无 维护 锅炉房或换热站需设 专人值班，维修、保 养 不需专人维护，节省不必要的 费用 收费 采暖费收取难度大 用户只需向燃气公司缴纳燃气 费用，不会与物业公司产生扯 皮现象 采暖费 用 费用高，用户无法控 制 相同条件下，用户可根据自己 的实际情况决定供热时间和供 暖温度，从而比集中供暖节省 费用 温度 温度自己无法调节，舒适度不高 根据天气变化及实际情况自由调节温度 供暖时 间 供暖时间用户无法控 制，须忍受初冬与早 春的寒流 自由决定供暖时间长短 壁 挂 炉 供 暖 与 集 中 供 暖 的 比 较 69 48 二、电热采暖 在环保有特殊要求的区域、远离集中热源 的独立建筑等，采用电热采暖可以充分发 挥其方便、灵活等特点。 电热采暖系统可根据需要调节室温以达到 节能的目的，可隐形安装增加使用面积， 减少住宅区环境的污染，计量方便准确、 管理方便等优点。 70 49 二、电热采暖 电热直接采暖设备包括： 自然对流电暖器：踢脚板式电暖器 强制对流电暖器：各类暖风机 辐射式电暖器：石英管电暖器 对流辐射式电暖器：电热油汀。 模块式电热锅炉、家用电热锅炉、电热膜、发热 电缆等。 但是，单纯的电热采暖方式是 高品质能源的 低位利用， 不应推广 。 71 50 三、家用换热机组 每户独立设置一个换热机组，户内系统与热网隔 绝，可降低热网补给水量，水质、水压都较好。 72 51 第 8节 集中采暖热源 一、热力网供热形式 1. 热水供热形式 闭式： 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。 开式： 热网的循环水部分的从热网中取出使用 。 73 53 2. 蒸汽供热形式 广泛的应用于工业厂房和工业区域。 主要承担向生产工艺热用户供热；同时也 向热水供应、采暖和通风热用户供热。 一、热力网供热形式 75 54 二、集中供热的热力站 是供热网路与热用户的连接场所。 作用： 是根据热网工况和不同的条件，向热用户 分配热量。 根据热网输送热媒的不同，可分为：热水热力 站、蒸汽热力站 热水热力站：热源供给热力站的热媒是高温水。 热水热力站的换热设备为水 -水热交换器。 蒸汽热力站：热源供给热力站的热媒是蒸汽。 蒸汽热力站的换热设备为汽 -水热交换器。 77 55 热力站的主要设备有：换热器、软水器、 除氧器、循环水泵、补水定压泵、电气设 备和自控仪表等。换热器是核心设备。 热力站应靠近负荷中心。 二、集中供热的热力站 78 56 三、 区域锅炉房 锅炉按工作介质分为两类： 蒸汽锅炉 、 热水锅炉 蒸汽锅炉 蒸汽压力 0.7相对大气压，称 低压锅炉 ； 蒸汽压力 0.7相对大气压，称 高压锅炉 热水锅炉 供出热水温度 100 ，称 低温热水锅炉 ； 供出热水温度 100 ，称 高温热水锅炉 81