采暖系统课件

t to.m td
to.m——夏季空调室外计算日平均温度（历年平均不保证5天的日平均温度）
Δtd——夏季空调室外计算平均日较差
to.s——夏季空调室外计算干球温度
β——室外空气温度逐时变化系数，表2.1
注： 1 用于计算夏季经围护结构传入室内的热量 2 按照非稳态传热过程计算
3 日较差：一日中，最高气温与最低气温之差（维度、季节、地表性质、天气情况）
式由政府职能部门通过行政手段强制执行。
设计计算参数的取值大小直接影响设计结果，因而直接影响所设计的 暖通空调系统的造价、运行效果、运行效率及运行能耗。 在选取计算参数时，首先要严格执行有关设计规范和标准，并遵照可 用、可行、经济的原则。其次，在能够保证需要的前提下，尽量降低 设计标准。 例如采暖，在室外计算温度为-10℃的地区，室内温度设计标准每降 低1℃，可节能3%~5%，系统的造价也相应降低。
（如图所示） 上供下回式:热水干管敷设高度在所有散热器之 上
自然循环供暖系统
i=0.5%～1% 8 4 5 6 i=0.5%～1% (a) 11 9 10 (b) 1 3 2
（a）双管上供下回式 系统 （b）单管顺流式系统 1-总立管
7
2-供水干管
3-供水立管 4-散热器供水支管 5-散热器回水支管
断面两侧的压力差即为系统的作用压力：
P P1 P2 gh( h g )
式中： △P——自然循环系统的作用压力，Pa; h——冷却中心至加热中心的垂直距离，m g——重力加速度m/s2，取98 m/s2; ——回水密度，kg/m3; h ——供水密度，kg/m3。
g


“累年最冷月”指累年逐月平均气温最低的月份；


“历年最热月”指每年逐月平均气温最高的月份；
按本《规范》确定的室外计算参数设计的空调系统，运 行时，将会出现个别时间达不到室内温湿度要求的现象。 特殊情况下室外计算参数的确定需要根据具体情况另行 确定适宜的室外计算参数(如：（1）保证全年达到既定的 室内温湿度参数；（2）仅在部分时间（如夜间）工作的 空调系统) 。
2003）中的相关规定

室内空气计算参数
确定依据及原则 《采暖通风与空气调节设计规范》（GB 50019-
2003）中的相关规定
室内、外空气计算参数的基本概念：指从瞬息万变的气象资料 中提取的一些具有典型代表意义的、用于计算建筑物冷、热、 湿负荷的参数。
是暖通空调工程设计最基本的依据之一，以“规范”和“标准”的形
围护结构传热面积的尺寸丈量规则
对于平屋顶，顶棚面积按建筑物外轮廓尺寸计算

2. 围护结构的附加耗热量
朝向修正率 日照率<35%的地区修正 N 0~ 10% 0~ 10% -5%
东南、西南、南向：-10%~0 其他为0

0~ 10%
-5% -10%~ -15% -15%~ -30%
-10%~ -15%

门窗缝隙渗入冷空气的耗热量
2
换气次数法
Qi 0.278 Laoc p t R to.h
L——渗入室内的冷空气量，m3/h（查表2-6）

采暖室外计 算温度
无确切数字时，多层建建筑按照表2-6推荐计算渗透冷风量 空调建筑室内通常保持正压，因此在一般情况下，不计算门窗缝隙渗
风力附加：《规范》中明确规定，在不避风的高地、河边、海岸、狂
野上得建筑物以及城镇、厂区内特别高的建筑物，垂直的外围护结构 热负荷附加5%~10% 外门开启附加：对于短时间开启无热风幕的外门，可以用外门的基本 耗热量乘上表2-5中查出的相应的附加率，阳台不应考虑外门附加。 高度附加：当房间净高超过4m时，每增加1m时，附加率为2%，最大附 加率不超过15%。
第十一章
供暖系统
一.热水供暖系统 自然循环热水供暖系统 机械循环热水供暖系统 高层建筑热水供暖系统 二.蒸汽供暖系统
热负荷的概念及其计算
热负荷：指在某一室外气候条件下，为到
达要求的室内温度，供暖系统单位时间内向
建筑物供给的热量。


室外空气计算参数
确定依据及原则
《采暖通风与空气调节设计规范》（GB 50019-
附加耗热量Q1·′ x 朝向附加 风力附加 外门附加 高度附加

2.2.1 围护结构的耗热量
围护结构的温差传热量 加热由于外门短时间开启侵入的冷空气耗热量 一部分太阳辐射热量

1. 围护结构的基本耗热量
Q j Aj K j t R to.w

围护结构的温差修 正系数，见表2-4
自然循环供暖工作原理
3 1
1-散热器 2-热水锅炉
ρg
ρh
h
3-供水管路 4-回水管路 5-膨胀水箱
2 A p 左 A
4 p 右
2.工作压力
假定水温只在锅炉内上升和散热器中下降，则可 以计算出自然循环的作用压力的大小。以系统 A-A断面为例： 断面A-A右侧压力：P1 h0 h g h h g h1 g g 断面A-A左侧压力：P2 h0 h g h g g h1 g g

5. 夏季通风室外计算温度和夏季通风室外计算相对 湿度
计算温度：取历年最热月14时的月平均温度的平均值
相对湿度：取历年最热月14时的月平均相对湿度的平均值
注：
1. 3中温度用于冬季空调供暖时计算围护结构的热负荷和新风负荷 2. 4中温度用于冬季采暖系统供暖时计算围护结构的热负荷以及用于计算消除有害污染 物通风的进风热负荷 3. 5中参数用于夏季消除余热余湿时的通风及自然通风的计算
<4.5 25 20 25
4.5~10.0 35 30 25
>10.0 40 35 30
热负荷计算实例
热负荷计算实例
一.热水供暖系统
㈠ 分类 1.按系统循环动力的不同，分为: 自然循环系统(靠流体的密度差进行循环的系统) 机械循环系统(靠外加的机械(水泵)力循环的系 统）。
2.按供、回水方式的不同，分为单管系统和双管 系统。(如图所示)
干球温度：取室外空气历年平均不保证50h的干球温度 湿球温度：取室外空气历年平均不保证50h的湿球温度
注：
“历年平均不保证”是指某一地区累年不保证总天数或小时数的历年平均值

2. 夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度
逐时温度（tτ） 日平均温度（to.m）
td
t o. s t o.m 0.52
入室内的冷空气的耗热量
对于有封窗习惯的地区，也可以不计算窗缝隙的冷风渗入
房间类型
换气次数 （1/h）
一面有外窗的房 间
0.5
两面有外窗的房 间
0.5~1.0
三面有外窗的房 间
1.0~1.5
门厅
2.0

门窗缝隙渗入冷空气的耗热量
3 百分数法
工业建筑渗透耗热量占围护结构总耗热量的百分比（%）
建筑物高度（m） 单层 玻璃窗层数 单、双层均 有 双层
重作业
过重作业
14~16℃
12~14 ℃

《规范》中规定：
围护结构的耗热量
民用建筑
冬季热负荷 门窗缝隙渗入室内 的冷空气耗热量 生产车间 耗热量
外面运入的冷物料 运输工具
水分蒸发
设备散热 热物料散热 得热量
冬 季 民 用 建 筑 的 热 负 荷
民用建筑 冬季热负荷Q′ 围护结构耗热量Q1′ 基本耗热量Q1·′ j 冷风渗透耗热量Q2′
4.系统中空气的排除 重要性: 系统中若积存空气，就会形成气塞，阻碍水的 正常循环。
采暖室外计 算温度
注： 1. 围护结构的面积A，应按照一定的规则从建筑图上量取
2. 在已知冷侧温度或用热平衡法能计算出冷侧温度时，直接用冷侧温度，无需修正


温差修正系数a是根据围护结构同室外空气接触状况，在设计计算中对室内
外计算温差采取的修正系数； 温差修正系数取决于非供暖房间或空间的保温性能和透气状况； 《规范》中， 与相邻房间的温差大于或等于5℃时，应计算通过隔墙或楼 板等的传热量；与相邻房间的温差小于5℃，且通过隔墙和楼板等的传热量 大于该房间热负荷的10%时，也应计算其传热量；

3. 冬季空调室外空气计算温度、相对湿度
计算温度：历年平均不保证1天的日平均温度作为计算温度 相对湿度：累年最冷月平均相对湿度作为计算相对湿度

4. 冬季采暖室外计算温度和冬季通风设计温度
冬季采暖：室外计算温度取冬季历年平均不保证5天的日平均温度 冬季通风：室外计算温度取累年最冷月平均温度
从公式可知，循环压力取决于冷热水之间的密 度差及散热器与锅炉间的高差。 自然循环供暖系统由于循环压力小，其作用半 径（总立管至最远立管的水平距离）不宜超过 50m。
为加大循环压力，锅炉房一般建在地下室。


3.主要型式 双管系统： 定义:散热器的供水管和回水管分别设置。 特点：每组散热器都能组成一个循环环路，每组 散热器的供水温度基本是一致的，各组散热器 可自行调节热媒流量，互相不受影响。

门窗缝隙渗入冷空气的耗热量
常用方法有三种：缝隙法、换气次数法、百分数法 1 缝隙法
采暖室外计 算温度
Qi 0.278 Llaoc p t R to.h m
L——每米门窗缝隙渗入室内的冷空气量，m3/（h· m）
L——门窗缝隙长度，m m——冷风渗透量的朝向修正系数

注意： 该方法适用于多层和高层民用建筑


2.1.2 室内空气计算参数
1. 建筑房间使用功能对舒适性的要求
首先是室内空气的温度、湿度和空气的流动速度
其次是衣着情况、空气新鲜程度、室内各表面的温度——详见《建筑
环境学》

2. 地区、冷热源情况、经济条件和节能要求等 空调房间温度、湿度规定方式 根据《采暖通风与空气调节设计规范》,对舒适性空 调和采暖，室内计算参数如下（详见表2-2和表2-3）
单管系统
双管系统
3.按管道敷设方式不同，分为垂直式系统和水平 式系统。 4.按热媒温度不同，分为低温水供暖系统和高温 水供暖系统。 我国习惯认为：低于或等于100℃的热水，称为 “ 低 温 水 ” ； 超 过 100 的 热 水 ， 称 为 “ 高 温 水”。 室内热水供暖系统大多采用低温水供暖，设计供、 回水温度采用95/75℃，高温水供暖宜在生产厂 房中使用。
舒适性空调室内计算参数 温度 22~28℃
辅助建筑物及辅助用房 浴室 更衣室 ≥25 ℃ ≥25 ℃
夏 季
相对湿度
风速 温度
40%~65%
≤0.3m/s 18~24℃
办公室、休息 室
≥18 ℃
冬 季
相对湿度 风速
30%~60% ≤0.2m/s
食堂 盥洗室、厕所
≥18 ℃ ≥12 ℃
采暖设计室内计算参数 民用建筑 主要房间 轻作业 中作业 工业建筑 16~24 ℃ 16~21 ℃ 16~18℃
用于计算夏季新风 冷负荷

2.1.1
室外空气计算参数
依据：《采暖通风与空气调节设计规范》（GB 50019-2003）中的规定 来源：用于采暖通风与空调设计计算的室外气象参数 原则：全年有少数时间不保证室内温湿度标准而制定的 室外空气计算参数取值直接影响热、冷负荷的大小和暖通空调费用

1.
夏季空调室外计算干、湿球温度
㈡自然循环热水供暖系统 1. 工作原理：（如图所示） 散热器用供水管和回水管与加热中心（锅炉） 相连； 系统最高点设一膨胀水箱用以容纳水在受热后 因膨胀所增加的体积，并排除系统中的空气； 锅炉未加热之前，系统内各处都充满温度相同 的冷水。随着水在锅炉内被加热，水温上升， 密度减小而变轻，热水沿供水干管上升流入散 热器，在散热器内热水放热而冷却，密度变大， 沿干管流回锅炉，这样形成一个循环流动。

围护结构的面积A应按一定的规则根据建筑图计算(查阅相关设计手册)； 一些定型的围护结构的传热系数K可从相关设计手册查取，一般情况下按多 层匀质结构计算其传热系数。

地面热带的划分
内墙 外 墙 内 墙
非保温地面的热阻和传热系数
外墙 对于两面外墙、两面内墙的情况，第一地带该部分面积计算两次。

单管系统： 定义:散热器的供回水立管共用一根管。 特点：立管上的散热器串联起来构成一个循环环 路，从上到下各楼层散热器的进水温度不同， 温度依次降低，每组散热器的热媒流量不能单 独调节。


单管跨越式系统: 克服了单管式不能单独调节热媒流量，且下层 散热器热媒入口温度过低的弊病。 热水在散热器前分成两部分：一部分流入散热 器；另一部分流入散热器进出口之间的跨越管 内。