暖通空调-第5章-辐射采暖与辐射供冷
第5章辐射采暖与辐射供冷
第5章 辐射采暖与辐射供冷5.1 定义与分类5.1.1 辐射采暖(供冷)定义主要依靠供热(冷)部件与围护结构内表面之间的辐射换热向房间供热(冷)的采暖(供冷)方式称为辐射采暖(供冷)。
辐射采暖与对流采暖的主要区别:辐射采暖时,房间各围护结构内表面(包括供热部件表面)的平均温度m s t .高于室内空气温度R t ,即m s t .> R t对流采暖时,m s t .< R t 。
通常称辐射采暖的供热部件为采暖辐射板。
辐射供冷时,房间各围护结构内表面(包括供冷部件表面)的平均温度m s t .低于室内空气温度R t ,即m s t .<R t5.1.2 辐射板的分类1.按与建筑物的结合关系埋管式辐射板:将通冷、热媒(冷冻水或热水)的金属管或塑料管埋在建筑结构内,与其合为一体,如图5-1(a);风道式辐射板:利用建筑结构内的连贯空腔输送热媒(热空气等)向室内供热,如图5-l(b)。
图5-1 与建筑结构结合的辐射采暖板(整体式)(a)埋管式 (b)风道式l-防水层 2-水泥找平层 3-保温层 4-采暖辐射板5-钢筋混凝土板 6-加热管(流通热媒的钢管) 7-抹灰层贴附式辐射板:将辐射板贴附于建筑结构表面,如图5-2所示。
单体式:由加热管1、挡板2、辐射板3(或5)和隔热层4制成的金属辐射板。
如图5-3所示。
单体式辐射板还可串联成带状辐射板吊在顶棚下,挂在墙上或柱上,如图5-4。
吊棚式辐射板:将通热媒(或冷媒)的管道4、隔热层3和装饰孔板5构成的辐射面板用吊钩挂在房间钢筋混凝土顶板2之下,如图5-5所示。
这种辐射板也常用于辐射供冷。
2.采暖辐射板按其位置5.1.3 辐射采暖的特点1.辐射供暖比对流供暖舒适辐射采暖同对流采暖相比,↑围护结构内表面温度 (R m s t t .),创造了对人体有利的热环境,↓人体向围护结构内表面的辐射放热量,热舒适度增加。
辐射采暖同对流采暖相比,↑辐射换热的比例,但仍存在对流换热。
暖通空调_第五版_部分课后习题参考答案
第1章供暖:又称采暖,是指向建筑物供给热量,保持室内一定温度。
通风:用自然或机械的方法向某一房间或空间送入室外空气,和由某一房间或空间排出空气的过程。
空气调节:对某一房间或空间的温度、湿度、洁净度和空气流动速度等进行调节与控制,并提供足够的新鲜空气。
湿球温度:将从感温球上包裹有浸在水中的湿纱布的温度计上读取的温度,以tw表示,亦可看成湿纱布气膜内水蒸气分压力Pv`所对应的饱和温度。
相对湿度:湿空气中水蒸气分压力Pv与同一温度同样总压力的饱和湿空气中水蒸气分压力。
表明湿空气与同温下饱和湿空气的偏离程度,反映所含水Ps的比值,以ψ表示,即ψ=PvPs蒸汽的饱和程度。
含湿量:1kg干空气所带有的水蒸汽含量,以d表示,即d=mvma露点温度:湿空气中水蒸气分压力Pv所对应的饱和温度,以td表示。
夏季空调室外计算干球(湿球)温度:夏季室外空气历年平均不保证50h的干球(湿球)温度。
冬季空调室外计算温度:历年平均不保证1天的日平均温度。
供暖室外计算温度:冬季历年不保证5天的日平均温度。
夏季通风室外计算温度(相对湿度):历年最热月14时的月平均温度(相对湿度)的平均值。
第2章1.建筑物围护结构的耗热量包括哪些?如何计算?包括围护结构的基本耗热量和围护结构附加耗热量(朝向修正率xch、风力修正率xf、外门附加率xwm、高度附加率xg)。
nQ=(1+x g)∑αk jA j(t R−t o,w)(1+x cℎ+x f+x wm)j=12.什么是得热量?什么是冷负荷?简述二者的区别。
房间得热量是指某一时刻由室内和室外热源进入房间的热量总和。
得热量可分为潜热得热和显热得热,而显热得热又分为对流得热和辐射得热。
冷负荷是指为维持建筑物室内空气的热湿参数在某一范围内,在单位时间内需从室内出去的热量,其中显热部分称显热冷负荷,潜热部分称潜热冷负荷,两者之和称全热冷负荷。
瞬时热量中以对流方式传递的显热得热和潜热得热部分,直接散发到房间空气中,立刻构成房间瞬时冷负荷;而以辐射方式传递的热得量,首先为围护结构和室内物体所吸收并贮存其中。
5辐射采暖供冷2时
二、辐射板分类 (一)按与建筑物的结合关系分
整体式 贴附式(如贴附于窗下) 单体式 悬挂式 波状辐射板 平面辐射板
埋管式(金属管或塑料管) 风道式(结构内连续空腔)
吊棚式(用吊钩吊在顶棚下)
•二、辐射板分类 •(二)采暖辐射板按其位置分
窗下式(单面散热或双面散热) 墙面式 墙板式(外墙或间墙式) 踢脚板式 地面式(仅向本房间供暖) 顶面式 楼板式(同时向上、下两层供暖)
二、辐射供冷的特点(续)
3、 ⊕施工安装和维护管理方便,也不影响室内设 施摆放 ◆它的缺点如何? 4、 ▼易结露,应注意防止 5、 ▼无除湿能力,不宜单独使用 6、 ▼无新风,需与其它系统配合,如置换通 风系统 7、 ▼单位面积的制冷量少,100W/m2左右
§5.3辐射供暖系统简介
一、热媒
——可用热水、蒸汽、空气、电,热水常见 ——用电时,一定要做技术经济分析
(二)管路系统设计要点(续) 2、辐射板水平安装时,管内水流速≥ 0.25m/s,
以便排气,应设排气阀和排水阀
3、本身阻力大(2~5mH2O),有利于水力平衡,
但同一系统中不宜采用不同类辐射板或与散热器 并联 4、可以适当组合,如散热器采暖回水供地板辐射 采暖等
(三)辐射采暖系统设计计算要点 1、混凝土辐射板表面温度的确定
二、辐射供冷
二、辐射供冷的特点
1、 ⊕降低了室内垂直温度梯度,避免“上热下 冷”,提高了人体舒适感 2、⊕节能(节能的原因?) ——夏季室内气温可比其它方式设定值略高 ——管道内冷媒温度较高(一般供水为14~18℃, 其它系统多为7℃ ),提高了制冷机的COP值 ——可以利用一些天然冷源,如井水、地下水等
热风采暖
天棚采暖对流散Biblioteka 器采暖一、辐射供暖的特点(续)
(完整版)《暖通空调》教学大纲
《暖通空调》教学大纲大纲说明课程代码:5135031总学时:72学时(讲课66学时、实验6学时)总学分:4.5课程类别:专业选修适用专业:建筑环境与设备工程预修要求:传热学、工程热力学、流体力学、建筑环境学、流体输配管网、热质交换原理与设备一、课程的性质、目的、任务:本课程是建筑环境与设备工程专业学生的一门主干专业课程,其目的是通过该门课程的学习,使学生了解创造建筑物热、湿、空气品质环境的技术,即采暖、通风与空气调节技术,涵盖了所培养的毕业生将来从事准业工作所需的主要专业技术。
通过该课程的学习,并辅以一定的实践环节训练后,能具有一般建筑的采暖、通风与空调系统的设计与管理的初步能力。
二、课程教学的基本要求:1、掌握建筑冷热负荷和湿负荷的计算;2、掌握各种采暖、通风与空调系统的组成、功能、特点和调节方法;3、掌握系统中主要设备、构件的构造、工作原理、特性和选用方法;4、了解建筑节能、暖通空通自动控制、暖通空通领域的新发展和新技术。
三、大纲的使用说明:本大纲适用于建筑环境与设备工程专业本科教学。
大纲正文第一章绪论学时:2学时(讲课2学时)本章讲授要点:采暖通风与空气调节的含义、工作原理、分类。
重点:采暖通风与空气调节系统的工作原理。
1、采暖通风与空气调节的含义;2、采暖通风与空气调节系统的工作原理;3、采暖通风与空气调节系统的分类;4、采暖通风与空气技术的发展概况。
第二章热负荷、冷负荷和湿负荷的计算 6学时(讲课6学时)本章讲授要点:室内外空气计算参数,冬季建筑的热负荷,夏季建筑围护结构的冷负荷,室内热源散热引起的冷负荷,湿负荷,新风负荷及空调室内的冷负荷与制冷系统的冷负荷计算。
重点:热负荷、冷负荷和湿负荷的计算。
第一节:室内外空气计算参数第二节:冬季建筑的热负荷第三节:夏季建筑围护结构的冷负荷第四节:室内热源散热引起的冷负荷第五节:湿负荷第六节:新风负荷第七节:空调室内的冷负荷与制冷系统的冷负荷第八节:计算举例第三章全水系统 6学时(讲课6学时)本章讲授要点:全水系统的末端装置,热水采暖系统的分类与特点,高层建筑热水采暖系统,分户热计量采暖系统,热水采暖系统的作用压头,热水采暖系统的水力计算,热水采暖系统的失调与调节,全水风机盘管系统。
暖通空调全套教案
《暖通空调》教案荆有印华北电力大学建筑环境与设备工程教研室2001年6月目录第1章绪论1.1 采暖通风与空气调节的含义1.2 采暖通风与空气调节系统的工作原理1.3 采暖通风与空气调节系统的分类1.4 采暖通风与空调技术的发展概况第2章热负荷、冷负荷与湿负荷计算2.1 室内外空气计算参数2.2 冬季建筑的热负荷2.3 夏季建筑围护结构的冷负荷2.4 室内热源散热引起的冷负荷2.5 湿负荷2.6 新风负荷2.7 空调室内的冷负荷与制冷系统的冷负荷2.8计算举例第3章全水系统3.1 全水系统概述3.2 全水系统的末端装置3.3 热水采暖系统的分类与特点3.4 高层建筑热水采暖系统3.5 分户热计量采暖系统3.6 热水采暖系统的作用压头3.7 热水采暖系统的水力计算3.8 热水采暖系统的失调与调节3.9 全水风机盘管系统第4章蒸汽系统4.1 概述4.2 蒸汽采暖系统4.3 蒸汽在通风与空调系统中的应用4.4 蒸汽采暖系统专用设备第5章辐射采暖与辐射供冷5.1 辐射采暖(供冷)的定义与辐射板的分类5.2 辐射采暖系统5.3 辐射采暖系统的设计计算5.4 热电膜辐射采暖5.5 辐射供冷第6章全空气系统与空气一水系统6.1 全空气系统与空气一水系统的分类6.2 全空气系统的送风量和送风参数的确定6.3 空调系统的新风量6.4 定风量单风道空调系统6.5 定风量单风道空调系统的运行调节6.6 定风量双风道空调系统6.7 变风量空调系统6.8 全空气系统中的空气处理机组6.9 空气一水风机盘管系统6.10 诱导器系统6.11 空气一水辐射板系统6.12 空调系统的自动控制6.13 空调系统的选择与划分原则第7章冷剂式空调系统7.1 冷剂式空调系统的特点7.2 空调机组的分类7.3 房间空调器7.4 单元式空调机组7.5 变制冷剂流量系统一VRV系统7.6 水环热泵空调系统7.7 机组系统的适用性第9章悬浮颗粒与有害气体净化9.4 空气过滤器第10章室内气流分布10.1 对室内气流分布的要求与评价10.2 送风口和回风口10.3 典型的气流分布模式10.4 室内气流分布的设计计算第13章冷热源、管路系统及消声隔振13.1 冷热源的种类与组合方式13.2 采暖系统与热源或室外管网的连接13.3 空调水系统形式13.4 空调水系统的典型图式13.5 空调水系统的分区13.9 管道与设备的保温与隔热13.11 暖通空调水系统的水质管理13.12 空调、通风系统的消声13.13 隔振与设备房的噪声控制第1章绪论1.1 暖通空调的基本概念1.采暖通风与空气调节作用是控制建筑热湿环境和室内空气品质的技术,同时也包含对系统本身所产生噪声的控制。
第五章 辐射采暖与辐射供冷
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(2)地面辐射板,顶面及地面-顶面应采用双管,
以利于调节和控制。 辐射水平安装时,管内流速不应小于0.25m/s,以便 排气,应设放气阀与放水阀。 辐射板本身阻力大,不易水力失调,不同板阻力损 失差别大,在一个系统中最好采用同类板,否则应 有可靠的调节措施。
图5-18表示下供上回式双管系统中辐射板与管路连接。 墙面板可按图5-14的型式采用单、双或双线系统。 还可在建筑物个别房间(如进厅)装辐射板,这时供回水 温度按主要层间条件确定,辐射板可接供水上或回水上。
• 地面式
图5-15 地面采暖辐射板的加热管 (a)平行排管式 (b)蛇形排管式 (c)蛇形盘管式
• 加热管可采用铝塑复合管等热塑性管材,埋设部分无接头, 避免了渗漏之忧。
• 管道埋设 • 与建筑结构结合或贴附的顶面采暖辐射板的加热管与地 面采暖辐射板类似。
图5-16 地面采暖辐射板中铝塑复合管的设置 l-面层 2-混凝土 3-加热管 4-锚固卡钉 5-隔热层和防水层 6-楼板 7-侧面隔热层
射板表面平均温度也是沿水的流程波动的。
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4.板表面温度的确定: 要考虑卫生要求,人的热舒适性和房间用途。我国暂无 此标准,俄罗斯有资料,对不同的采暖辐射板,用于下 列房间时最高允许平均温度规定如下:见教材P112。 按表面最高允许平均温度的高低排序是:墙面板,顶面 板,地面板。 注意地面覆盖层最高允许温度限制。 俄罗斯标准规定,各部分温差不应超过10℃(地面)
ep ec
ep
R ec
R ep
d i
x
• 式中各项意义见教材P114
R ec
500 d i K
• 热媒温度为80℃,铝塑管比摩阻R值可查附录5-1 • 当热媒平均温度不等于80℃时,用附录5-1查出的R要修 正, R R • 式中各项意义见教材P114 • 铝塑管在水水力计算时应考虑管子的管壁及管厚的制造偏 差。 • 用下式来确定管子的计算内径:
第5章 辐射供暖与辐射供冷
第5章
辐射供暖和辐射供冷
5.1 辐射供暖(供冷)与辐射板
5.1.1 辐射供暖和tR
辐射供冷的房间
ts m<tR
(5-1) (5-2)
辐射供暖的概念
辐射供暖是指提升维护结构内表面中一个或多个表 面的温度,形成热辐射面,依靠辐射面与人体、家具及 维护结构其余表面的辐射热交换进行供暖的技术方法。
辐射面可以在维护结构中埋入(设置)热媒管路或 通道来实现,也可在天花板或墙体浅表面加设辐射板来 实现。
这种技术方法中,能量的交换主要依靠各辐射表面 的温差所形成的辐射热。其换热量占总热交换量的50%以 上。
5.2辐射供暖系统
根据辐射板表面的温度可以将辐射供暖分为低温(低 于70℃)、中温(70℃~250℃)和高温(250℃~ 900℃)。
5.2.1 辐射供暖的特点
1、相比其他供暖方式有较高的舒适性。 2、辐射供暖时沿房间高度方向温度比较均匀。 3、大多数辐射板不占用房间有效面积和空间。一些辐射板暗装在 建筑结构内,无明露供热设备,美观。 4、室内空气流动速度低,无尘土飞扬,卫生条件较好。 5、高效节能、运行费用低 6、热稳定性好 7、寿命长、安全可靠
5章辐射
• 一.冷却吊顶
1.传热形式:辐射和自然对流 2.传热比例:取决于顶板的结构型式及顶板附近的空气 流动方式。• 二.冷却吊顶的水系统
• 通常与新风系统结合供冷,须同时考虑冷却吊顶 和新风系统对系统的不同要求: (1)供水温度: • 为避免吊顶表面结露,供水温度要高,新风因除 湿,供水温度低得多,吊顶表面温度应比室内露 点高1-2℃。 • 一般供水温度在14-18℃,实际设计多采用16℃, 新风供水一般为6-7℃ (2)供回水温差: • 吊顶为2℃新风系统为5℃ • 两种典型的系统型式(满足上述两条要求):
s .m
• 二.辐射板的分类
1.按与建筑物的结合关系分 整体式 埋管式 风道式 贴附式 悬挂式 • 埋管式:将通冷、热媒的金属管或塑料管埋在建筑结构内, 图5-1(a) • 风道式:利用建筑结构内的连贯空腔输送热媒(图5-1(b)) • 贴附式:将辐射板贴附于建筑结构内表面,图5-2,贴附 于窗下外围护结构结合的情况。 • 悬挂式:分为单体式和吊棚式。单体式(图5-3) • 单体辐射板还可串联成带状辐射板吊在顶棚下,挂在墙 上或柱,见图5-4,间距高度见教材P95 • 吊棚式辐射板(图5-5)
• 三.辐射采暖的特点
1.围护结构内表面温度高,减少人体的辐射放热量,舒 适度增加。 2.竖向高度均匀,适合人体舒适性要求,室内空气温度 可比对流低1-3℃ ,节能。 3.可利用低温热媒。 4.少占建筑面积。 5.适于局部加热。
• §5.5辐射供冷
• 可有多种型式,如整体式,贴附式和悬挂式 ,可用于民 用或工业 • 目前应用最多是顶面式辐射板---冷却吊顶。 • 优点:施工安装维护方便,不影响室内布置,辐射板不易 破坏,供冷效果不易受影响。上部供冷,降低垂直温度梯 度,舒适感好。 • 为防止表面结露,表面温度须高于露点,无除湿能力,须 结合新风系统。
[理学]第五章辐射采暖与辐射供冷
第五章 辐射采暖与辐射供冷
建筑工程学院市政工程系
2019/12/24
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5. 2 辐射采暖系统
地面采暖盘管布置实物图
2019/12/24
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5. 2 辐射采暖系统
(5) 单体悬挂式采暖辐射板的加热管 悬挂式采暖辐射板的结构应使其辐射放热量不少于总放热量 的60%。(热水采暖时:管径DN20, S=100~200。)
(a) 加热管为蛇形、波形辐射板 (b) 加热管为排管、平面辐射板
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5.1 辐射采暖(供冷)的定义 与辐射板的分类
2019/12/24
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5.1 辐射采暖(供冷)的定义与辐射板的分类
5.1 辐射采暖(供冷)的定义与辐射板的分类
5.1.1辐射采暖(供冷)的定义 1、辐射采暖(供冷):指依靠供热(冷)部件与围护结构内表面的
辐射换热向房间供热(冷)的方式。 2、辐射采暖与对流采暖本质区别 :辐射采暖房间各围护结构内表
28 ℃ 30℃ 33 ℃ 36 ℃
离地高度:
对于墙面辐射采暖 板
小于1m 95 ℃ 1~3.5m 45℃ 高于3m 不规定
可见:按表面最高允许平均温度的高低排序为:墙面板,顶面板,地面板 。
此外,俄罗斯还规定:
地面辐射板采暖时各部分温差不应超过10℃ 。 墙面和窗下板单管系统,供回水温度可取105-70℃,双管取95-70℃ 。
对不同采暖辐射板、不同场合的最高允许平均温度规定如下:
第五讲 辐射采暖与辐射供冷
5.第五讲辐射采暖与辐射供冷本章主要内容:辐射采暖、供冷:特点与分类;系统型式;设计计算。
提出问题:辐射供暖、供冷之间有什么区别?辐射供冷供暖与传统供热供冷有什么区别?辐射供冷供暖对房间舒适度方面有何意义?5.1 辐射采暖的特点与分类一、辐射采暖得定义:•依靠供热部件与围护结构内表面之间的辐射换热向房间提供热量;•供热:房间各围护结构内表面的平均温度高于室内空气温度:T s.m> t R•供冷:平均温度低于室内空气温度:T s.m< t R二、分类:表、图示讲解三、特点:1)辐射采暖时:热表面向围护结构内表面和室内设施辐射热量2)各表面:吸收热量→辐射→再吸收→再辐射→反复过程3)传热过程:辐射为主、兼有对流换热4)在辐射强度和温度的双重作用下,造成了符合人体散热要求的热状态,具有较佳的舒适感;5)建筑内表面温度↑,对人体的冷辐射↓,舒适感↑6)室内空气不会急剧流动,粉尘飞扬的机会减少,卫生条件↑7)不需要在室内布置散热器和安装连接支管,不占建筑面积;8)吊顶辐射可兼作夏季降温的供冷表面9)用塑料管代替金属管作为埋管10)辐射采暖的室内设计温度可以降低,节省供暖能耗四、辐射换热系统的置换通风:图示5.2 辐射采暖系统一、热媒种类:1)热水:温升较慢;用于:埋管式、窗下式、间墙式2)蒸汽:温升快,不适于埋管式3)热空气:将墙板、楼板内的空腔作为热空气的风道4) 电:用电加热辐射板,板面温度易控制,调节方便,消耗高品位电能。
二、辐射供暖的类型1)低温辐射供暖:板面温度<80℃低温辐射供暖系统的设计应注意的问题:保证水温、水量,管网的阻力要平衡,宜采用同程式;为保证流量分配均匀,支管长度要大于联箱长度;防止空气窜入系统,防止空气聚集,形成气塞;辐射顶棚内不应装置排气设施;管道的胀力不允许传递给辐射板;埋管禁止使用丝扣和法兰连接;顶面辐射板应靠外墙布置;系统供水温度和供回水温度差(规范4.4.3);辐射板表面温度(规范4.4.2)。
暖通空调习题解答
第二章热负荷、冷负荷与湿负荷计算2-1 夏季空调室外计算干球温度是如何确定的夏季空调室外计算干球温度是如何确定的答:本部分在教材第9页规范规定,夏季空调室外计算干球温度取夏季室外空气历年平均不保证50h的干球温度;夏季空调室外计算湿球温度取室外空气平均不保证50h的湿球温度“不保证”系针对室外空气温度而言;这两个参数用于计算夏季新风冷负荷;2-2 试计算北京市夏季空调室外计算逐时温度;答:参见计算表格;2-3 冬季空调室外计算温度是否与采暖室外计算温度相同答:参见教材第10页不同,因为规范对两者定义就是不同的;规范规定采用历年平均不保证1天的日平均温度作为冬季空调室外计算温度;规范规定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;从定义上可知同一地点的冬季空调室外计算温度要比采暖室外计算温度更低;2-4 冬季通风室外计算温度是如何确定的,在何种工况下使用答:见教材第10页规范规定冬季通风室外计算温度取累年最冷月平均温度;冬季通风室外计算温度用于计算全面通风的进风热负荷;2-5 夏季通风室外计算温度和相对湿度是如何确定的,在何种工况下使用答:规范规定夏季通风室外计算温度取历年最热月14时的月平均温度的平均值;夏季通风室外相对湿度取历年最热月14时的月平均相对湿度的平均值;这两个参数用于消除余热余湿的通风及自然通风中的计算;当通风的进风需要冷却处理时,其进风冷负荷计算也采用这两个参数;2-6 在确定室内空气计算参数时,应注意什么答:见教材第10页1建筑房间使用功能对舒适性的要求、工艺特定需求;2地区、冷热源情况、经济条件和节能要求等因素;2-7 建筑物维护结构的耗热量包括哪些如何计算答:规范规定,维护结构的耗热量包括基本耗热量和附加修正耗热量两部分;见教材第13页1维护结构的基本耗热量,即按照基本公式计算2围护结构附加耗热量包括:朝向修正率、风力附加、高度附加等主要修正;对于间歇供暖系统还要考虑间歇附加率;2-8 在什么情况下对采暖室内外温差不需要进行修正答:见教材第13页当供暖房间并不直接接触室外大气时,围护结构的基本耗热量会因内外传热温差的削弱而减少,为此引入了维护结构的温差修正系数,其大小取决于邻室非供暖房间或空间的保温性能和透气状况;若邻接房间或空间的保温性能差,易于室外空气流通,则该区域温度接近于室外气温,温差修正系数亦接近于1;若已知冷测温度或用热平衡法能计算出冷侧温度时,可直接用冷侧温度带入,不再进行维护结构的温差修正系数的修正;2-9 评价围护结构保温性能的主要指标是什么答:见教材第13页评价围护结构保温性能的主要指标是围护结构的热阻R;R值的大小直接影响通过围护结构耗热量的多少盒其内表面温度的高低,也会影响维护结构的造价;因此,围护结构的热阻R,应根据技术经济比较确定,且应符合国家有关民用建筑热工设计规范和节能标准的要求;规范中已明确规定维护结构最小热阻的计算公式;2-10 试计算哈尔滨某单层民用建筑的北侧维护结构冬季的采暖热负荷;已知条件:1北外墙长21m,高6m,外墙为内抹灰两砖墙,传热系数K=㎡℃;2北外墙上有六个双层木窗,其传热系数K=㎡℃,外形尺寸为;3此建筑两面有外窗,并设有门斗的双层外门;4此建筑物采暖房间体积为21X12X6=1512m3;答:根据GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范中最新数据,哈尔滨供暖室外计算温度为℃,取室内设计温度为18℃;假设为保温地面;具体计算过程可参见教材第29页,及相应计算表格;2-11 什么是的热量什么是冷负荷简述二者的区别;答:见教材第25页得热量和冷负荷是两个概念不同而又相互关联的量;房间得热量是指某一时刻由室内和室外热源进入房间的热量总和;得热量可分为潜热得热和显热得热,而显热得热又分为对流得热和辐射得热;冷负荷是指为维持室温恒定,在某一时刻应从室内除去的热量;瞬时热量中以对流方式传递的显热得热和潜热得热部分,直接散发到房间空气中,立刻构成房间瞬时冷负荷;而以辐射方式传递的热得量,首先为围护结构和室内物体所吸收并贮存其中;当这些维护结构和室内物体表面温度高于室内温度后,所贮存的热量再以对流方式逐时放出,形成冷负荷;由此可见任一时刻房间瞬时得热量的总和未必等于同一时刻的瞬时冷负荷;只有得热量中不存在以辐射方式传递的得热量,或维护结构和室内物体没有蓄热能力的情况下,得热量的数值在等于瞬时冷负荷;区别:大多数情况下,冷负荷与得热量有关,但并不等于得热;得热量中显热得热中德对流成分和潜热得热不考虑维护结构内装修和家具的吸湿与蓄湿作用情况下立即构成瞬时冷负荷,而显热得热中的辐射得热在转化成室内冷负荷的过程中,数量上有所衰减,时间上有所延迟,即冷负荷与得热量之间存在相位差和幅度差,这与房间的构造、围护结构的热工特性和热源的特性有关;2-12 室内冷负荷包括哪些内容答:见教材第24页答案1照明散热、人体散热、室内用电设备散热、透过玻璃窗进入室内日射量、经玻璃窗的温差传热、维护结构不稳定传热;以上为瞬时得热量,其形成的室内瞬时冷负荷逐时冷负荷,按照房间逐时负荷逐时相加取最大值即室内冷负荷;答案2室内冷负荷包括通过围护结构墙体、屋顶、窗户、内维护结构等逐时传热形成的冷负荷和室内热湿源照明、用电设备、人体等形成的冷负荷,对各项进行逐时计算和叠加,最后找出最大值即为室内冷负荷值;当计算多个房间的室内冷负荷时,对各个房间的冷负荷逐时进行叠加,其中出现最大的值即为多房间的冷负荷值,而不是将各房间最大冷负荷值进行简单叠加;2-13 空调制冷系统负荷包括哪些内容答:见教材第25页空调制冷系统的冷负荷应包括:1室内冷负荷;2新风冷负荷是制冷系统冷负荷中的主要部分;3制冷量输送过程的传热和输送设备风机、泵的机械能所转变的热量;4某些空调系统因采用了冷、热量抵消的调节手段而得到的热量例如空调系统中的再热系统5其他进入空调系统的热量例如采用顶棚回风时,部分灯光热量被回风带入系统;值得指出的是制冷系统的总装机冷量并不是所有空调房间最大冷负荷的叠加;因为个空调房间的朝向、工作时间并不一致,他们出现最大冷负荷的时刻也不会一致,简单的将个房间最大冷负荷叠加势必会造成制冷系统装机容量过大;因此应对制冷系统所服务的空调房间的冷负荷逐时进行叠加,以其中出现的最大冷负荷作为制冷系统选择设备的依据;2-14 新风负荷如何确定答:见教材第23页1夏季,空调新风冷负荷按下式计算:Q=M ho -hR2冬季,空调新风热负荷按下式计算:Q=Mcp tR-to2-15 湿负荷包括哪些内容如何计算答:见教材第21页湿负荷是指空调房间或区的湿源人体散湿、敞开水池槽表面散湿、地面积水、化学反应过程的散湿、食品或其他物料的散湿、室外空气带入的湿量等向室内的散湿量,也就是为维持室内含湿量恒定需从房间除去的湿量;具体计算方法参见教材2-16 在什么情况下,任何时刻房间瞬时得热量总和的数值等于同一时刻的瞬时冷负荷答:见教材第25页只有得热量中不存在以辐射方式传递的得热量,或围护结构和室内物体没有蓄热能力的情况下,得热量才等于瞬时冷负荷;2-17 外墙和屋面的逐时冷负荷计算温度如何计算答:见教材第15、16页;综上所述,外墙和屋面的冷负荷计算温度为:t’=t+△tkαk ρ各字母具体含义见教材;2-18 试计算武汉市某空调房间维护结构的瞬时冷负荷,计算时间为8:00-20:00;已知条件:1屋顶面积为2112=522㎡,K=,V型结构,屋面吸收系数;2南窗为双层玻璃窗;外窗尺寸为3,共有六个,总面积为36=27㎡,内挂浅色窗帘;3南外墙面积为216-27=99㎡,外表为浅色,K=,Ⅱ型结构;4室内温度为20℃,维护结构外表面放热系数为,内表面放热系数为8;答:参考教材第25页例题;详细计算过程见计算表格;第二章补充题目2-1 室外空气综合温度的物理意义及其变化特征是什么答:建筑围护结构总是同时受到太阳辐射和室外空气温度综合热作用,为方便计算建筑物单位外表面得到的热量而引入室外空气综合温度的概念,其相当于室外气温由空调计算温度增加了一个太阳辐射的等效温度值,并减少了一个维护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射的等效温度值;其主要受到空调室外空气温度、围护结构外表面接受的总太阳辐射照度和吸收系数变化的影响,所以不同时间不同地点采用不同表面材料的建筑物的不同朝向外表面具有不同的逐时综合温度值;2-2 外墙和屋面处室外空气的逐时综合温度计算流程答:此题目应结合规范详细学习,逐步细化,不可马虎可以购买相应规范细化学习,利用学习资源,不要闲置资源;2-3 层高大于4m的工业建筑,在计算冬季采暖维护结构耗热量时,地面、墙、窗和门、屋顶和天窗冬季室内计算温度如何取值答:冬季室内计算温度应根据建筑物的用途确定,但当建筑物层高大于4m时,冬季室内计算温度应符合下列规定:1地面,应采用工作地点的温度;2墙、窗和门,应采用室内平均温度;3屋顶和天窗,应采用屋顶下的温度;2-4 位于西安的某办公楼为一矩形南北向多层建筑物,其冬季采暖室内设计温度为18℃,设计相对湿度45%,内走廊温度较室内低1~2℃隔墙传热可以忽略;已知该楼地面层南向1号办公室左邻办公室,右邻楼梯间,房间宽、深、高,维护结构设计条件:外墙:370mm砖墙,外表水泥砂浆20,内表面白灰粉刷20;内墙:240砖墙,内表面白灰粉刷20;外窗:推拉铝合金窗2个,每个外形宽X高为,可开启部分的缝隙长度为8m冬季K值,查实用供热空调设计手册第231页表知传热系数为地面:非保温地面,K值按地带考虑;此部分在接触过,具体来自哪里还需查找内门:普通木门其传热可以忽略;要求计算1号办公室冬季供热设计热负荷;答:具体计算过程详见相应计算表格2-5 试阐述房间供暖、供冷设计负荷与系统供暖、供冷设计负荷之间的概念区别与联系;答:房间供暖、供冷设计负荷的确定是系统供暖、供冷设计负荷确定的基础,是局部与整体的关系;由房间各项耗热量、得热量计算与热冷分析的基础上,可求得房间总的供暖、供冷设计热负荷,再进一步综合各房间同时使用情况、系统类型及调节方式,并考虑通风、再热、设备、和输送管道的热冷量损耗带来的附加热冷负荷,综合确定系统供暖、供冷设计负荷;第三章全水系统3-1 什么是全水系统全水系统由哪几部分组成答:采暖通调系统中传递能量的介质称为“热媒”或“冷媒”;全部用水作为“热媒”或“冷媒”并将其从热源或冷源传递到室内采暖或供冷设备,供给室内热负荷或和冷负荷的系统称为全水系统;全水系统由热源或和冷源、管道系统和末端装置组成;3-2 为什么热水采暖系统在民用和公用建筑中得到广泛的应用答:教材33页热水采暖系统有以下优缺点优点:1运行管理简单,维修费用低;2热水德尔跑冒滴漏现象轻,因而节能;3可采用多种调节方法;4供暖效果好;连续供暖时,室内温度波动小;可创造良好的室内环境,增加舒适度;5管道、设备锈蚀较轻,使用寿命长;缺点:1热水采暖系统靠水在散热设备中温度降低放出显热,散热设备传热系数较低,因而在相同的供热量下,所需供暖设备较多,管道系统的管径较大,造价高;2在相同的设计热负荷下,热水为热媒时流量大,输送热媒消耗电能多;综合来看,从有利节能、环保、提高舒适度、维修简便和使用寿命长而言,热水采暖系统的优点是主要的;应使其成为民用和公共建筑的主要采暖型式,页用于工业建及其辅助建筑中;3-3 全水系统末端装置有哪几大类答:教材34页常用的末端装置有散热器、暖风机、风机盘管和辐射板;3-4 什么是散热器的金属热强度答:35页单位质量金属、每1℃传热温差的散热量,其单位为W/㎏℃3-5 什么是对流器什么是辐射器答:35页散热器按其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%,有时称其为“对流器”;相对对流散热器而言其他散热器同时以对流和辐射散热,有时称其为“辐射器”;3-6论述铸铁散热器与钢制散热器的区别;答:35和36页灰口铸铁浇筑而成;由于结构简单、耐腐蚀、使用寿命长、水容量大而沿用至今;它的金属耗量大、笨重、金属热强度比钢制散热器低;铸铁散热器有柱型、翼型、柱翼型和板翼型等;钢制散热器有新型钢制散热器和光排管散热器;,其金属耗量少,安装简单,承压能力较高,占用面积小;但耐腐蚀能力差,要求供暖系统进行水处理,非采暖期需满水养护;施工安装时要防止磕碰;钢制散热器水容量小,热惰性小、在间歇供暖时,停止供热后,延续供暖效果差,因此不宜与铸铁散热器混用于同一个间歇供暖的采暖系统中;不宜用于有腐蚀性气体的生产厂房和湿度相对较大的房间;钢制散热器有柱型、板型、柱翼型、扁管型、钢管串片式等;3-7 散热器靠外墙布置和靠内墙布置各有何优缺点答:38页散热器布置在外墙的窗下,,这样少占用室内的使用面积,提高外窗下部的温度,减少对人体的冷辐射;以及阻止渗入室内的空气形成下降的冷气流,房间贴近地面处温度较高,从而可提高房间的热舒适性;散热器靠内墙布置,其优点是默写场合下可减少管路系统的长度;其缺点是沿房间地面流动的空气温度较低,降低舒适度;占用室内使用面积,影响家具及其他设施的布置;天长日久散热器上升气流中所含微尘附着于散热器上方内墙表面,影响美观;3-8 同一组散热器,当进出口水温度和室内温度相同时,而接管方式不同,试比较其传热系数的大小;接管方式依次为:同侧上进下出、同侧下进上出、异侧下进下出;答:39页连接方式不同时其外表面温度分布变化,使传热量发生变化;下进上出时水流总趋势与水在散热器中冷却后的重力作用相反,为是散热性能变差,传热系数变小,在相同负荷下所需散热器面积增加;3-9 试写出采暖散热器计算面积公式,并说明为什么要进行各项修正3-11 某采暖系统设计供回水温度为95/70℃,散热器面积和房间设计热负荷计算都正确;但实际运行时供水温度只能达到80℃,能否满足采暖要求如果供水温度能达到90℃,能否满足采暖要求3-12 暖风机由哪些基本部件组成暖风机的台数如何计算暖风机如何布置3-13 暖风机采暖和散热器采暖有什么不同3-14 风机盘管按出口静压分成哪两大类风机盘管安装有哪些注意事项风机盘管有哪些主要部件3-15 试比较机械循环热水双管系统和单管热水采暖系统的主要特点;3-16 试论述重力循环和机械循环热水采暖系统的主要区别;3-17 同程式热水采暖系统由什么优缺点3-18 设计水平式热水采暖系统时应注意什么问题3-19 高层建筑热水采暖系统有哪几种形式3-20 自然循环热水采暖系统的作用压头如何确定3-21 计算图中两个热水采暖系统的自然循环作用压头;并说明管路水力计算时用哪个数值作为作用压头已知:高差:h1=2,h2=3,h3=3;散热器的设计热负荷:Q1=1000W,Q2=500W,Q3=1000W;设计供回水温度ts=95,tr=70℃;各种温度下水的密度如下表第四章蒸汽系统4-1 蒸汽作为热媒在暖通空调系统中有哪些用途答:教材83页蒸汽是暖通空调系统中常用的热媒之一;在暖通空调中除了用于采暖之外,还用于通风、空调、制冷和热水供应;4-2 比较蒸汽和热水作为热媒的主要特点;答:教材84页与热水相比,蒸汽作为热媒有如下特点:优点1某些工业生产过程中只能用蒸汽;为了保证这些工艺生产的要求,采用压力和温度较高的蒸汽作热媒,这时蒸可同时满足对压力和温度有不同要求的多种热用户的用热要求;2蒸汽在用热设备中主要靠相变放出热量放出汽化潜热;就单位质量热媒而言,蒸汽放出的汽化潜热比热水降温放出的显热要大许多倍;对相同热负荷,蒸汽比热水供应的热媒质量流量要小得多,因而凝结水管流量小、管径小,使得蒸汽系统节省管道初投资;3蒸汽在散热设备内定压凝结放热,散热设备的热媒平均温度为相应压力下的饱和温度;因此在相同热负荷下,蒸汽系统但热设备的传热温差大,所需散热设备面积比热水系统少得多;4蒸汽和凝结水管在管路内流动时,由于压力损失,状态参数密度和流量发生变化,甚至伴随相变;饱和蒸汽沿管路流动时,管壁散热产生凝结水,变成湿蒸汽;湿蒸汽流经阻力较大的阀门等管路附件时,被绝热节流,可能变成饱和蒸汽或过热蒸汽;这些都是流动过程中的相变;从用热设备流出的饱和凝结水通过疏水器和凝结水管路,压力下降的速率快于温降,多余的热量,使部分凝结水汽化,形成“二次蒸汽”;这些特点使得蒸汽供热系统供热系统的设计计算和运行管理复杂;5蒸汽密度比水小得多,用于高层建筑高区特别是对管道和设备承压能力为,而建筑高度大于160m的特高层建筑,不会使建筑物底层的设备和散热器超压;缺点6蒸汽供热系统热惰性小,供热时热得快,停汽时冷的也快;7蒸汽流动的动力来自于自身压力;蒸汽压力与温度有关,而且压力变化时,温度变化不大;因此蒸汽采暖不能采用改变热媒温度的质调节,只能采用间歇调节;因此使得蒸汽采暖系统用户室内温度波动大,间歇工作是有噪声,供暖质量受到影响;8灰尘在65~70℃时开始分解,在温度高于80℃时分解过程加剧;用蒸汽作热媒时,散热器和管道表面温度高于100℃,表面有机灰尘的分解和升华,不利于提高室内空气质量;9蒸汽系统间歇工作时,蒸汽管道内时而流动蒸汽、时而充斥空气;凝结水管内时而充满凝结水,时而进入空气;管道特别是凝结水管易收到腐蚀,使用寿命短;10蒸汽管道温度高,无效热损失大;鉴于蒸汽和热水作为热媒有各自的优缺点,因此要从节能、降耗、减少投资和运行费用等原则进行技术经济比较,根据热源和热用户的用热要求等具体条件来选择热媒;蒸汽系统具有热水采暖系统所不具备的一些优点,蒸汽作热媒主要用于工业建筑及其辅助建筑;在某些工业企业中,甚至是不可替代的热媒;此时它不仅能满足工业生产用热的要求,也可以作为动力来源;不仅可用于采暖还可在暖通空调中得到多方面的应用;在生产厂房不仅可以采用蒸汽,也可经换热设备变成加热热水来采暖和实现热水供应;还用于商服部门洗浴、洗衣房餐饮和医院消毒等有专门用途的地方;对特高的高层建筑或人们不长时间停留、需要间歇供暖的场所作热媒有独到之处;蒸汽系统存在“跑、毛、滴、漏”问题,能耗高;能源消耗要比热水系统多20%~40%;凝结水不能全部回收,需对系统不断地大量补水和对补给水进行水处理;增加了给水和水处理费用;蒸汽供热系统维护部件多,也增加了运行费用;鉴于以上原因,降低了蒸汽供热系统的经济性;再加上蒸汽系统的管道、设备锈蚀较严重、使用寿命短,蒸汽采暖系统的循环动力来自于蒸汽自身的压力;其压力与流量相关、压力又与温度相关,因此蒸汽采暖系统只得采用间歇调节,不能进行质调节,供暖质量较差;因此一般的民用、公用建筑当仅有采暖热负荷时,应用热水作为热媒;除了工业企业必须用蒸汽才能满足生产要求的情况之外,在其他场合采用蒸汽作热媒应进行论证,经济技术合理时,才可考虑;4-3 写出蒸汽采暖系统流量的计算公式,并与热水采暖系统的流量计算公式进行比较;答:教材88页蒸汽流量计算公式:M=Q/r式中:M——蒸汽质量流量,kg/hQ——设计热负荷,Wr——蒸汽在凝结压力下的汽化潜热,kJ/kg热水流量计算公式:M=Q/△t式中:M——热水质量流量,t /hQ——设计热负荷,kW△t——供回水温差4-4 蒸汽采暖系统和热水采暖系统中散热器自动排气阀的安装有何不同答:教材88页热水采暖系统中空气比热水轻;散热器内如有空气,聚集在其上部;排气阀安装在散热器上面的丝堵处;低压蒸汽采暖系统中,空气比低压蒸汽重,散热器内如有空气,聚集在其中部或中部偏下处,安装自动排气阀可排除散热器内的空气,其安装位置距散热器底部的高度为散热器全高的1/3,而不应装在散热器的顶部;4-5 重力回水低压蒸汽采暖系统中为什么凝结水干管要比锅炉水位高h+~m答:教材86页在蒸汽压力作用下,总凝结水管4内的水位比锅筒内水位高出hh为锅炉蒸汽压力折算的水柱高度,水平凝结水干管3最低点比总凝结水管4内水位还要高出200mm~250mm,以保证水平凝结水干管3内不被水充满;4-6 机械回水低压蒸汽采暖系统中为什么要设通气管和空气管答:教材87叶空气管4在系统工作时排除系统内的空气,在系统停止工作时进入空气;通气管5用于排除凝结水箱6水面上方的空气;4-7 为什么凝结水泵应在凝结水箱最低水位以下两者的高差如何确定答:教材89页为了防止凝结水泵内产生气蚀,水泵应在凝结水箱最低水位以下,以保证最小正水头h 值,h值见下表4-8 计算低压蒸汽管路的平均平均比摩阻公式中为什么要减去2000Pa考虑了哪些因素答:教材89页散热器入口预留压力为2000Pa约200水柱,用于克服蒸汽流入散热器时的阻力损失含供汽支管上阀门的阻力损失并驱赶空气;4-9 室内高压蒸汽采暖系统为什么尽量采用同程式。
辐射采暖
埋管式采暖辐射板的缺点是要与建筑结构同时安装,容易影 响施工进程。热情性大,室内温度波动较小。埋管式采暖辐射板 如用金属管,接头渗漏时维修困难。采用耐老化、耐腐蚀、承压 高、结垢轻、阻力小的铝塑复合管等管材。
吊棚式辐射板热情性小,能隔声,供采暖用时比其他辐射板 可适当提高热媒温度。其缺点是增加层高。 踢脚板式采暖辐射板贴墙下踢脚线安装。可用于冬季室外气 温不太低地区的商店、展览厅等要求散热设备高度小,以及幼儿 园、托儿所等希望贴近地面处温度较高的场所。
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§5 .2 辐射采暖系统
5.2.1 热媒
辐射采暖系统的热媒可用热水、蒸汽、空气和电膜(缆)。 采用热水为热媒时可分为较高温度和较低温度两类。 悬挂式金属辐射扳可选较高供水温度(场馆和厂房可选 130℃)。 埋管式辐射板的表面温度取决于混凝土的厚度,埋管内的热 媒温度可比混凝土表面温度高20~40℃。
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窗下辐射板就所在位置而论相当于普通散热器,当窗下辐射 板选用较高的供水温度时(例如 105℃),由于混凝土存在 热阻、其表面温度也不致于低于95℃。
间墙式、踢脚板式、顶面式和地面式采暖辐射板应选较低的 供水温度(一般低于 60℃)。
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5.2.2 热水辐射采暖系统 1 采暖辐射板的加热管布置
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管路系统设计要点
热水辐射采暖系统可采用上供式或下供式,也可采用单管或 双管系统。窗下辐射板可采用单管系统、双管系统或双线系统 (见图5-11)。 地面辐射板、顶面辐射板以及地面一顶面辐射板应采用双管 系统,以利于调节和控制。辐射板水平安装时,其加热管内的水 流速不应小于0.25m/s,以便排气。 图5-15表示了下供上回式双管系统中的辐射板与管路连接方 式。 墙面采暖辐射板可按图5-11的型式采用单管、双管或双线系 统。还可以只在建筑物的个别房间(例如公用建筑的进厅)装设 混凝土辐射板。
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第5章 辐射采暖与辐射供冷5.1 定义与分类 华北电力大学-荆有印5.1.1 辐射采暖(供冷)定义主要依靠供热(冷)部件与围护结构内表面之间的辐射换热向房间供热(冷)的采暖(供冷)方式称为辐射采暖(供冷)。
辐射采暖与对流采暖的主要区别:辐射采暖时,房间各围护结构内表面(包括供热部件表面)的平均温度m s t .高于室内空气温度R t ,即m s t .> R t对流采暖时,m s t .< R t 。
通常称辐射采暖的供热部件为采暖辐射板。
辐射供冷时,房间各围护结构内表面(包括供冷部件表面)的平均温度m s t .低于室内空气温度R t ,即m s t .<R t 5.1.2 辐射板的分类1.按与建筑物的结合关系埋管式辐射板:将通冷、热媒(冷冻水或热水)的金属管或塑料管埋在建筑结构内,与其合为一体,如图5-1(a);风道式辐射板:利用建筑结构内的连贯空腔输送热媒(热空气等)向室内供热,如图5-l(b)。
图5-1 与建筑结构结合的辐射采暖板(整体式)(a)埋管式 (b)风道式l-防水层 2-水泥找平层 3-保温层 4-采暖辐射板5-钢筋混凝土板 6-加热管(流通热媒的钢管) 7-抹灰层贴附式辐射板:将辐射板贴附于建筑结构表面,如图5-2所示。
单体式:由加热管1、挡板2、辐射板3(或5)和隔热层4制成的金属辐射板。
如图5-3所示。
单体式辐射板还可串联成带状辐射板吊在顶棚下,挂在墙上或柱上,如图5-4。
吊棚式辐射板:将通热媒(或冷媒)的管道4、隔热层3和装饰孔板5构成的辐射面板用吊钩挂在房间钢筋混凝土顶板2之下,如图5-5所示。
这种辐射板也常用于辐射供冷。
2.采暖辐射板按其位置5.1.3 辐射采暖的特点1.辐射供暖比对流供暖舒适辐射采暖同对流采暖相比,↑围护结构内表面温度 (R m s t t .),创造了对人体有利的热环境,↓人体向围护结构内表面的辐射放热量,热舒适度增加。
辐射采暖同对流采暖相比,↑辐射换热的比例,但仍存在对流换热。
↑辐射换热比例=f(热媒的温度、辐射热表面的位置)各种辐射采暖方式的辐射放热量比例:顶面式70%-75%;地面式30%-40%;墙面式30%-60%2.辐射采暖时沿房间高度方向温度比较均匀,温度梯度小,房间无效热损失减少,节省采暖能耗。
图5-8给出不同采暖方式下沿高度方向室内温度的变化。
比较条件:以房间高h 为1.5m 处,空气温度R t 为18℃。
从图上可看出:⑴热风采暖时(曲线1),沿高度方向温度变化最大,房间上部区域温度偏高,工作区温度偏低。
⑵采用辐射采暖(曲线3和4),特别是地面辐射采暖(曲线4)时,工作区温度较高,地面附近温度升高,有利于改善人的舒适度。
⑶设计辐射采暖时相对于对流采暖时规定的房间平均温度可低1-3℃,使人体对流放热量↑,人的舒适感↑,并↓房间上部温度升高增加的无效热损失。
因此辐射采暖可节省采暖能耗。
图5-8 不同采暖方式下沿房间高度室内温度的变化1-热风采暖 2-窗下散热器采暖3-顶面辐射采暖 4-地面辐射采暖3.辐射供暖对流散热量少,室内气流速度低,避免了尘土飞扬,卫生条件好。
4.辐射供暖出投资大。
5.2 辐射采暖系统5.2.1 辐射采暖系统的热媒可用:热水、蒸汽、空气和电。
1.用热水作热媒温升慢,混凝土板不易出现裂缝;可以采用集中质调节。
2.蒸汽作热媒温升快,混凝土板易出现裂缝;不能采用集中质调节。
混凝土板热惰性大,与蒸汽迅速加热房间的特点不相适应。
3.用热空气作热媒将墙板或楼板内的空腔作风道,使建筑结构厚度要增加。
4.用电热媒用电加热的辐射板,具有许多优越性,板面温度容易控制,调节方便,但要消耗高品位电能。
5.2.2 热水辐射采暖系统1.采暖辐射板的加热管采暖辐射板加热管的型式与采暖辐射板的位置、尺寸及类型有关。
⑴窗下辐射板加热管如图5-9所示。
图5-9 窗下采暖辐射板的加热管(a)蛇型管 (b)排管⑵踢脚板式采暖辐射板加热管一般采用图5-10所示的U形加热管。
图5-10 踢脚板式采暖辐射板(a)侧视图 (b)正视图⑶墙面采暖辐射板加热管如图5-11所示,(a)为用于带闭合管单管系统;(b)用于双管系统;(c)用于垂直双线系统。
图5-11 墙面采暖辐射板的加热管(a)用于带跨越管的单管系统 (b)用于双管系统;(c)用于垂直双线系统⑷地面采暖辐射板加热管如图5-12所示,(a)平行排管式;(b)蛇形排管式;(c)和蛇形盘管式。
加热管可采用铝塑复合管等热塑性管材,埋设部分无接头,避免了渗漏之忧。
图5-12 地面采暖辐射板的加热管(a)平行排管式 (b)蛇形排管式 (c)蛇形盘管式埋设方案见图5-13。
图5-13 地面采暖辐射板中铝塑复合管的设置l-面层 2-混凝土 3-加热管 4-锚固卡钉5-隔热层和防水层 6-楼板 7-侧面隔热层与建筑结构结合或贴附的顶面采暖辐射板的加热管与地面采暖辐射板类似。
⑸单体悬挂式金属采暖辐射板加热管如图5-14所示。
图中尺寸a、b、c分别为辐射板的长度、高度和厚度。
图5-14 单体悬挂式辐射板的加热管(a)加热管为蛇形管,波形辐射屏 (b)加热管为排管,平面辐射屏l-加热管 2-辐射屏 3-隔热材料2.辐射采暖系统设计要点⑴系统型式热水辐射采暖系统:上供式或下供式,单管或双管系统。
①窗下辐射板可采用单管系统、双管系统或双线系统,如图5-11。
②地面辐射板、顶面辐射板、地面-顶面辐射板应采用双管系统,以利于调节和控制。
a.地面-顶面辐射板如图5-15所示,采用下供上回式双管系统中的辐射板与管路连接方式。
图5-15 下供上回双管系统中的地面-顶面采暖辐射板1-地面-顶面采暖辐射板 2-供水立管 3一回水立管4-关闭调节阀 5-放水阀辐射板1并联于供水立管2和回水立管3之间,可用阀门4独立地关闭,用放水阀5放空和冲洗。
b.墙面采暖辐射板可按图5-11的型式采用单管、双管或双线系统。
可只在建筑物的个别房间(例如公用建筑的进厅)装设混凝土辐射板。
如安装窗下辐射板,可连到供水管上;如安装顶面、地面辐射板,可连到回水管上。
如图5-16所示。
图5-16地面采暖辐射板与回水干管的连接 l-地面采暖辐射板 2-集气罐 3-温度计4-阀门 5-回热源的回水干管 6-来自采暖系统的回水于管7-旁通管上的调节阀 8-放水阀3.辐射板水平安装时,其加热管内的水流速不应小于0.25m/s ,以便排气。
应设放气阀和放水阀。
4.采暖辐射板作为末端装置,其阻力损失比散热器大得多,且不同辐射板阻力损失差别较大,因此在一个采暖系统中宜采用同类辐射板,否则应有可靠的调节措施及调节性能好的阀门调节流量。
5.3 辐射采暖系统的设计计算5.3.1 辐射板的表面温度混凝土辐射板的表面温度t s 与加热管的管径d 、管间距s 、管子埋设厚度h 、混凝土的导热系数λ、热媒温度t hm 和房间温度t R 等有关,即) , , , , ,(R hm s t t h s d f t λ= (5-3) 一般采用铝塑复合管等热塑管,其管径规格为12/16、16/20、20/25(内径/外径)等,在给定R hm t t d , , ,λ的数值后,辐射板表面温度 ) , (h s f t s =。
s 越小,h 越大,板面温度越均匀,但造价越高。
⑴地面辐射板加热管周围温度分布地面辐射板在每一加热管周围的混凝土块内温度分布,如图5-17所示,图中实线为等温线,虚线表示热流。
①热流线起始于加热管,终止于辐射板表面。
沿不同的热流方向混凝土的热阻是变化的,使得辐射板表面是不等温面。
②加热管管顶所对应的混凝土表面温度最高,为t0,两相邻加热管之间(距离s/2处)的混凝土表面温度最低,为t s/2。
图5-17 两面放热的采暖辐射板中的温度场和板表面温度的变化1-地面-顶面混凝土辐射板 2-加热管 3-等温线 4-热流线⑵地面辐射板沿水的流程混凝土表面温度分布图5-18所示。
图5-18 地面采暖辐射板表面温度的变化(a)平行排管式 (b)蛇形排管式 (c)蛇形盘管式图中t --地面表面平均温度的变化范围。
s图(a)平行排管式:用单根管道平排成蛇形,辐射板表面平均温度沿水的流程逐步均匀降低;图(b)蛇形排管式:用供水管和回水管并列平排成蛇形,辐射板表面温度在小面积上波动大,平均温度分布较均匀;图(b)蛇形盘管式:供水管和回水管并列盘成螺旋形,辐射板表面平均温度也是沿水的流程波动的。
混凝土辐射板表面的平均温度是计算辐射采暖的基本数据,辐射板表面最高允许平均温度应根据卫生要求、人的热舒适性条件和房间的用途来确定。
对不同采暖辐射板,各房间的最高允许平均温度: ✧ 对地面采暖辐射板托儿所、幼儿园 24℃ 住宅 24℃ 厂房 26℃ 人员长期停留场所 26℃ 人员短期停留场所 30℃ 卫生间 31℃ ✧ 对顶面采暖辐射板层高 2.5-2.8m 28℃ 2.9-3.0m 30℃ 3.1-3.4m 33℃ 3.5-6m 36℃ ✧ 对墙面采暖辐射板离地面高度 <1m 95℃ l-3.5m 45℃ >3.5m 不规定顶面辐射板温度过高,使人头部不适;地面辐射板温度过高,时间长久之后,人体也会不适。
地面采暖辐射板表面的平均温度还应受地面覆盖层最高允许温度限制。
例如:镶木地板采用铝塑复合管辐射板时,最高允许温度为27℃。
5.3.2 盘管的水力计算1.铝塑复合管的沿程比摩阻Rdv R 22λρ=式中 λ--沿程阻力系数,可由下式计算:Kd K d b b i p i 7.3lg1Re lg 7.3lg )2(312.125.0⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--+=λ b--水的流动相似系数;K--管子的当量粗糙度,m ;对铝塑管:K =1×10-5m ;Re p --实际的雷诺数; d i --铝塑管的内径,m 。
热媒温度为80℃时,铝塑管的比摩阻R 值可查附录5-1“铝塑管的水力计算表”。
如热媒平均温度不等于80℃时,由附录5-1查出的比摩阻R 需用下式进行修正:R R t α= (5-8)式中 R t --热媒在计算温度和流量M下的比摩阻,Pa/m ; R--用M查附录5-1得到的比摩阻,Pa/m ; α--比摩阻修正系数,查表5-1。
2.管径计算铝塑管的材质和制造工艺与钢管不同。
在进行水力计算时应考虑管子的管径及壁厚的制造偏差。
用下式来确定管子的计算直径(内径):)242(5.0s s d d d e e i ∆--∆+= (5-9) 式中 d e --铝塑管外径,m ;Δd e --铝塑管外径的允许误差,m ; s--铝塑管壁厚,m ;Δs--铝塑管壁厚的允许误差,m 。
3.局部阻力损失铝塑管所有的局部阻力系数可由附录5-2确定。