建筑设备教案 第5章 建 筑 采 暖

教学课题：建筑电工与设备教学时间：2017.10.13教学班级：工程技术151，152，153教学地点：32#202教学目的与要求：了解供暖系统的辐射形式，熟悉散热器的种类及适用场合。

教学重点与难点：供暖系统的辐射形式（重点、难点）教学方式与手段：课题讲授：以讲授为主，培养学生的自学能力；将课堂知识与工程实例结合，培养学生解决工程实际问题的能力。

教学用具：多媒体参考资料：(1）《建筑设备》；胡红英主编；机械工业出版社；2016年07月；(2）《建筑设备安装与识图》；庞宗琨编著；机械工业出版社；2010年3月。

教学过程：一、复习旧课复习上节课所学知识点。

二、讲授新课5.1采暖系统的形式与特点(1)根据其作用范围划分1)局部采暖系统。

2)集中采暖系统。

(2)根据其使用热介质的种类划分1)热水采暖系统。

2)蒸汽采暖系统。

3)热风采暖系统。

5.1.1 热水采暖系统1.热水采暖系统的分类1)按热媒参数区分可分为低温热水采暖系统和高温热水采暖系统。

2)按热水系统的循环动力分可分为自然循环系统(重力循环系统)和机械循环系统。

3)按系统的每组立管根数分可分为单管系统和双管系统。

4)按系统的管道敷设方式分可分为垂直式系统和水平式系统。

2.热水采暖系统的图式(1)自然循环热水采暖系统1)自然循环热水采暖系统的组成。

2)自然循环热水采暖系统的工作原理。

(2)机械循环热水采暖系统在密闭的采暖系统中靠水泵作为循环动力的称机械循环热水采暖系统。

1)上供下回式热水采暖系统。

①双管式系统。

除主要依靠水泵所产生的压头外，同时也存在自然压头，它使上层散热器的流量大于下层散热器的流量，从而造成上层散热器房间温度偏高，下层房间温度偏低，称为系统的垂直失调，而且楼层越高，这种现象越严重。

因此，双管系统一般用于不超过四层的建筑物。

②单管式系统。

因为与散热器相连的立管只有一根，比双管式系统少用立管，立支管间交叉减少，因而安装较为方便，不会像双管系统因存在自然压头而产生垂直失调，造成各房间温度的偏差。

单管顺流式系统的特点是立管中的全部的水量顺流进入各层的散热器；缺点是不能进行局部调节。

单管跨越式系统的特点是立管的一部分水量流进散热器，另一部分水量通过跨越管与散热器流出的回水混合，再流入下一层散热器，可以消除顺流式系统无法调节各层间散热量的缺陷。

为此，一般在上面几层加装跨越管，并在跨越管上加装阀门，以调节流经跨越管的流量。

③同程式和异程式系统在热水采暖系统中，按热媒的流程长短是否一致，可分为同程式和异程式系统。

在机械循环系统中，由于系统的作用半径一般较大，热媒通过各立管的环路长度都做成相等的，以便于各环路的压力平衡。

这样的系统称为同程式系统，如图5-3所示。

相对于同程式系统，热媒通过环路的长度不相等，就是异程式系统。

图5-2所示为异程式系统。

当系统较大时，由于各环路不易做到压力平衡，从而造成近处流量分配过多，远处流量不足，引起水平方向冷热不均，称为系统的水平失调。

2)下供下回式热水采暖系统。

3)下供上回式(倒流式)热水采暖系统。

4)中供式热水采暖系统。

5)水平式系统。

5.1.2 蒸汽采暖系统1.蒸汽采暖系统的工作原理及优缺点(1)蒸汽采暖系统的工作原理与热水采暖系统依靠降低水温而散出热量不同，蒸汽采暖系统是依靠饱和蒸汽在凝结时放出汽化潜热来实现采暖的。

(2)蒸汽采暖系统的优缺点1)优点①因为热媒温度较高，所需散热器数量就少，节省了钢材而降低了投资。

②由于蒸汽密度比水小得多，用于高层建筑采暖，不致出现底层散热器超压现象。

③蒸汽是靠本身的压力来克服管道的阻力，因此节省了电能。

④蒸汽采暖系统热惰性小、升温快，适用于车间、剧院等人们停留时间集中而又短暂的建筑物。

2)缺点①系统的热损失大，由于蒸汽温度高，一般为间歇采暖，引起系统骤冷骤热，容易使管件连接处损坏，造成漏水漏气，另外凝结水回收率低而造成热量损失很大。

②散热器及管道表面温度高，灰尘易产生有害气体，污染室内空气，另外易烫伤人和造成室内燥热，人有不舒适感。

③室温不均匀，系统热得快，冷得也快。

④无效热损失大，锅炉排污，管网损失，疏水器漏气，因此效率不高。

⑤凝结水管使用年限短，因管内不是满流，管中存有空气而腐蚀管壁。

2.蒸汽采暖系统的分类按照供汽压力的大小，将蒸汽采暖系统分为低压蒸汽采暖系统(供汽表压力低于70kPa)、高压蒸汽采暖系统(供汽表压力高于70kPa)和真空蒸汽采暖系统(系统中压力低于大气压力)。

(1)重力回水低压蒸汽采暖系统图5-9所示为上供式重力回水低压蒸汽采暖系统。

(2)机械回水低压蒸汽采暖系统图所示为机械回水双管上供下回式低压蒸汽采暖系统。

(3)机械回水高压蒸汽采暖系统1)高压蒸汽供气压力高，流速大，系统作用半径大，但沿程热损失也大。

2)散热器内蒸汽压力高，因而散热器表面温度高。

3)凝水温度高。

5.1.3 热风采暖系统利用热空气作媒质的对流采暖方式，称为热风采暖，而对流采暖方式即是利用对流换热或以对流换热为主的采暖方式。

5.1.4 低温热水地板辐射采暖系统随着科技的发展和人民生活水平的提高，除了常规散热器的对流换热采暖方式外，低温热水地板敷设采暖的范围也越来越广泛。

1.系统组成在住宅建筑中，地板辐射采暖的加热管一般应按户划分独立的系统，并设置集配装置，如分水器和集水器，再按房间配置加热盘管，一般不同房间或住宅各主要房间宜分别设置加热盘管与集配装置相连。

2.有关技术措施和施工安装要求1)加热盘管及其覆盖层与外墙、楼板结构层间应设绝热层，当允许双向传热时可设绝热层。

2)覆盖层厚度不宜小于50mm，并应设伸缩缝，肋管穿过伸缩缝时宜设长度不小于100mm的柔性套管。

3)绝热层设在土壤上时应先做防潮层，在潮湿房间内加热管覆盖层上应做防水层。

4)热水温度不应高于60℃，民用建筑供水温度宜为35～50℃，供、回水温差宜小于或等于10℃。

5)系统工作压力不应大于0.8MPa,否则应采取相应的措施。

6)加热盘管宜在环境温度高于5℃条件下施工，并应防止油漆、沥青或其他化学溶剂接触管道。

7)加热盘管伸出地面时，穿过地面构造层部分和裸露部分应设硬质套管；在混凝土填充层内的加热管上不得设可拆卸接头；盘管固定点间距：直管段小于或等于1m时宜为500～700mm ,弯曲管段小于0.35m时宜为200～300mm。

8)细石混凝土填充层强度不宜低于C15，应掺入防龟裂添加剂；应有膨胀补偿措施：面积大于或等于30m2,每隔5～6m应设5～10mm宽的伸缩缝；与墙、柱等交接处应设5～10mm宽的伸缩缝，缝内应填充弹性膨胀材料。

9)隔热材料应符合下列要求：导热系数小于或等于0.05W/(m·K)；抗压强度大于或等于100kPa；吸水率小于或等于6％；氧指数大于或等于32％。

10)调试与试运行。

5.2 管材、附件和采暖设备5.2.1 管材与附件1.管材采暖管道通常采用钢管，室外采暖管道常采用无缝钢管(管径≤200mm)和焊接钢管，一般热水采暖管道可采用焊接钢管。

2.管道附件管道附件指疏水器、减压器、除污器、补偿器、阀门、压力表、温度计、管道支架等。

5.2.2 散热器散热器用于将管道系统中输送的热媒质以对流或辐射为主的方式与室内空气进行热交换，一般设置于外墙的窗下。

1.铸铁散热器铸铁散热器结构简单、耐腐蚀、使用寿命长、造价低。

(1)柱型散热器散热器是单身的柱状连通体。

(2)翼型散热器翼型散热器有圆翼型和长翼型两种。

2.钢制散热器钢制散热器大部分是用薄钢板冲压而成的，它具有外形光滑美观、金属耗量小、重量轻、占地面积小、承压能力高、传热效率高、易于清扫等优点，并可制成室内装饰工艺品。

(1)闭式钢串片型散热器该散热器由钢管、带折边的钢片和联箱等组成。

(2)钢柱型散热器钢柱型散热器的构造和铸铁散热器相似，如图5-21所示。

(3)钢扁管型散热器该散热器是由数根矩形扁管叠加焊制成排管，两端与联箱连接，形成水流通路。

(4)钢板型散热器该散热器也是由冷轧钢板冲压、焊制而成，主要由面板、背板、进口接头等组成。

(5)钢制翅片管型对流散热器如图5-24所示，钢制翅片管对流散热器对使用热水水质无特殊要求，可用于以热水为热媒、工作压力≤1.0MPa或工作压力≤0.3MPa蒸汽为热媒的供暖系统。

3.散热器的选择原则1)散热器的工作压力，应满足系统的工作压力，并符合国家现行有关产品标准的规定。

2)民用建筑宜选用外形美观，易于清扫的散热器。

3)放散粉尘或防尘要求较高的工业建筑，宜采用易于清扫的散热器。

4)具有腐蚀性气体的工业建筑或相对湿度较大的房间，宜采用耐腐蚀的散热器。

5)采用钢制散热器时，应采用闭式系统，并满足产品对水质的要求，在非采暖季节应充水保养；蒸汽采暖系统不应采用钢制柱型、板型和扁管散热器。

6)采用铝制散热器时，应采用内防腐型铝制散热器，并满足产品对水质的要求。

7)安装热量表和恒温阀的热水采暖系统，不宜采用水流通道内含有粘砂的散热器。

4.散热器的布置要求1)散热器宜安装在外墙窗台下，当安装有困难(如玻璃幕墙、落地窗等)，也可安装在内墙，不能影响散热。

2)在双层外门的外室以及门斗中不应设置散热器，以防冻裂。

3)公用建筑楼梯间或有回廊的大厅散热器应尽量分配在底层，住宅楼梯间可不设置散热器。

5.2.3 膨胀水箱和膨胀罐1.膨胀水箱(1) 膨胀水箱在热水采暖系统中的作用1)在密闭的热水采暖循环系统中，水不断地被加热而温度升高，体积增大从而使系统中的压力升高而导致管道和采暖设备超压，而膨胀水箱即可接纳膨胀出来的水而避免系统超压。

2)因膨胀水箱需安装在本采暖区域内最高建筑物的屋面上，水箱为开式(与大气相通)，有膨胀管连接在靠近循环水泵吸入口的回水总管上，这样会使该区域所有建筑物中的采暖系统各点无论是在运行还是停止工作均大于大气压力，即不会出现反负压，也就保证了系统内的热水不会被汽化。

3)因水箱处于系统最高点，在自然循环系统中，可排除系统中的空气。

4)膨胀水箱可起着调节系统水位的作用，膨胀水箱既可容纳因膨胀出多余的水，还可补充因系统泄露引起的缺水现象。

(2)膨胀水箱的配管膨胀水箱的配管有膨胀管、循环管、溢流管、信号管和排水管等。

2.膨胀罐闭式膨胀罐是近年来我国在空调系统、采暖系统中的一种定压设备。

5.2.4 集气罐与自动排气阀1.集气罐根据干管与顶棚的安装空间可分为立式集气罐和卧式集气罐。

2.自动排气阀自动排气阀大多是依靠水对物体浮力作用的，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。

三、课堂小结通过提问引导的方式总结本节所学知识点。

四、课堂练习初步完成建筑设备作图练习。

教学课题：建筑电工与设备教学时间：2017.10.13教学班级：工程技术151，152，153 教学地点：32#202教学目的与要求：熟悉室内外供暖系统的管道、附件及附属设备，高层采暖的特点和形式。