《供熱工程》實用教案

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1、緒 論一、 供熱工程(gngchng)的發(fā)展概況1.火的發(fā)明 2.蒸汽機 3.發(fā)電廠 4.地?zé)崮?5.原子能 二、我國供熱事業(yè)的發(fā)展第1頁/共57頁第一頁，共58頁。三、供熱工程的主要內(nèi)容與任務(wù)1供熱工程分為供暖學(xué)和供熱學(xué)（1）供暖學(xué)：供暖就是用人工(rngng)的方法向室內(nèi)供給熱量，保持一定的室內(nèi)溫度，以創(chuàng)造適宜的生活或工作環(huán)境。（2）供熱學(xué)：主要是研究把熱能從熱源向一個城鎮(zhèn)或較大區(qū)域供應(yīng)熱能的管道設(shè)計等工程技術(shù)。 2供暖系統(tǒng) 供暖系統(tǒng)分為局部供暖系統(tǒng)和集中供暖系統(tǒng)。（1）局部供暖系統(tǒng)： （2）集中供暖系統(tǒng)： 第2頁/共57頁第二頁，共58頁。 第3頁/共57頁第三頁，共58頁。3.供熱工程

2、的目的3.1目的 利用熱媒將熱能(rnng)從熱源輸送到各熱用戶 第4頁/共57頁第四頁，共58頁。第5頁/共57頁第五頁，共58頁。3.2組成(z chn) 室外供熱網(wǎng)路+室內(nèi)供暖系統(tǒng) 3.3供暖與采暖供暖： 采暖： 4集中供熱系統(tǒng)集中供熱系統(tǒng)由熱源、熱網(wǎng)、熱用戶三大部分組成(z chn)。第6頁/共57頁第六頁，共58頁。(a)(b)(c)(d)(e)1256791011834補水供水管回水管（1）區(qū)域(qy)鍋爐房集中供熱系統(tǒng)：第7頁/共57頁第七頁，共58頁。（2）熱電廠集中供熱系統(tǒng)(xtng)： 第8頁/共57頁第八頁，共58頁。四、本課程的業(yè)務(wù)范圍1民用及工業(yè)建筑采暖通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)

3、2廠區(qū)與城市(chngsh)集中供熱3中小型鍋爐房工藝部置第9頁/共57頁第九頁，共58頁。五、本課程章節(jié)安排的主要(zhyo)內(nèi)容第一篇： 供暖工程第14章： 熱水供暖系統(tǒng)第5章： 蒸汽供暖系統(tǒng)第二篇： 集中供熱第67章： 集中供熱的熱負荷及系統(tǒng)形式第810章： 熱水供熱系統(tǒng)第11章： 蒸汽供熱系統(tǒng)第1214： 供熱管網(wǎng)設(shè)計第15章： 集中供熱系統(tǒng)的熱源第10頁/共57頁第十頁，共58頁。六、本課程的特點（在我國主要用于三北地區(qū)：東北；華北；西北）特點可用三個字來形容：“簡”；“煩”；“亂”簡：簡單，指原理及推演出來的計算公式簡單煩：煩雜，指內(nèi)容(nirng)繁多，問題比較瑣碎亂：混亂，指內(nèi)

4、容(nirng)易混，知識點較多，問題也多七、參考文獻1實用供熱通風(fēng)設(shè)計手冊（上下冊）2城市供熱手冊3采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范，2003年11月，2004年1月發(fā)行4供熱通風(fēng)與空調(diào)制冷技術(shù)措施5采暖通風(fēng)設(shè)計選用手冊國標圖集6采暖與衛(wèi)生工程施工及驗收規(guī)范第11頁/共57頁第十一頁，共58頁。思考題：1、供熱工程主要研究的內(nèi)容有哪些？2、供熱工程如何分類？3、我國城市(chngsh)供熱工程的發(fā)展歷程如何？4、如何學(xué)好供熱工程這門課程？第12頁/共57頁第十二頁，共58頁。第一篇 供暖(n nun)工程Chp1.供暖系統(tǒng)的設(shè)計熱負荷1.1 供暖系統(tǒng)設(shè)計熱負荷一基本概念1供暖房間熱平衡（1）定義：

5、就是得到的熱量等于供暖房間失去(shq)的熱量，可簡單地寫成：得熱量=失熱量（2）得熱與失熱的途徑分析第13頁/共57頁第十三頁，共58頁。失熱途徑(tjng)：圍護結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量，記作門窗縫隙的冷風(fēng)滲透耗熱量，記作門窗打開時的冷風(fēng)侵入耗熱量，記作其它失熱，如：水份蒸發(fā)；冷物體(wt)進入房間以及通風(fēng)系統(tǒng)把室內(nèi)空氣排到室外所帶走的熱量，記作 得熱途徑：太陽輻射得熱，記作 房間內(nèi)機器發(fā)熱，記作 人體散熱，記作 1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q第14頁/共57頁第十四頁，共58頁。其它途徑，記作失熱量 得熱量2供暖系統(tǒng)熱負荷(fh)定義：指在某一室外溫度（ ）下，為了保持室內(nèi)要求的溫度（ ），保持房

6、間熱平衡，供暖系統(tǒng)單位時間向房間供給的熱量。3供暖系統(tǒng)設(shè)計熱負荷(fh)定義：指在某一室外溫度（ ）下，為了保持室內(nèi)要求的溫度（ ），保持房間熱平衡，供暖系統(tǒng)單位時間向房間供給的熱量。 8Q1234QQQQ5678QQQQwtntntwt第15頁/共57頁第十五頁，共58頁。4設(shè)計熱負荷計算公式二注意事項1只有經(jīng)常性的得熱量才計算；2間歇開的得熱量應(yīng)按它的工作小時的平均值進行計算；3人體散熱只有在一些(yxi)特殊場合才進行計算。 12345678()()QQQQQQQQQ第16頁/共57頁第十六頁，共58頁。三供暖系統(tǒng)設(shè)計熱負荷的確定1工業(yè)建筑2民用建筑(mn yn jin zh)或者簡寫為

7、：12345678() ()QQQQQQQQQ1235()QQQQQ123QQQQ第17頁/共57頁第十七頁，共58頁。1.2 圍護結(jié)構(gòu)的傳熱(chun r)耗熱量 1通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱(chun r)2通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱(chun r)實情分析3.圍護結(jié)構(gòu)傳熱(chun r)的理論模型 假定為穩(wěn)態(tài)傳熱(chun r)模型 1.3.2.ndnfwfwdaaaa 內(nèi)表面吸熱外表面放熱墻體導(dǎo)熱對流輻射輻射對流導(dǎo)熱系數(shù)對流換熱系數(shù)輻射換熱系數(shù)第18頁/共57頁第十八頁，共58頁。第19頁/共57頁第十九頁，共58頁。4.圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量二圍護結(jié)構(gòu)的基本傳熱耗熱量 1.定義：3個假設(shè)條件(tioji

8、n)下的 ，即在計算時間內(nèi)，室內(nèi)氣溫、室外氣溫、以及其它傳熱過程參數(shù)都不隨時間而變化。2.計算公式3.某一層房間的圍護結(jié)構(gòu)基本傳熱耗熱量 1Q1Q1.().jnwQKF tta1.()jnwQK F tta第20頁/共57頁第二十頁，共58頁。4.注意事項朝向以及圍護結(jié)構(gòu)材料不同，溫差修正系數(shù)有不同的劃分；當 5時， 可不計，當傳熱量大于該房間熱負荷的10時，尚應(yīng)計算其傳熱量。（2004年新規(guī)范）三公式(gngsh)各項討論1.室內(nèi)計算溫度（1）定義：指室內(nèi)距地面2米以內(nèi)人們活動地區(qū)的平均空氣溫度（2）選取標準民族習(xí)慣不同，選取標準不同； 1.jQnt()nwtt第21頁/共57頁第二十一頁，

9、共58頁。生活水平高低不同，生活水平高， 取值較高； 作業(yè)情況不同，選取標準(biozhn)不同，特別對于工業(yè)建筑：（3） 的確定（2004.1新規(guī)范，在1624）nt1821161814161214cccc輕 作 業(yè)中 作 業(yè)重 作 業(yè)過 重 作 業(yè)nt第22頁/共57頁第二十二頁，共58頁。民用(mnyng)及工業(yè)輔助建筑的冬季室溫要求 :序號房間名稱室溫（） 序號房間名稱室溫（）1臥室和起居室16186存衣室162廁所、盥洗室127哺乳室203食堂148淋浴室254辦公室、休息室16189淋浴室的換衣室235技術(shù)資料室1610女工衛(wèi)生室23第23頁/共57頁第二十三頁，共58頁。2.供暖

10、室外計算溫度 （1）定義：在冬季為確定在規(guī)定的室內(nèi)計算溫度 條件下的圍護結(jié)構(gòu)傳熱(chun r)耗熱量而依據(jù)的室外溫度，叫供暖室外計算溫度 。（2）選取標準 有兩種確定方法：根據(jù)圍護結(jié)構(gòu)的熱惰性原理來確定；根據(jù)不保證天數(shù)的原則來確定。（3） 的確定 3.溫差修正系數(shù) (見P407附錄12) ntwtwtaattKFQwnj)(. 1第24頁/共57頁第二十四頁，共58頁。（1）地面?zhèn)鳠?chun r)系數(shù)機理：地面各區(qū)域傳熱(chun r)熱阻不同：第25頁/共57頁第二十五頁，共58頁。1-1第26頁/共57頁第二十六頁，共58頁。地 帶R0K0m2/WW/ （m2）第一地帶2.150.47

11、第二地帶4.300.23第三地帶8.600.12第四地帶14.20.07非保溫(bown)地面的傳熱系數(shù)和換熱阻第27頁/共57頁第二十七頁，共58頁。第28頁/共57頁第二十八頁，共58頁。說明 ：不是所有房間的地面都有4個地帶(ddi)，有的沒有第4地帶(ddi) ，有的卻全都是第4個地帶(ddi) 。墻角小方塊的傳熱量應(yīng)計算兩次； 帶保溫層的保溫地面，在計算地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)K時，應(yīng)把保溫層算上 。傳熱系數(shù)K： niiiKK011第29頁/共57頁第二十九頁，共58頁。（2）一維導(dǎo)熱(dor)圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)常用圍護結(jié)構(gòu)的 值多層勻質(zhì)材料的 值計算KK31111wiinaaKfndnnaaa

12、.fwdwwaaa.第30頁/共57頁第三十頁，共58頁。（3）低限熱阻和經(jīng)濟熱阻低限熱阻（最小傳熱阻）定義：供暖(n nun)房間內(nèi)不透明的圍護結(jié)構(gòu)，使內(nèi)部不結(jié)露和達到衛(wèi)生標準的最低熱阻，用 來表示，其計算公式用下式來表達： 按教材P409附錄1-6選取。 min. 0R.0.min.nwenwennnnyttttRaRaRttnnyttyt第31頁/共57頁第三十一頁，共58頁。 的確定方法由教材中的表格來確定，其值是根據(jù)(gnj)圍護結(jié)構(gòu)熱惰性指標D的取值范圍不同而取不同的計算標準，其值按下式計算：熱惰性指標D 圍護結(jié)構(gòu)各層材料的蓄熱系數(shù)， ； 圍護結(jié)構(gòu)各層材料的傳熱熱阻， 。iniiS

13、RD.1ewt.iSiR20/ .W m cWcm/.02第32頁/共57頁第三十二頁，共58頁。經(jīng)濟熱阻定義：在一個規(guī)定(gudng)的年限內(nèi)，使建筑物的建造費用和經(jīng)營費用之和最小的維護結(jié)構(gòu)傳熱阻稱為圍護結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟傳熱阻。解釋：使用保溫材料，導(dǎo)熱系數(shù) 減小時，建造費用就會上升，而運行費用就會降低，但在一定的使用年限內(nèi)有一個最小的費用。第33頁/共57頁第三十三頁，共58頁。例13（P28）校核圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻是否滿足最小傳熱阻的要求首先(shuxin)要判斷維護結(jié)構(gòu)屬于哪種類型 類維護結(jié)構(gòu)：最小傳熱阻計算公式：最后得到： 滿足要求 min.4 . 06 . 0pwewttt.0.min.nwe

14、nwennnnyttttRaRaRttWCmR/575. 02min. 00Rmin.0R第34頁/共57頁第三十四頁，共58頁。四圍護結(jié)構(gòu)修正(xizhng)耗熱量1.朝向修正(xizhng)（ ）chX第35頁/共57頁第三十五頁，共58頁。修正結(jié)果： 說明: 選用朝向修正率，要考慮當?shù)?dngd)冬季日照率以及建筑物使用情況和被遮擋情況；冬季日照率小于35的地區(qū)，東南，西南和南向修正率宜采用-100，東、西可不進行修正。2風(fēng)力修正（ ）修正后結(jié)果： )1 (. 1chjXQfX)1.(. 1fchjXXQ第36頁/共57頁第三十六頁，共58頁。修正說明：1、垂直圍護結(jié)構(gòu)， 取510；2、

15、風(fēng)力(fngl) 時，可不考慮附加；3、建在高地，海岸，河邊及曠野上，風(fēng)力(fngl) 時，才考慮垂直外圍護結(jié)構(gòu)的附加耗熱量。 fXsm/4sm/4第37頁/共57頁第三十七頁，共58頁。3.高度(god)修正率 （ ） 對于房間高度(god)時， ，不需進行修正，但當 ，每增加1米，則增加2，但總量不超過15?？偟膰o結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量 ： 由下式求得：gXmh4mh4)1 ()1 (. 11fchjgXXQXQ. 1 jQ)(. 1wnjttaKFQ第38頁/共57頁第三十八頁，共58頁。1.3 冷風(fēng)滲透耗熱量一定義: 在風(fēng)力和熱壓造成(zo chn)的室內(nèi)外壓差作用下，室外的冷空氣通過門窗縫

16、隙滲入室內(nèi)，被加熱后又從門窗縫隙逸出，把這部分冷空氣從室外溫度加熱到室內(nèi)溫度所消耗的熱量稱為冷風(fēng)滲透耗熱量，我們用字母 表示。熱壓： 2Q第39頁/共57頁第三十九頁，共58頁。二計算方法3種方法：縫隙(fngx)法；換氣次數(shù)法; 百分數(shù)法 1.縫隙(fngx)法： 通過計算不同朝向的門窗縫隙(fngx)的長度以及從每米長縫隙(fngx)滲入的冷空氣量來確定其耗熱量。 每米長縫隙(fngx)滲入空氣量，可用字母L來表示風(fēng)量，單位是滲入風(fēng)量：朝向修正系數(shù): ，由教材P409附錄1-5查取hmm./3nnlLV.第40頁/共57頁第四十頁，共58頁。門窗類型冬 季 室 外 平 均 風(fēng) 速 （m/s

17、）123456單層木窗1.02.03.14.35.56.7雙層木窗0.71.42.23.03.94.7單層鋼窗0.61.52.63.95.26.7雙層鋼窗0.41.11.82.73.64.7推拉鋁窗0.20.51.01.62.32.9平開鋁窗0.00.10.30.40.60.8每米門、窗縫隙(fngx)滲入的空氣量m3/(mh) 0L注： 1.每米外門縫隙滲入的空氣量，為表中同類型(lixng)外窗的兩倍。2.當有密封條時，表中數(shù)據(jù)可乘以0.50.6的系數(shù)。第41頁/共57頁第四十一頁，共58頁。 就可用表達式:來計算。注： 室外(sh wi)計算溫度下的空氣密度，（ ） 冷空氣定壓比熱，（

18、）2Q)(278. 02wnpwttcVQw3/mkgpcckgkj ./第42頁/共57頁第四十二頁，共58頁。說明：0.278是單位換算系數(shù) ：其值是由1000/36000.278 而來。也就是(jish)由 而來。2換氣次數(shù)法計算公式 ：式中： 房間的內(nèi)部體積，（ ）； 房間的換氣次數(shù)，（ ）；)(278. 02wnwpnkttCVnQnVkn3mh/次VLn)(換氣次數(shù)WhKJ278. 0/1第43頁/共57頁第四十三頁，共58頁。房間類型一面有外窗房間二面有外窗房間三面有外窗房間門 廳n0.50.51.01.01.52換氣(hun q)次數(shù)（次/h）第44頁/共57頁第四十四頁，共5

19、8頁。3.百分數(shù)法 就是假定(jidng)冷風(fēng)滲透耗熱量隨建筑物的高度及玻璃窗層數(shù)的不同而不同，其值可由圍護結(jié)構(gòu)總耗熱量的百分數(shù)來確定其值的大小。查教材中表格確定。改善措施：增加門窗的氣密性。第45頁/共57頁第四十五頁，共58頁。14 冷風(fēng)侵入耗熱量一定義： 由于冷空氣由開啟的外門侵入室內(nèi)，而把這部分冷空氣加熱(ji r)到室內(nèi)溫度所消耗的熱量就稱為冷風(fēng)侵入耗熱量。二計算方法： 為侵入房間的冷空氣量。 工程計算方法：采用占外門基本耗熱量的百分數(shù)，即： 是考慮冷風(fēng)侵入的外門附加率，按教材P21中表格19查取。改善措施：設(shè)門廊（兩道門） 設(shè)大門空氣幕)(278. 03wnwpwttCVQwV.

20、13mjNQQN第46頁/共57頁第四十六頁，共58頁。15 熱負荷計算(j sun)例題例11101房間供暖設(shè)計熱負荷的計算(j sun)供暖系統(tǒng)的設(shè)計熱負荷由公式：來確定。32. 1. 1QQQQQxj第47頁/共57頁第四十七頁，共58頁。為維護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量，記作 1 的計算(j sun)計算(j sun)公式： 2 的計算(j sun)公式： 3 的計算(j sun)4 的計算(j sun)即：1Q)1)()1 (1fchwngXXttaKFXQ2Q)(278. 02wnpwttCVQ3QmjNQQ. 13Q321QQQ第48頁/共57頁第四十八頁，共58頁。16 高層建筑供暖設(shè)計熱

21、負荷計算方法簡介 一熱壓作用：理論壓力計算公式 ： 熱壓差為正值(zhn zh)時，室外壓力大于室內(nèi)壓力，冷風(fēng)滲入室內(nèi) ；負值時，則相反。ghhPnwzr)(第49頁/共57頁第四十九頁，共58頁。第50頁/共57頁第五十頁，共58頁。有效熱壓差 ：系數(shù) ，簡稱為熱壓差系數(shù)。二風(fēng)壓作用：風(fēng)速與建筑(jinzh)高度變化關(guān)系式： 當 時，理論風(fēng)壓 ： 有效風(fēng)壓 ：縫隙滲透空氣量計算公式：ghhCPCPnwzrrrr)(rCahhhVV)(00mh10002 . 002 . 0631. 0)10(VhVhVh22VPffffPCP bPaL第51頁/共57頁第五十一頁，共58頁。把計算式 代入公式

22、 中可得：令： 可進一步簡化為： 三風(fēng)壓與熱壓共同作用：1.在實際情況下，冷風(fēng)滲透量都是風(fēng)壓與熱壓共同作用的結(jié)果。理論計算假設(shè)條件： 有效作用熱壓差 只與 、 以及在 條件下所形成的密度差（ ）和熱壓差系數(shù) 值的大小有關(guān)，與朝向(cho xin)無關(guān)。fPbPaLbbwfhhVCaL)4.0()2(4.020bwfVCaL)2(20bhhC)4 . 0(4 . 0LCLhhrPhnwtnwrC第52頁/共57頁第五十二頁，共58頁。不同朝向的門窗由于風(fēng)壓作用所產(chǎn)生的冷風(fēng)滲透量不等的，需考慮朝向修正系數(shù)(xsh)。標高為 時，主導(dǎo)風(fēng)向上（n1）單位縫長的滲透空氣量為： 則其它風(fēng)向：（ 1） 若總

23、滲透風(fēng)量為 ，則附加滲透風(fēng)量 ： （熱壓）風(fēng)壓與熱壓共同作用產(chǎn)生的滲透風(fēng)量 ：由 可得： hLhnL0LhrLLL00L)1(00hhrhLLnLLnLLbPaLbfrbfbrfhPPPaPPaLL)1 ()(0nh第53頁/共57頁第五十三頁，共58頁。有效熱壓差與有效風(fēng)壓差之比 ：把式 和 代入式得到(d do)：設(shè)得到(d do)：最后：frPPCLCLhhbhCLL)1 (0)1(00hhLLnLL 1)1 (0bhCnLCL 1)1 (bhCnCmmLL0mttLlCQwwnp)(278. 02第54頁/共57頁第五十四頁，共58頁。2. 值理論計算方法在公式(gngsh)由 和 得

24、到：C2/)(2hwfnwzrfrVCghhCPPC0273273tt02 .0631.0VhVh204 .0273.)(50nwnfzrtttVhChhCC第55頁/共57頁第五十五頁，共58頁。3.計算中應(yīng)注意得問題 如果得出C -1時，即1+ C 0,說明計算層數(shù)處于主導(dǎo)風(fēng)向朝向的門窗無冷風(fēng)(lngfng)滲入，也即同一樓層所有朝向門窗冷風(fēng)(lngfng)滲透量為零；如果得出C-1，即1+C0，根據(jù) 計算出m0時，則表示給定朝向的門窗已無冷空氣侵入，此時處于該朝向的門窗冷空氣滲透量取為零值。如果計算出m0時，該朝向的門窗冷空氣滲透耗熱量可由下式計算確定： 1)1 (bhCnCmmttLlCQwwnp)(278. 02第56頁/共57頁第五十六頁，共58頁。謝謝您的觀看(gunkn)！第57頁/共57頁第五十七頁，共58頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)緒 論。（2）供熱學(xué)：主要是研究把熱能從熱源向一個城鎮(zhèn)或較大區(qū)域(qy)供應(yīng)熱能的管道設(shè)計等工程技術(shù)。集中供熱系統(tǒng)由熱源、熱網(wǎng)、熱用戶三大部分組成。簡：簡單，指原理及推演出來的計算公式簡單。得熱量=失熱量。圍護結(jié)構(gòu)各層材料的。圍護結(jié)構(gòu)各層材料的傳熱熱阻，。選用朝向修正率，要考慮當?shù)囟救照章室约敖ㄖ锸褂们闆r和被遮擋情況。改善措施：設(shè)門廊（兩道門） 設(shè)大門空氣幕。有效熱壓差與有效風(fēng)壓差之比 ：第五十八頁，共58頁。