供热基础知识培训

热设备直接沿回水立管或水平回水管流回热源的系统。
上供下回式
下供下回式
同程式
异程式
注意 – 双管系统中每组散热设备的供水温度几乎相等。 – 单管系统中沿水流方向进入每组散热器的供水温度依次降低。
水平式系统
水平单管串联
水平单管跨越
•
热水网路水力工况计算的基本原理 ΔP = SV2
S－网路计算管段的阻力数Pa/(m3/h)2 管段通过1m3/h流量时的压降
V－网路计算管段的水流量m3/h
串联： 并联：
Sch= S1+ S2+ S3+ · · ·
1 1 1 1 Sb S1 S2 S3
S1n S 2n S3n S mn V m Vm / V S m SⅡn SⅢn S M n
结论： 1、各用户的相对流量比仅取决于网路各管段和用户的阻力数， 而与网路流量无关。 2、第d个用户与第m个用户（m>d）之间的流量比，仅取决于用户d 和用户d以后各管段和用户的阻力数，与用户d以前各管段和用户 的阻力数无关。
3、热网
水泵 如安全阀、膨胀水箱 水处理设备 补水系统 补水装置 管道系统方式 管道系统 管材 如排气装置、除污器、 换热器、阀门等
定压系统 热媒 输送
其它
•
室外管网与热用户连接的主要形式
直接连接（直供式）
｛
锅 炉
间接连接（间供式）
热 用 户
循环水泵
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锅 炉
一次循环水泵 一 次 补 水 泵 水处理设备 软化水箱
– 安全阀 作用：防止系统超压。 当系统压力过高时，安全阀自动打开放水，待压力 下降后自动关闭。
– 温控阀
未安装恒温阀的供暖系统
部分安装恒温阀的功能系统
全部安装恒温阀的供暖系统
未安装恒温阀的双管供暖系统实际上无法保持其供热平衡
• 不同的管路系统
• 按系统管道敷设方式
｛ ｛ ｛
垂直式
水平式
单管系统
• 常见末端 散热器 地暖 风机盘管
对比？
同侧连接
• 采暖热负荷计算
– 组成
以右图为例，房间的采暖热负荷包括：
外墙散热量 外窗散热量 屋顶散热量 地面散热量 户门传热量 隔墙传热量 冷风渗透耗热量 冷风侵入耗热量
门
外墙
窗
窗
客厅
隔墙
走廊
隔墙
– 采暖热负荷估算
采暖热负荷的体积热指标估算
Qn a qn V (tn tw )
4、 效率
• 定义
• 锅炉效率（热效率）
锅炉输出功率与锅炉输入功率的比值。
锅炉效率
燃料发出的热量 锅炉损失的热量 燃料发出的热量
5、压力
• 定义
垂直作用在物体表面上的力叫作压力P = F/f
• 绝对压力 • 相对压力 • 绝对压力和相对压力关系：P绝对 = B + P相对 • 国际单位: 帕斯卡 (Pa). • 常用到的几个压强单位
双管系统
• 按供、回水方式
异程式（难于调节）
同程式（有利于水力平衡
• 按系统水循环路径
垂直式系统
– 单管系统 热水经立管或水平供水管顺序流过多组散热设备，并顺序地在各散热设备中冷
却的系统。 特点：散热器不能单独调节； 采用下供上回和上供下回式，一般无下供下回式。
–
双管系统 热水经立管或水平供水管平行地分配给多组散热设备，冷却后的回水自每个散
87~96
90~101
90~120
98~120
90~105 98~120 173~210 143~173 173~248
（W/
m2）
采取节能措施 的热指标qf （W/ m2）
60~68
68~83
75~105
83~105
75~90
83~105 150~195 120~158 150~225
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-30 1.20
采暖热负荷的面积热指标估算
Qn F q f
Qn — 采暖热负荷W F — 建筑物的建筑面积，m2 qf — 供暖面积指标，W/ m2，指每平方米的供暖设计热负荷。
建筑物类型
住 宅
居住区 综合
学 校 办公楼
医院托幼
旅 馆
商 店
食堂 餐厅
影剧院 展览馆
大礼堂 体育馆
未采取节能措 施的热指标qf
作用：消耗富余压差，使管路流量和压降与设计值一致，测量流量。
安装位置： 供回水安装
– 动态压差/流量平衡阀 作用： 压差平衡阀：保证供回水压差的恒定； 流量平衡阀：保证通过该阀流量的恒定。 安装位置： 供回水安装
– 自动排气阀
作用：自动排除系统中的气体
安装位置：安装在系统最高处及系统中容易集气的位置。 气体对系统运行的不良影响：水力工况变差；产生噪音； 散热器传热效果变差；……
– 水泵
水泵是用于输送液体的设备，即为系统循环提供动力。 水泵的主要性能参数: 1. 扬程 2. 流量
3. 轴功率
4. 效率 5. 泵的必需气蚀余量NPSH 6. 水泵特性曲线
1) 水泵的串并联
水泵串联增加扬程，流量不变；水泵并联增加流量，扬程不变
2) 变速调节 一种相对节能的调节方式。当水泵转速从n1变化到n2时， 相应的流量Q1、Q2，扬程H1、H2及功率P1、P2均发生变化， 它们与转速的关系为：
传统垂直系统
集中供暖
供暖 系统 新型分户系统 户式中央空调 分户供暖 电热膜/电缆加热 燃气壁挂炉
集中供热系统示意图
膨胀水箱
热媒利用
热源制备
热水管道 散热器
锅炉
水泵
热媒输送
2、热源
• 常见热源 热电厂
燃煤 燃煤锅炉房 燃气锅炉房 燃气 分户独立燃气热源 空调热泵 电能 电热膜/电缆加热
供热 热源
板 式 换 热 器 二次循环水泵 二 次 补 水 泵
热 用 户
补 水 泵 水处理设备 软化水箱
较大规模的供热系统，多采用间接连接。
– 阻力计算
• 系统阻力P包括：沿程阻力Py + 局部阻力Pj
P Py Pj Rl Pj
• 沿程阻力Py：当热媒沿着管道流动时，由于流体分子间及其与管壁间的摩擦 所造成的能量损失。
重要概念：比热
• 热量的传递方式
传导 对流 辐射
三种物质形态的热交换方式： 气体：对流、辐射 液体：对流、辐射 固体：辐射、传导 思考: 量体温? 吹电风扇? 隔着窗户晒太阳?
2、温度
• 定义
• 常用的温度单位
–摄氏度 (℃) –开尔文度 (K) –华氏度 (°F)
℃ ℃ K °F ℃+273 (9/5×℃) +32
K K - 273
°F 5/9×(°F- 32) 5/9×(°F- 32) +273
9/5× (K- 273) +32
3、（热）功率
• 定义 • 常用的功率单位——瓦特(W)、千瓦(kW)
1W=1J/s 1Cal/s=4.2W
1kWh=1000W×3600s=3600kJ
• 国际单位: 瓦特(W)
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一、术语、单位及换算
1、热量 2、温度 3、（热）功率 4、效率
5、压力
1、热量
• 什么是热量？ 在温差作用下系统与外界传递的能量称为热量 • 常用的热量单位： – 焦耳 (J) – 卡路里 (Cal) • 国际单位: 焦耳 (J)
• 几种热量单位间的换算:
J 1 J / 4.2 J/(3.6 × 106) KJ / (3.6 × 103 )
Q2 n2 Q1 n1
H 2 n2 H 1 n1
2
P2 n2 P n 1 1
3
由此可见，当转速降低到50%时，扬程降低到25%， 而功率则降低到12.5%，具有明显的节能效果。
– 闭式膨胀水箱
膨胀水箱的作用 1) 提供多余空间给系统中因为受热体积膨胀的水 2) 维持密闭水系统压力的稳定
水力失调
定义：用户规定流量与实际水量不一致。 水力失调度 x = Vs/Vg = 实际流量/规定设计流量 1) 一致失调：管网上各用户的x 都大于1，或都小于1。 a. b. 等比一致失调（x都相等） 不等比一致失调（x不相等）
2) 不一致失调：管网上各用户的x 有的大于1，有的小于1。
4、末端
• 几种压力单位间的换算
Pa Pa bar atm
bar 10-5 1 1.013
atm
kg/cm2
1
105 1.013×105 98100
0.987×10-5 1.02×10-5 0.987 1 1.02 1.033
Kg/cm2
0.981
0.968
1
二、供热系统简介
1、供热系统的构成及分类
2、热源
密闭式膨胀水箱的结构及工作原理 1) 结构 由外壳、隔膜、充放气口、系统接口组成。隔膜将膨胀水箱分成两部分：一部 分充有一定压力的气体；另一部分与系统水相通。 2) 工作原理 下图所示。
– 手动平衡阀 原理：通过旋转手柄调节阀芯的上下运动，通过专用仪表连接阀门两端的测压点可以测 量阀门的压降和通过流量，并可以锁定阀门的开度。
3、热网
4、末端
1、供热系统的构成及分类
• 构成
供热系统
｛
热源——热媒制备 热网——热媒输送 热用户——热媒利用
• 供热系统分类
A 集中供热（区域锅炉房、热电厂等） 热源和散热设备分别设置，用供热管网连接，由热源向各个房间或建筑供给热量 的供暖系统。 B 局部供热（电热供暖、壁挂炉等） 热媒制备、热媒输送和热媒利用都在一起的供暖系统。
Py Rl
沿程阻力示意图
v 2
d 2
l
1
2
3
4
• 局部阻力Pj：当流体流过管道的一些附件（如阀门、弯头、三通等）时，由 于流动方向或速度的改变，产生局部涡旋和撞击时所造成的能量损失。
Pj
v
2
2
影响局部阻力的因素：附件类型、管径、热媒的性质、流速等。 局部阻力示意图
•
主要设备及附件
Cal Cal × 4.2 1 Cal/(0.86×106 ) KCal/(0.86×103 )
KWh KWh×3.6×106 KWh×860×103
J
Cal
KWh
1
• 计算物体的得热量（失热量）:
Q cmt
• 定义: 1kg物质每升高（降低）1度所需要 （失去）的热量称为物质的比热。
• 水的比热: 4200 J/kg*K
Qn tn tw V qn — 采暖热负荷 W — 室内空气温度 ℃ — 室外供暖计算温度 — 建筑的体积 m3 — 体积热指标 根据建筑的保温情况宜取0.4-0.7 — 修正系数。请参考下表
a
采暖室外计算温度℃ a
0 2.46
-5 2.00
-10 1.74
-15 1.55
-20 1.40
-25 1.30