供热工程基本概念

供热工程

第一章 室内供暖系统设计热负荷

1. 供暖系统热负荷：指在某一室外温度t w 下，为达到要求室内温度t n ,供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热

量

2. 供暖系统设计热负荷:

是指在设计室外温度t ´w 下，为达到要求的室 内温度t n ,供暖系统在单位时间内向建

筑物供给的热量Q ´

3. 失热量包括：围护结构传热耗热量、冷风渗透毛热量、冷风侵入耗热量、太阳辐射热量

4. Q ’ = Q ’1·j + Q ’1·x +Q ’2 +Q ’3

5. 基本耗热量Q ’1·j ——是指在设计条件下，通过房间各部分围护结构（门、窗、墙、地板、屋顶等）从室内传

到室外的稳定传热量的总和

6. 附加（修正）耗热量Q ’1·x ——是指围护结构的传热状况发生变化而对基本耗热量进行修正的耗热量。包括风

力附加、外门附加、和朝向修正等耗热量

7. 围护结构基本耗热量计算：q´= K F (t n - t´w ) a

a) 室内计算温度tn ：室内计算温度是指距地面2m 以内人们活动地区的平均空气温度

b) 供暖室外计算温度t w ’：不保证天数法

c) 温差修正系数a 值：a = ( t n ―t h ) / ( t n ―t ’w )

d) 围护结构传热系数K ：均质多层： 空气间K 查表，地面K 用地带法 8. 朝向修正：北、东北、西北0~10% ；东南、西南-10%~-15% ；东、西-5% ； 南- 15%~-30%

9. 风力修正：极高建筑5-10%

10. 高度修正：高度大于4m ，没高出1m 附加2%

11. 冷风渗透耗热量Q’2 ：

a) 缝隙法：Q´2=0.278V ρw C p (t n -t´w ) V =L l n （m³/h）总空气量

b) 换气法：Q 2'=0.278n k V n C p ρw (t n -t w ')

12. 冷风侵入耗热量Q ´3

a) Q m = x m · q ’1·j(m 外门基本好耗热量，一65n 二80n 三60n 公共500，n 楼层数

13. 围护结构最小传热阻与经济传热阻

a) 满足：使用、卫生、经济要求，墙不能结露，人不能受辐射过多，不产生不舒适感

b) 确定围护结构传热阻时，围护结构内表面温度是一个主要约束条件 c) 步骤：计算R0，热惰性指标D ，选结构和Twe 取值，计算R0min ，比较 14. 经济传热阻：在规定年限内，使建筑物的建造费用和经营费用之和最小的围护结构传热阻

第二章 室内供暖系统末端装置

1. 散热器评价指标：

a) 热工性能：传热系数K

b) 经济：金属热强度：散热器内热媒平均为年度与室内空气温度差1度时，每千克质量散热器单位时间散热 c) 安装、使用、制造要求

d) 卫生及美观要求

e) 使用寿命要求

2. 分类：铸铁、钢制

a) 铸铁：优：结构简、防腐好、寿命长、热稳定；缺：金属耗量大、热强度低

3. 散热器计算：计算前提:供暖系统设计热负荷=散热器的散热量

a) 散热面积：()

123pj n Q F K t t βββ=- 热媒平均温度()/2pj sg sh t t t =+，当蒸汽表压力≤0.03MPa 时，tpj 取等于100℃； 当蒸汽表压力>0.03MPa 时,tpj 取与散热器进口蒸汽压力相应的饱和温度

b) 传热系数：当散热器内热媒平均温度Tpj 与室内气温Tn 相差1度时，每1m2散热器面积所放出的热量,散

热性能标志，w/(m2 .°C) c) B1: 组装片数修正系数，B2：连接形式修正系数，B3：安装形式修正系数 d) 片数n=F/f e) 暗装时要考虑修正系数B4

4. 散热器布置原则：

a) 安装在外墙的窗台下

b) 两道外门之间不准设置散热器防冻裂

c) 散热器一般应明装

d) 在垂直单管或双管热水供暖系统中，同一房间的两组散热器可以串联连接；贮藏室、盥洗室、厕所和厨房

w i n w i i n R R R R K ++=++==∑111110αλσαn R y t e w t n t a R ∆-=).(min .0111S K δαλα=++水空气

等辅助用室及走廊的散热器，可同邻室串联连接。两串联散热器之间的串联管直径应与散热器接口直径相同，以便水流畅通。

e) 在楼梯间布置散热器，应尽量布置在底层或按一定比例分布在下部各层

f) 片数要求：二柱（M132型）——20片； 柱型（四柱）——25片； 长翼型——7片

5. 钢制辐射板

a) 钢制辐射板的散热量，包括辐射散热和对流散热两部分 b) c) 辐射板的散热主要以辐射方式将热量传给房间，同时也伴随着对流散热

第三章 室内热水供暖系统

1. 供暖系统的组成：加热设备，散热设备、供回水管道、膨胀水箱

2. 分类：循环动力：重力机械；供回水方式：单管双管；管道敷设方式：垂直水平；热媒温度：高温水低温水

3. 重力循环热水系统

a) 作用动力：重度差； 作用压力：∆P= P 右—P 左=gh(ρh —ρg ）

b) 双管系统：∆P1=gh1(ρh —ρg ）∆P2=g(h1+ h2)(ρh —ρg)= ∆P1 + gh2(ρh —ρg)，上层压力大下层小，易垂

直失调

c) 单管系统：∆P = ∑gHi(ρi-ρi+1）=∑ghi(ρi-ρg) ρh=ρ1

d) 串联N 组水温：ti=tg-0.86∑Q’ (tg -th)/∑Q

e) 总重力循环作用压力P=∆P+∆Pf ∆Pf-----管道内水冷却产生的重力循环作用压力

4. 机械循环：与重力循环差别：设置循环水泵，靠水泵的机械能，使水在系统中强制循环

5. 分户采暖形式：水平单管串联式、水平单管跨越式、水平双管同程式、水平双管异程式、水平网程式

6. 膨胀水箱作用：定压、排气、容纳多余水；一般定压在吸入口

第四章 室内热水供暖系统的水力计算

1.

水力计算目的：确定计算管段的管径，保证流量为设计值，保证散热器散热量。 2.

层流Re<2320，仅Re ，水里光滑区（k ）过渡区（Re,k ）粗糙区（K ） 3.

室内一般K=0.2mm ，室外一般K=0.5mm 4.

5. 能量损失： a) 局部阻力法：沿程损失转变为局部损失

s — 管段的阻力特性数（简称阻力数），Pa/(kg/h)² b) 当量长度法：局部损失折合为管段的沿程损失

6. 重力循环双管水力计算（例4-1）

a) 作用压力： 最不利环路：最远、G 最大、阻力最大

b) 室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务和方法

i. 按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力（压头），确定各管段的管径。

ii. 按已知系统各管段的流量和各管段的管径，确定系统所必须的循环作用压力（压 头）。

iii. 按已知系统各管段的管径和该管段的允许压降，确定通过该管段的水流量

7. 机械循环单管水力计算（例4-2）与重力计算相比较

a) 机械循环系统的作用压力比重力循环系统大得多，系统的管径就细很多。

b) 机械循环系统供回水干管的R 值选用较大，系统中各立管之间的并联环路压力平衡较难.

c) 机械循环系统的作用半径较大，异程式布置，近热远冷的水平失调现象难以避免。

8. 避免环路不平衡方法：

a) 供、回水干管采用同程式布置

b) 仍采用异程式系统，但采用“不等温降”方法进行水力计算

c) 仍采用异程式系统，采用首先计算最近立管环路的方法。

第六章 集中供热系统的热负荷

1. 热负荷分类：

a) 季节性热负荷：供暖、通风、空调调节系统的热负荷是季节性热负荷。决定因素是室外温度

f d Q Q Q =+44120()()100100f T T Q C F εφ⎡⎤=-⎢⎥⎣

⎦()12d Q F t t α=-j i y P Rl P P P ∆+=∆+∆=∆)(Re,ελf =s m d G d G v /9004360022ρπρπ=∙=22v d R ρλ=m Pa d G R /1025.6528∙⨯=-ρλd K vd /,Re ==εγ2224222)()(290012)(G A G A G l d d v l d P Rl P zh d j ξξξξλρπρξλ=+=+∙=+=∆+=∆∑∑∑22sG G A P zh ==∆ξ2

22

2v l d Rl v d d ρλρξ==∑∑=ξd l d f g h f zh P gH P P P ∆+-=∆+∆=∆)(ρρ