暖通设备与设计方法-2014勘察设计注册暖通空调考点及训练

1.散热器采暖

（1）散热器的分类

1）按照制造材质的不同，分为铸铁、钢制和其他材质的散热器。

2）按结构形式的不同，分为柱型、翼型、管型和板型散热器。

（2）散热器的计算。散热器的计算是指确定供暖房间所需散热器的面积和片数。

1）散热器的面积F可按式（1-2-1）计算

式中，F为散热器的散热面积（m²）；Q为散热器的散热量（W）；K为散热器的传热系数[W/（m²·℃）]；t_p为散热器内热媒平均温度（℃）；t_n为采暖设计温度（℃）；β₁为散热器组装片数修正系数；β₂为连接方式修正系数，所有散热器的传热系数都是在散热器支管与散热器同侧连接、上进下出的试验状况下整理得出的，上进下出的连接形式最有利，下进下出的连接形式次之，而下进上出的连接形式最不利；β₃为安装形式修正系数，散热器的传热系数都是在敞开的情况下整理的，当安装在壁内或加装遮挡罩板等时，β₃会增大。K的取值有以下要求：①不带肋片的散热器，水流量对传热系数K的影响较小，可不予修正；带肋片的散热器（如钢串片散热器），其K值与通过散热器的水流量关系较大，一般应予考虑。②散热器表面采用涂料不同，对K值也有影响。银料（铝粉）的辐射系数低于调和漆，散热器表面涂调和漆时，散热器的传热系数比涂银粉漆时约高10%。③在相同的计算热媒平均温度t_p下，蒸汽散热器的传热系数K的值要高于热水散热器传热系数K的值。

t_p应根据热媒种类（热水或蒸汽）和系统形式确定：①热水供暖系统：t_p=（t_j+t_c）/2，其中，t_j为散热器的进水温度；t_c为散热器的出口温度。②蒸汽供暖系统：当蒸汽压力p≤30kPa（表压）时，t_p取100℃；当蒸汽压力p>30kPa（表压）时，t_p取与散热器进口蒸汽压力相对应的饱和蒸汽温度。

β₁的取值要求：柱型散热器是以10片作为试验组合标准的，当每组散热器片数小于6片时，取β₁=0.95；当每组为11～20片时，取β₁=1.05；当每组超过20片时，取β₁=1.10。

2）散热器的片数n可按式（1-2-2）计算

式中，n为散热器的片数（片）；f为每片散热器的面积（m²/片）。柱型散热器面积可比计算值小0.1m²，翼型或其他散热器的散热面积可比计算值小5%。散热器数量的计算尾数，宜按下列原则处理：①双管系统：当尾数散热量不超过所需散热量的5%时可舍去，大于或等于5%时应进位。②单管系统：上游（1/3）、中间（1/3）及下游（1/3）散热量数量计算尾数散热量分别不超过所需散热量的7.5%、5%及2.5%时可舍去，反之应进位。

3）不保温采暖干管散入房间的热量应予以计算，其可折减散热量宜按式（1-2-3）计算

Q_g=fK_glΔtη （1-2-3）

式中，Q_g为供暖管道的散热量（W）；f为每米长管道的表面积（m²）；K_g为管道的传热系数[W/（m²·℃）]；Δt为管道内热媒温度与室内计算温度的差值（℃）；η为管道敷设位置修正系数，顶棚下水平管道η=0.5，地面上水平管道η=1.0，立管道η=0.75，散热器支管η=1.0。

2.辐射采暖

（1）低温辐射采暖。低温辐射采暖一般是指辐射板表面温度低于80℃的辐射采暖形式。低温辐射采暖，按其构造不同分为埋管式、风道式和组合式；按其布置位置不同分为地面式、墙面式、顶面式和楼面式。埋管式地面辐射采暖以其温度梯度小、室内温度均匀、脚感温度高、易于敷设和施工等特点而被广泛采用。

（2）中温辐射采暖。中温辐射采暖的辐射板表面平均温度为80～200℃，主要用于工业厂房，用在高大的工业厂房中的效果更好。常用钢制辐射板的形式有块状辐射板和带状辐射板。

（3）辐射板的设计和安装。辐射板是辐射供热中常用的散热设备，在中温辐射供热中常用钢制辐射板，可分为块状辐射板和带状辐射板两种形式。钢制辐射板的特点是采用薄钢板、小管径和小间距。

1）辐射板所需数目按式（1-2-4）计算

式中，n为所需辐射板的数目（块）；Q_f为辐射板的采暖热负荷（W）；q为单块辐射板的集散热量（W/块）。

2）注意事项：

①钢管与加热排管应紧密接触，如果板面与排管接触不良，管内的热量就不能很好地传递给板面，整个辐射板的散热量就会大大降低。

②管子直径和间距要选配合适。

③辐射板的辐射表面宜刷无光油漆，以提高其表面黑度，从而提高辐射板的散热量。

④水平安装的辐射板应在四周折边，减少板面向前方的对流散热量。

⑤单面辐射板应增加背面的保温层热阻，降低辐射板背面的平均温度，使背面散热量不超过总散热量的10%。

⑥热水做热媒时，热水温度不宜高于130℃，不应低于110℃。蒸汽做热媒时，蒸汽压力不应低于200kPa。

3）辐射板的安装：辐射板有三种安装方式，即水平安装，热量向下辐射；倾斜安装，热量倾斜的向下辐射，必须选一个合适的角度，使辐射板的中心线穿过工作区；垂直安装，单面板可垂直安装在墙上，双面板可垂直安装在柱间向两面散热。辐射板不宜安装过高，辐射板的最低安装高度可按表1-2-1采用。

表1-2-1 金属辐射板的最低安装高度（单位：m）

3.热风采暖

热风采暖是比较经济的采暖方式之一，具有热惰性小、升温快、设备简单、投资省等优点。热风采暖包括集中送风、管道送风、悬挂式和落地式暖风机等形式。

（1）热风采暖的适用范围。根据《采暖通风与空气调节设计规范》（GB 50019—2003）规定，符合下列条件之一时，应采用热风采暖：

1）能与机械送风系统合并时。

2）利用循环空气采暖，技术经济合理时。

3）由于防火、防爆和卫生要求，必须采用全新风的热风采暖时。

另外，在采暖热负荷较大，但无法布置大量散热器的高大建筑及仅设有防冻值班采暖散热器，但又需要间歇正常采暖的房间也宜采用热风采暖。

属于下列情况之一的，不得采用空气再循环的热风采暖：

①空气中含有病原体（如毛类、破烂布等分选车间）、极难闻气味的物质（如熬胶等）及有害物质浓度可能突然增高的车间。

②生产过程中散发的可燃气体、蒸汽、粉尘与采暖管道或加热器表面接触能引起燃烧的车间。

③生产过程中散发的粉尘受到水、水蒸气的作用能引起自燃、爆炸，以及受到水、水蒸气作用能产生爆炸性气体的车间。

④产生粉尘和有害气体的车间，如落砂、浇注、砂处理工部、喷漆工部及电镀车间等。(www.zuozong.com)

热风采暖的热媒宜采用不低于90℃的热水或0.1～0.3MPa的蒸汽，当采用燃气、燃油加热或电加热时，应符合国家现行有关规范要求。

热风采暖的房间宜结合设置散热器值班采暖。当不设置散热器值班采暖系统时，宜设置两套热风采暖系统，其中一套系统负担值班采暖热负荷。

（2）暖风机的特点及分类。暖风机是由通风机、电动机和空气加热器组成的联合机组，它吸入空气，经空气加热器加热后送入室内，以维持室内所需的温度。

暖风机分为轴流式（小型）和离心式（大型）两种。轴流式暖风机结构简单，体积小，出风射程近，风速低，送风量较小，一般悬挂或支设在墙上或柱子上，可用来加热室内循环空气。离心式风机可用于集中输送大流量的热空气。它的气流射程长，风速高，作用压力大，送风量大且散热量大，除了可用来加热室内再循环空气之外，还可用来加热一部分室外的新鲜空气，这类大型暖风机是由地脚螺栓固定在地面的基础上的。

（3）暖风机的设计计算。暖风机的台数按式（1-2-5）计算

式中，Q为建筑物的热负荷（W）；Q_d为每台暖风机的实际散热量（W）；η为有效散热系数，热媒为水时_η=0.8，热媒为蒸汽时η=0.7～0.8。

一般产品样本中给出的是暖风机进口空气温度为15℃的散热量，如果进口温度不是15℃，就需要对暖风机的散热量进行修正，修正公式为

式中，Q₀为产品样本给出的进口空气温度为15℃时暖风机的散热量（W）；t_pj为热媒平均温度（℃）；t_nf为设计条件下的进风温度（℃）。

（4）暖风机的布置

1）轴流式暖风机按下列原则布置：

①应使车间温度场分布均匀，保持一定的断面速度，车间内空气循环次数不应少于1.5次/h。

②应使暖风机射程互相衔接，使供暖空间形成一个总的空气环流。

③不应将暖风机布置在外墙上垂直向室内送风，以免加剧外窗的冷风渗透量。

④暖风机底部的安装高度，当出风口风速v₀≤5m/s时，取2.5～3.5m：当出风口风速v₀>5m/s时，取4～4.5m。

⑤暖风机送风温度为35～50℃。

2）离心式暖风机按下列原则布置：

①沿房间长度方向布置。出风口距侧墙不宜小于4m，气流射程不应小于房间供暖区的长度，在射程区域内不应有构筑物和高大设备。

②暖风机不应布置在房间大门附近。

③出风口距地面的高度，当房间下弦高度小于等于8m时，取3.5～6.0m；当房间下弦高度大于8m时，取5.0～7.0m。吸风口距地面不应小于0.3m，且不应大于1m。

④集中送风的气流不能直接吹向工作区，应使房间生活地带或作业地带处于集中送风的回流区，送风温度一般采用30～50℃，不得高于70℃。

⑤生活地带或作业地带的风速一般不大于0.3m/s，出风口的出口风速一般可采用5～15m/s。

4.热空气幕

（1）概念和设计要求

空气幕是由空气处理设备、通风机、风管系统及空气分布器组合而成的一种产品。热空气幕是利用条形空气分布器喷出一定速度和温度的幕状气流，借以封闭建筑物的大门、门厅、通道、门洞、柜台等安装的特殊通风系统和设备，其作用是减少或隔绝外界气流的侵入，以维持室内或工作区域的封闭环境条件，具有隔热、隔冷减少系统冷（热）能耗的作用。

热空气幕应符合下列设计要求：

1）热空气幕的送风方式，对于公共建筑，宜采用由上向下送风；对于工业建筑，当外门宽度小于3m时，宜采用单侧送风；当大门宽度为3～18m时，应经过技术经济比较，采用单侧送风、双侧送风或由上向下送风；当大门宽度超过18m时，应采用由上向下送风，也可采用由下向上送风。

2）热空气幕的送风温度，应根据计算确定。对于公共建筑和工业建筑的外门，不宜高于50℃，对高大的外门，不宜高于70℃。

3）热空气幕的出口风速，应通过计算确定。对于公共建筑的外门，不宜大于6m/s；对于工业建筑的外门，不宜大于8m/s；对于高大的外门，不宜大于25m/s。

4）热空气幕采用电加热时，使用环境温度为-10～40℃，相对湿度小于90%，有下列情况之一时，不能使用电加热空气幕：有腐蚀性气体；易燃易爆场所；灰尘较大；蒸汽弥漫结露；有可能产生破坏电气绝缘的气体或灰尘。

5）热空气幕的热源为热水时，供水温度不宜低于85℃；热源为蒸汽时，供汽压力不宜低于0.2MPa。

（2）热空气幕的送风形式

热空气幕的送风形式常用的有上送式、侧送式和下送式三种送风形式。近年来，已有贯流式空气幕（非加热或加热空气幕）和整体装配式空气幕（热空气幕）的定型系列产品。定型产品使设计简化，安装使用方便，现选择几种简单介绍。

1）贯流式空气幕。该系列产品由单相电动机驱动，形成分布均匀的幕状气流，其使用特点有以下几方面：

①风速适当、风量分布均匀，有效阻隔冷热气流，阻挡苍蝇、蚊子和灰尘的进入。

②体积小，结构简单，安装使用方便。

③适用于民用建筑场所。

贯流式热空气幕有电热型、热水型和蒸汽型三种，长度有900mm、1000mm、1200mm和1500mm四种规格，分别对应的风量是1800m³/h、2000m³/h、2400m³/h和2800m³/h。热水型要求进水温度大于60℃；蒸汽型要求蒸汽压力大于0.1MPa。

2）离心式热空气幕。离心式热空气幕有电热型、热水型和蒸汽型，按其出风口分为立式和卧式两种，均由空气加热器、低噪声离心式通风机、导向节流罩等主要部件组成，风机电机1型为单相电容电动机；2型为三相交流电动机，其使用特点有以下几方面：

①传热效率高，节约热能，耗电量小。

②空气射流稳定，封挡效果好。

③能提供异型出风口的非标产品（如旋转门使用的弧形热空气幕）。

④安装简便。