采暖基础知识

采暖基础知识

1.基本概念：

采暖系统：冬季向室内供热保持室内所需温度的建筑设备叫做采暖系统。采暖系统由热源或供热装置、散热设备及供热管道组成。输送热量的物质或带热体叫做热媒，一般采用水和蒸气做为热媒。热媒在热源获得热量通过供热管道输配到各个用户或散热设备，由散热设备把热量发散到室内。

围护结构：建筑物及房间各面的围挡物，如墙体、屋顶、地板和门窗等。分内、外围护结构两类。

采暖热负荷：为维持采暖房间室内温度达到设计要求标准时，根据采暖房间围护结构的耗热量和得热量的平衡计算结果，需要采暖系统供给的热流量。

2.基本计算：

1)采暖设计温度参数选择：

a) 采暖室外计算温度t W:各地区采用不同计算温度，参见规范规定。

b) 采暖室内计算温度t n: 卧室18.C或20.C；卫生间（带浴室）25.C；厨房14.C或16.C。

c) 采暖系统供回水温度：

对于壁挂炉采暖系统，根据散热设备不同，采取不同供回水温度。

散热器系统:供水温度（t g）85.C或80.C ,回水温度（t h）65 .C或 60 .C

地板辐射系统：供水温度（t g）≤60.C，供回水温差宜小于或等于10.C。

风机盘管系统：供水温度（t g）65.C 或60.C, 回水温度（t h）55.C或 50.C 2）常用工程单位换算（见热工基础知识部分）

根据不同地区采暖室外计算温度t W及不同功能房间的采暖室内计算温度

t n，采暖热负荷可以由采暖面积平均热指标及采暖面积进行估算。同时要考虑采暖房间外围护结构的朝向及墙体的节能保温情况。当采暖室外计算温度低，房间采暖室内计算温度高，外墙朝向为北向且保温性能差时，需采取较大的采暖面积平均热指标。

根据《民用建筑节能管理规定》，新建居住建筑外围护结构已考虑节能保温措施，不同地区采暖面积平均热指标须根据当地气象条件确定。对于北方地区主导风向为西北，南向及外墙少的房间热指标较小，东向房间稍多，西北向及外墙多的房间最大。

简化计算公式：

采暖热负荷Q（W）=采暖面积(m2 ) x面积热指标(W/ m2)。

3) 采暖系统水流量计算：

G=0.86Q/△t

G—流量 kg/h

Q—热负荷 w

△t—供回水温差 t g-t h .C

4) 采暖系统阻力计算：

水系统中阻力损失包含局部阻力损失及沿程阻力损失两部分，简化公式为：△P=(1+a)△PmΣl

△P—管段总阻力损失Pa ; △Pm—沿程阻力损失 Pa/m ;

Σl —最不利环路长度m ; a —局部阻力占沿程阻力的百分数

机械循环热水系统中，室内采暖管道沿程阻力损失取80~120 Pa/m，局部阻力百分数取0.5~1,散热器系统与风机盘管系相比较局部阻力百分数取值较

小，具体数值视系统复杂情况而定。

低温热水地板辐射采暖系统的阻力应计算确定，详见后文。

3.采暖系统形式及管道布置：

壁挂炉采暖系统中以燃气壁挂炉为热源，热水作为热媒，通过不同管道布置形式连接散热器、地板辐射加热管或风机盘管等散热设备。壁挂炉内水泵作为机械循环的强制动力。

1)散热器系统:

a)主要系统连接方式有：

按供回水干管位置——上供下回式、下供上回式、下供下回式。

按各环路路程——异程式（各环路路程不同）、同程式（各环路路程相同）。

按连接散热器立管的数量——双管系统、单管系统。

按散热器在立管中连接方式——顺流式、跨越式。

实际工程应用中，上述各种连接方式可有不同组合，见下图示：

图2 上供下回单管异程式

图3 下供上回单管异程式

图5 水平单管系统 图6 下供下回双管同程式

由于同程式系统中每环路路程一致，系统易平衡；同时双管系统可保证每组散热器进出口水温相同，因此布置采暖系统时，尽量采用双管同程式。此系统不足在于比较浪费管材，需要多一段同程管道。

采暖炉分户系统中，每户单独为一系统，目前工程中散热器连接多采用图示中后三种方式，即下供下回双管同程式、水平单管系统、下供下回双管异程式。 这些方式同样适用复式住宅采暖系统布置，两层或三层共用一组立管，各层分环路布置。这组立管可设置在设备管道井中，并加以保温，减少立管热损失。这种布局的优点是房间内无立管通过，水平管道可暗装敷设在墙内和地板内，使居室更加美观。此系统每组散热器均需设排气装置。为达到分室温控，节约能源，推荐使用散热器温控阀或温控器连锁电动阀。见下图示：

图7 使用散热器温控阀的系统 图8 使用温控器连锁电动阀的系统

根据欧洲多年的成功经验，在系统中每一环路供回水总管处安装分水器、集水器来保证系统的阻力平衡。这种系统中，每组供回水支管接一组或两组散热器，有利于每组散热器单独调节且系统平衡好，即使是异程系统也能保证较好的平衡。系统同样需使用温控器连锁电动阀或散热器温控阀。每组分水器的分支路不宜多于8个，总供回水管和每一供回水分支路应设置调节阀门。此系统可根据不同温度要求分室温控，同时保证埋地管段无接点。虽然管材消耗较大，管路布置复杂，但舒适节能，系统运行中的渗漏隐患减少，长期运行安全可靠。特别适用于别墅等对居住标准要求较高的建筑。见图9示：

图9

b)散热器选择及安装注意事项：

选择散热器时，每个采暖房间的热负荷作为每组散热器计算基数。多数的散热器样本中提供的标准散热量是基于T g=95.C,T h=70.C,T room=18.C的标准下得

到的，并且我们采用算术平均温差进行计算，即ΔTn=(95+70)/2-18=64.5.C.

对于采暖炉分户系统,采用散热器时一般为T g=80.C,T h=60.C,T room=18.C条件下，ΔTn=52.C.选择散热器时应特别注意不同的温度条件，满足不同的热负荷

需要。每种散热器样本都提供了不同供回水温度及不同室温下散热器的散热量，我们可以通过相应图表很简便地查取选用。