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1、2023/8/8,1,第三章 全水系统,建筑工程学院市政工程系,2023/8/8,2,一、本章的主要内容采暖与空调中水系统的形式；采暖与空调中水系统的末端装置。二、本章重点了解全水系统的不同分类；了解全水风机盘管系统的特点；掌握散热器、风机盘管的选型计算及布置；掌握分户热计量热水采暖系统、高层建筑热水采暖系统的特点。,第3章 全水系统,2023/8/8,3,3、1 全水系统概述,2023/8/8,4,3、1 全水系统概述,全水系统相关的基本概念,本节的主要内容,热水采暖系统的特点,全水空调系统的特点,2023/8/8,5,3、1 全水系统概述,一、全水系统,全水系统的定义房间的冷（热）负荷，全
2、部由集中设备处理过的冷（热）水负担的系统。特点 优点:与空气水系统和全空气系统相比，占建筑空间小。缺点：不能有保证地解决室内的通风换气问题。组成：冷（热）源、输配管网、末端装置。分类：按用途可分为：热水采暖系统、全水空调系统,2023/8/8,6,3、1 全水系统概述,定义 以热水作为热媒的采暖系统。分类 自然循环热水采暖系统 机械循环热水采暖系统 特点（相对于蒸气采暖系统）卫生条件好；运行管理简单，跑、冒、滴、漏现象轻；同样负荷下，所需散热设备多；主要适用于民用建筑及公共建筑的采暖中。,二、热水采暖系统,2023/8/8,7,3、1 全水系统概述,定义 房间的冷（热）负荷全部由冷（热）水承担
3、的空调系统。特点（与空气水系统及全空气系统相比较）(1)占建筑空间较小；(2)各房间空气不会串通；(3)无加湿功能，不能引入新风；(4)适用于现有建筑加装空调系统、建筑改造加装空调系统及对室内空气品质要求不高的旅馆建筑；(5)其应用比空气水系统及全空气系统少。,三、全水空调系统(全水风机盘管系统),2023/8/8,8,全水风机盘管系统,2023/8/8,9,3、2 全水系统的末端装置,2023/8/8,10,3、2 全水系统的末端装置,本节的主要内容,散热器,风机盘管,性能评价指标,种类,热力计算,选用及布置原则,构造及分类,选型计算,安装,2023/8/8,11,3、2 全水系统的末端装置
4、,定义：以对流和辐射方式向房间放散热量的设备，也称为暖气片。1、性能评价指标热工性能 散热器的传热系数越高，热工性能越好。经济指标 单位散热量的成本越低、安装费用越低，经济性越好。使用和工艺 寿命越长，制造工艺简单，说明性能越好。卫生和美观 要求：表面不易积灰，外形美观，易与房间装饰相协调。,一、散热器,2023/8/8,12,3、2 全水系统的末端装置,2、散热器种类,按传热方式分类：对流型散热器（以对流方式为主，占总传热量的 60%以上）有管型、柱型、翼型、钢串片型等 辐射型散热器（以辐射方式为主，占总传热量的60%以上）有辐射板、红外辐射器等,2023/8/8,13,3、2 全水系统的末
5、端装置,按材质可分为：,铸铁散热器：,钢制散热器：,铝合金散热器：,塑料散热器：,结构简单、耐腐蚀、寿命长、金属热强度低、生产工艺过程能源和金属消 耗量大、且造成环境污染,金属耗量少、耐压强度高、外形美观、占地小、耐腐蚀能力差,外形美观、重量轻、加工方便、造价较高、存在碱腐蚀、使用寿命不长,不耗金属、耐腐蚀、承压能力低,2023/8/8,14,2023/8/8,15,3、2 全水系统的末端装置,(1)选用原则 规范第条 选择散热器时，应符合下列规定：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；民用建筑宜采用外形美观、易于清扫的散热器；放散粉尘或防尘要求较高的工业建
6、筑，应采用易于清扫的散热器；具有腐蚀性气体的工业建筑或相对湿度较大的房间，应采用耐腐蚀的散热器；,3、选用及原则,2023/8/8,16,3、2 全水系统的末端装置,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、板型和扁管等散热器；采用铝制散热器时，应选用内防腐型铝制散热器，并满足产品对水质的要求；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沙的散热器。,2023/8/8,17,(2)选用及原则,3、2 全水系统的末端装置,规范第、条 布置散热器时，应符合下列规定：散热器宜安装在外墙窗台下，当安装或布置管道有困难时
7、，也可靠内墙安装；?两道外门之间的门斗内，不应设置散热器；楼梯间的散热器，宜分配在底层或按一定比例分配在下部各层；?散热器宜明装。暗装时装饰罩应有合理的气流通道、足够的通道面积，并方便维修。幼儿园的散热器必须暗装或加防护罩。,2023/8/8,18,3、2 全水系统的末端装置,4、散热器的计算,目的：确定采暖房间所需散热器的面积和片数（或长度）。采暖房间所需散热器的面积由下式计算：A=Q123/k(tm-tR)式中 Q房间的设计热负荷，亦即散热器的散热量，W;A 散热器的计算面积，m2;k 散热器的传热系数，W/m2;tm 散热器内热媒的平均温度，(热水采暖系统中，tm为散热器进出口水温的算术
8、平均值；蒸汽采暖系统中，tm为散热器进口蒸汽压力相对应的饱和温度。)tR 室内设计计算温度，,2023/8/8,19,3、2 全水系统的末端装置,1 散热器的片数修正系数；2 散热器的连接方式修正系数；3散热器的安装型式修正系数；散热器的传热性能（k值）是在标准条件下(一定的片数（柱型为10片）、同侧上进下出、明装)测出的；当使用条件与测试条件不同时，散热器的传热性能将发生变化，故需用不同的系数进行修正。,2023/8/8,20,3、2 全水系统的末端装置,上表仅适用于各种柱形散热器；长翼型和圆翼型不修正；其它散热器需要修正时，见产品说明。,散热器组装片数修正系数1,2023/8/8,21,3
9、、2 全水系统的末端装置,散热器连接方式修正系数2,本表数值是在标准状态下测定的；其它散热器可近似套用上表数据。,2023/8/8,22,3、2 全水系统的末端装置,二、暖风机,定义：由通风机、电动机和空气换热器组合而成的采暖机组。,1、暖风机中风机的种类 离心风机：用于大型机组。轴流风机：用于小型机组。,2、暖风机的优、缺点(1)优点：供热量大、占地小、启动快，能迅速提高室温。(2)缺点：运行有噪声，如全部采用室内循环空气，室内空气品质差。,2023/8/8,23,普通小型机组,顶吹式小型机组,非标柜式机组,柜式机组,2023/8/8,24,3、2 全水系统的末端装置,4、暖风机的供暖方案(
10、1)暖风机供给全部采暖耗热量 适合于气候较温暖的地方。(2)暖风机供给部分采暖耗热量，用散热器采暖系统维持室内最低温度(即值班温度，一般不得低于5)优点：非工作时间可不开启暖风机，节省电能和热能，不需要管理。,2023/8/8,25,3、2 全水系统的末端装置,6、暖风机的采暖系统设计 确定暖风机型号、台数及布置方案。(1)暖风机台数n：,5、暖风机的应用场合 通常用于空间大、供热负荷大、间歇工作、可以循环使用室内空气厂房或场馆。（不适合空气中含有毒、易爆气体和纤维、粉尘的场合）,式中 要求暖风机的供暖负荷，W；选择暖风机的富裕系数，取1.21.3；单台暖风机的实际散热量。,2023/8/8,
11、26,(2)暖风机的送风温度 送风温度不宜低于35，不得高于70。?(2)暖风机的采暖房间换气次数 换气次数不宜低于1.5/h。(3)暖风机的布置 应综合考虑车间几何形状、工作区域、工艺设备的位置及风机气流的作用范围等因素。对小型机组，可采用直吹、斜吹、顺吹等布置方式。,3、2 全水系统的末端装置,2023/8/8,27,3、2 全水系统的末端装置,(4)、暖风机安装高度与出口风速 小型机组：出口风速5m/s，安装高度宜采用3.5m；出口风速5m/s，安装高度宜采用44.5m。大型机组：安装高度根据厂房高度和回流区的分布位置确定，不宜低于3.5m，不宜高于7m。送风口风速采用515m/s。生活
12、地带和作业地带风速不宜大于0.3m/s。送风温度较高时，送风口可采用向下倾斜的导流板。,2023/8/8,28,3、2 全水系统的末端装置,三、风机盘管 由小型风机(风速有三档)、电机、换热盘管及凝结水盘等组成。1、风机盘管分类,按结构形式分,立式风机盘管,卧式风机盘管,壁挂式风机盘管,立柱式风机盘管,卡式风机盘管,2023/8/8,29,3、2 全水系统的末端装置,按安装形式分,按送风压力分,明装风机盘管,暗装风机盘管,半明装风机盘管,普通型风机盘管(在名义风量下的机外静压为零或1020Pa。),高静压型风机盘管(在名义风量下的机外静压为3050Pa。),暗装风机盘管,2023/8/8,30
13、,通常安装在建筑室内吊顶内，悬挂在楼板下。普通卧式暗装风机盘管不接风管或只接出风短管；若要求出风口接风管时，可选用高静压型卧式暗装风机盘管，其出风口余压可达3050Pa。卧式暗装风机盘管的回风为无组织的回风。卧式暗装风机盘管的外壳进行了保温，防止外表面结露。,2023/8/8,31,回风箱可以要求厂家配置，也可以在现场制作。回风为有组织的回风。,2023/8/8,32,与卧式暗装风机盘管构造基本相同，只是外形美观大方，可以在室内明装悬挂于楼板下面，通常不再接风管，因此卧式明装一般为普通型不带余压风机盘管。前面为出风格栅，回风在背后。,2023/8/8,33,外观没有做美观设计，要求在安装完后在
14、外部进行美观装饰。出风在顶部或侧面上部，回风在侧面下部。,2023/8/8,34,也称为嵌入式风机盘管，结构较为复杂，造价比其他风机盘管高，常用于较大空间的房间。卡式风机盘管自带风口面板，有一面出风、两面出风、四面出风等多种形式，回风口在中间。卡式风机盘管自带凝水泵。,2023/8/8,35,3、2 全水系统的末端装置,选型原则(1)风机盘管无论是仅夏季用（制冷），还是冬、夏季两用（既制冷又供热），都应按夏季的冷负荷来选型，对冬季只需校核即可。?原因：Q=MCPt，冬夏季盘管水流量相同，而夏季的供回水温差为5，冬季为10，故同一机型的风机盘管，其供热量大于制冷量，约为1.51.9倍。(2)若房
15、间的设计全热冷负荷为QC，显热冷负荷为QCS，则风机盘管的全热制冷量Qt和显热制冷量Qs分别应为：Qt(1+1+2)QCQs(1+1+2)QCS,二、选型计算,2023/8/8,36,式中：1考虑积灰对盘管传热影响的附加率。仅夏季使用 时，取1=10%;仅冬季使用时，取1=15%;冬夏季两用时，取1=20%。2 考虑盘管间歇使用的附加率。模拟结果表明，当 2=20%，约经过20分钟室温基本上可达到舒适性要求。注意：风机盘管的风量不同时，风机盘管的制冷量不同，中档风量时机组的制冷量平均为高档时的85%，选型时，按中档风量的制冷量来选择。若设计工况与名义工况不同时，则风机盘管的制冷量和供热量将随之
16、改变，此时，应将名义制冷量换算为设计制冷量。,3、2 全水系统的末端装置,2023/8/8,37,3、2 全水系统的末端装置,(3)名义工况,盘管的全热制冷量Qt和显热制冷量Qs分别按下式计算：,盘管的在供热工况下的供热量Qh按下式计算：,2023/8/8,38,风机盘管的进、出水管及凝水管应保温。保温材料不应采用易腐、易蛀的材料。风机盘管进出水管上需装阀门，以便检修；进水管应装过滤器，以防止盘管堵塞。风机盘管的凝水管应有不小于0.01的坡度，坡向泄水方向。风机盘管的供电电路应为单独的回路，不能与照明回路相连。风机盘管的承压能力应大于系统的最大工作压力(风机盘管的承压能力有：1.0MPa、1.
17、6MPa、2.1MPa三级)。,3、2 全水系统的末端装置,3、风机盘管安装,2023/8/8,39,3、3 热水采暖系统的分类与特点,2023/8/8,40,3、3 热水采暖系统的分类与特点,本章的主要内容：,热水采暖系统的组成,各种热水采暖系统,热水系统的分类,常用形式,系统特点,适用范围,2023/8/8,41,一、热水采暖系统的构成 由热源、管道系统及散热设备构成。,3、3 热水采暖系统的分类与特点,3、3、1 按系统中水的循环动力分类重力循环热水采暖系统 靠系统中由于水的密度差形成的热虹吸压头提供循环动力。机械循环热水采暖系统 通过循环水泵提高循环动力。,2023/8/8,42,系统
18、的特点1、作用压头小，管经大；2、无噪声，管理方便；3、适用于无集中供热热源，对供热质量无特殊要求的场合。,3、3 热水采暖系统的分类与特点,重力循环热水采暖系统1 锅炉；2散热器；3膨胀水箱；4循环水泵；6供水管；7回水管,气体,水,2023/8/8,43,3、3 热水采暖系统的分类与特点,系统的特点1、膨胀水箱不能排气，在供水干管末端设集气罐；2、水平干管向集气罐抬起；?3、作用半径大，集中采暖的主要形式。(热力入口至最远处立管的水平干管的展开长度),2023/8/8,44,3、3 热水采暖系统的分类与特点,3、3、2 按系统中水的供水温度分类高温水采暖系统 供水温度高于100的热水采暖系
19、统。供回水温差大，可节省散热器、减少系统管道的管经，但卫生条件及热舒适性差。适用于工业建筑及其辅助建筑中。低温水采暖系统 供水温度低于100的热水采暖系统。优缺点与高温水采暖系统相反，适用于民用及公共建筑。,2023/8/8,45,3、3 热水采暖系统的分类与特点,3、3、3 按供回水方式分类上供下回式；上供上回式；下供下回式；下供上回式；中供式。,2023/8/8,46,3、3 热水采暖系统的分类与特点,上供下回式采暖系统1供水干管；2回水干管；3散热器,系统的特点1、布置管道方便；2、排气顺畅(在供水干管末端设集气罐)；3、应用最广泛。,2023/8/8,47,3、3 热水采暖系统的分类与
20、特点,上供上回式采暖系统1供水干管；2回水干管；3散热器,系统的特点1、采暖干管不与地面设备及管道发生占地矛盾；2、立管耗材量增加；2、立管下面须设放水阀；?3、主要用于设备或工艺管道较多，沿地面布置干管较困难的车间。,2023/8/8,48,3、3 热水采暖系统的分类与特点,下供下回式采暖系统1供水干管；2回水干管；3散热器,系统的特点1、供水干管热损失小；？2、与上供下回式相比，竖向失调(沿竖向各房间的温度偏离设计工况)小；?3、须在顶层散热器设置放气阀或设空气管；？4、可分层施工，分期投入。,2023/8/8,49,3、3 热水采暖系统的分类与特点,下供上回式采暖系统1供水干管；2回水干
21、管；3散热器,系统的特点1、称之为倒流式，供水干管热损失小。其中一层散热器温度高，可减少一层散热器面积；2、底层水温高，但静压也大，有利于防止汽化；？3、最利于排气。？,2023/8/8,50,3、3 热水采暖系统的分类与特点,中供式采暖系统1中部供水管；2上部供水管；3散热器,系统的特点1、上半部可采取下供下回式(a)或上供下回式(b)；2、下半部为上供下回式。3、可减轻竖向失调，但调节麻烦。,2023/8/8,51,3、3 热水采暖系统的分类与特点,3、3、4 按散热器连接方式分类垂直式系统；不同楼层的各散热器用垂直立管连接的系统；可在垂直立管的一侧或两侧连接散热器。水平式系统。同一楼层的
22、各散热器用水平支路管道连接的系统。,2023/8/8,52,3、3 热水采暖系统的分类与特点,垂直式采暖系统1供水干管；2回水干管；5供水立管；6回水立管；8散热器,2023/8/8,53,3、3 热水采暖系统的分类与特点,水平式采暖系统3供水立管；2回水立管；7水平支路管道；8散热器,系统的特点1、穿楼板的管道少，有利于加快施工；2、便于分层调节和控制；3、用于住宅式便于设计成分户计量热量的系统；4、室内无立管较美观，可用于公共建筑的厅、堂等场所。,2023/8/8,54,3、3 热水采暖系统的分类与特点,水平式系统的排气及热补偿措施 热补偿：为防止水平管线过长因热胀冷缩引起漏水，须在散热器
23、两侧设乙字弯，每隔几组散热器加乙字弯或方形补偿器，散热器组数不宜太多。排气：在散热器上设放气阀或多组散热器串连空气管。,1散热器；2放气阀；3空气管；4方形补偿器；5乙字弯管补偿器,2023/8/8,55,3、3 热水采暖系统的分类与特点,3、3、5 按连接相关散热器的管道数分类单管系统；用一根管道将多组散热器依次连接起来的系统；形式：有顺流式和跨越管式；特点：节省管材、施工进度快，顺流式不能调节单个散热器的散热量，跨越管式可采用跨越管及调节阀门，散热量在一定程度上可调。双管系统 用两根管道将多组散热器依次连接起来的系统；特点：单个散热器的散热量可调，管材耗量大，施工麻烦，造价高，易产生竖向失
24、调。(因素：沿程阻力，重力压头、温度差异等),2023/8/8,56,3、3 热水采暖系统的分类与特点,单管系统与双管系统的基本组合体(a)垂直单管；(b)垂直双管；(c)水平单管；(d)水平双管,(d),顺流式,跨越管式,顺流式,跨越管式,2023/8/8,57,3、3 热水采暖系统的分类与特点,3、3、6 按并联回路的水的流程分类同程式；热媒沿各组合体的流程基本相等的系统，即各环路管路总长度基本相等的系统。异程式 热媒沿各组合体的流程不相等的系统。注意：只有一个基本组合体的系统没用同程、异程之分。,2023/8/8,58,3、3 热水采暖系统的分类与特点,同程式系统,异程式系统,2023/
25、8/8,59,3、3 热水采暖系统的分类与特点,同程式系统的特点：各环路易于平衡，水利失调较轻；有时可能管道耗材较多，取决于系统的具体条件及布管技巧；最不利环路不明确(水利阻力最大的立管为最不利环路)；水利不平衡时不易调整；系统水力设计时须绘制压力平衡图；作用半径大的系统宜采用同程式。,2023/8/8,60,3、3 热水采暖系统的分类与特点,异程式系统的特点：可节省管材，投资较少；流动阻力不易平衡，离热力入口近处立管的流量大于设计流量，离热力入口远处立管流量小于设计流量；在设计上采用措施(如：减少干管阻力、增大立支管阻力、在立支管上采用性能好的调节阀)解决远近环路不平衡问题；水力不平衡时不易调整。,2023/8/8,61,谢谢大家!,
