1、 第五章 建筑供暖5-1 对室内供暖常用方式进行分类，并分析各自的特点。【答】 集中供暖与分散供暖：集中供暖方式是由单独设置的热源集中配置热媒，通过管道向各个房间或各个建筑物供给热量。而分散供暖方式是将热源、热媒输配和散热设备构成独立系统或装置，向单个房间或局部区域就地供暖。 全面供暖与局部供暖：全面供暖是使整个供暖房间维持一定温度要求；局部供暖使室内局部区域或局部工作地点保持一定温度。 连续供暖与间歇供暖：连续供暖使得全天使用的建筑物的室内温度全天均达到设计温度；而间歇供暖仅使非全天使用的建筑物在使用时间内的室内平均温度达到设计温度，而在其他时间自然降温。 值班供暖：在非工作时间或中断使用的
2、时间内，使建筑物保持最低室温要求的供暖方式。5-2 供暖系统有哪些形式？并对其进行比较。【答】见表 5-1表 5-1 供暖系统对比表分类方式系统形式 特点热水供暖系统高温水供暖（水温10 0）和低温水供暖（水温 100） 。热能利用率高、节省燃料、热稳定性好、供暖半径大、卫生、安全。相同的供热量下所需供热设备较多，管道系统的管径较大，造价高，且热媒流量大，输送热媒消耗电能多。民用建筑和公共建筑的主要采暖形式。蒸汽供暖系统应用范围广、热媒温度高、所需散热面积小。缺点：由于散热器表面温度高，容易使其表面有机灰尘烤焦产生异味，卫生条件较差，且易烫伤，影响安全使用。可用于供热以工艺用蒸汽为主的厂区。热
3、媒种类热风供暖系统升温快、设备简单、投资较少。缺点：风机设备和气流噪声较大，通常用于耗热量大、所需供热面积较大、定时使用的大型公共建筑或有特殊要求的工业厂房中。对流供暖 利用对流换热器或以对流换热为主向房间散发热量。散热方式辐射供暖 利用受热面积释放的热射线，将热量直接投射到室内物体和人体表面。5-3 对散热器进行经济技术评价主要考虑哪些指标或参数？列表对比分析铸铁和钢制散热器的性能。【答】 散热器性能评价指标是多方面的，主要有： 热工性能：主要指传热系数，传热系数越高，其热工性能越好。 经济指标：主要考虑有单位散热量的成本越低，安装费用越低，使用寿命越长，其经济性越好；同样材质的金属热强度越
4、高，其经济性越好。 安装使用和工艺方面的指标：机械强度和承压能力；尺寸应较小，占地少；安装和使用过程不易破损；制造工艺简单，适于批量生产。 卫生和美观方面的评价指标：表面应光滑，易于清除灰尘；外形应美观，与房间装饰协调。铸铁散热器与钢铁散热器性能比较见表 4.2表 5.2 铸铁散热器与钢铁散热器性能比较表评价指标散热器热工性能 经济指标安装使用和工艺方面的指标卫生和美观方面的评价指标铸铁散热器热稳定性好，水容量大；铸铁柱型散热器传热系数较大，单片散热量小防腐性能好，使用寿命长，价格便宜金属热强度低结构简单；金属耗量大，笨重；有些产品档次不高，生产工艺简陋，造成环境污染严重。铸铁柱型散热器外形美
5、观，积灰较易清除；铸铁翼型散热器外形不美观，肋间较易积灰不易清除。钢制散热器有些类型散热器水容量较少，热稳定性差容易腐蚀，使用寿命短，制造工艺先进，适于工业化生产；金属耗量少，耐压强度高，占地少，便于布置外形美观整洁，易实现产品多样化 系列化，适应于各种建筑物对散热器的多功能要求。5-4 散热器传热系数受哪些因素影响，并说明为什么要对其进行修正？【答】 散热器的传热系数主要取决于散热器外表面空气侧的放热系数，而在自然对流情况下，放热系数又主要与传热温差有关。另外，还会受到通过散热器的热水流量、散热器的片数、散热器的安装方式、热媒种类和参数、室内空气温度和流速等因素的影响。而实验方法确定的传热系
6、数是在特定的情况下测定的，故在实际情况不同时需要对其进行修正。主要考虑的修正有散热器组装片数修正、散热器连接形式修正系、散热器安装形式，从相关表中查到各项修正系数值，将传热系数除之皆可修正。5-5 图 5.1 中为同一组散热器，当进出水温度和室内温度相同，而接管方式不同时，试比较其传热系数的大小。【答】 散热器连接方式不同时其外表面温度分布不同，其传热量也不同。下进上出时水流总趋势与水在散热器中冷却后的重力作用相反，而使散热器性能变差，传热系数变小。对与图 5？中 散热器的传热系数大小关系为（a）（c）（b） 。5-6 散热器的布置与安装要考虑哪些问题？【答】 考虑散热效果问题。房间有外窗时，
7、最好每个外窗下设置一组散热器，以便于散热器上升的热气流能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和冷辐射影响，同时也可迅速加热从窗缝隙渗入的冷空气。楼梯间布置散热器时，考虑到因热流上升上部空气温度比下部高，应尽量把散热器布置在底层或按一定比例分布在下部各层。 考虑管道布置问题。应避免户内管路穿过阳台门和进户门，应尽量减少管路的安装。 考虑散热器防护问题。为防止冻裂散热器，两道外门之间不能设置散热器。在其他有冻结危险的场所，其散热器应设单独的立、支管供热，且不得装设调节阀。托儿所、幼儿园散热器应暗装或加防护罩，以防烫伤儿童。 散热器应明装，简单布置，内部装修要求高可采用暗装。散热器安装应保证底部距地面不小
8、于 60mm，通常取为 150mm，顶部距窗台板不小于 50mm，背部与墙面净距不小于 25mm。5-9 已知两并联管段的阻力数为 12 、30 ，则该并联管段的总阻32Pa/ (mh)32Pa/ (h)力为多少？【解】 并联管段的阻力数计算公式为： ，计算得总阻力数为 4.512bSS图 5-1 题 5-5 图（b） （c）（a）。32Pa/ (mh)5-10 与对流供暖系统相比辐射供暖有什么优点？适宜用在哪些场合？【答】 由于有辐射强度和温度的双重作用，造成真正符合人体散热要求的热状态，具有最佳舒适感。 利用与建筑结构相符合的辐射供暖系统，不需要在室内布置散热器，也不必安装连接水平散热器的
9、水平支管，不占建筑面积，也便于布置家具。 室内沿高度方向上的温度分布比较均匀，温度梯度较小，无效热损失可大大减小。 由于提高了室内表面的温度，减少了四周表面对人体的冷辐射，提高了舒适感。 不会导致室内空气的急剧流动，从而减少了尘埃飞扬的可能，有利于改善卫生条件。 由于辐射供暖系统将热量直接投射到人体，在建立同样舒适感的前提下，室内设计温度可以比对流供暖时降低23（高温伏设施可降低 510） ，从而可以降低供暖能耗 10%20%。 辐射供暖系统还可在夏季用作辐射供冷，其辐射表面兼作夏季降温的供冷表面。辐射采暖可用于住宅和公共建筑。地面辐射采暖可用于热负荷大、散热器布置不便的住宅以及公共建筑的入口
10、大厅，希望温度较高的幼儿园、托儿所，希望脚底有温暖感的游泳池边的地面，需解决局部玻璃幕墙建筑周边区域布置散热器有困难等处。还广泛用于高大空间的厂房、场馆和对洁净度有特殊要求的场合，如精密装配车间等。5-11 试分析哪些因素促使辐射采暖降低了采暖热负荷。辐射采暖热负荷应如何确定？【答】设计辐射采暖时相对于对流采暖时规定的房间平均温度可低 13，这一特点不仅使人体对流放热量增加，增加人体的舒适感，与对流采暖相比，室内设计温度的降低，使辐射采暖设计热负荷减少；房间上部温度增幅的降低，使上部围护结构传热温差减少，导致实际热负荷减少；采暖室内温度的降低，使冷风渗透和外门冷风侵入等室内外通风换气的耗热量减
11、少。总之，上述多种因素的综合作用使辐射采暖可降低采暖热负荷。全面辐射采暖的热负荷的确定按正常计算出的热负荷乘以修正系数，中、高温辐射系统取 0.80.9，低温辐射系统取 0.90.95；或将室内计算温度取值降低 26，低温辐射供暖系统取下限，高温辐射供暖系统宜采用上限数值。大空间内局部区域辐射采暖的热负荷可按整个房间全面辐射采暖的热负荷乘以该区域面积与所在房间面积的比值相应的附加系数。5-12 某一房间采用地板辐射采暖，房间热负荷为 2000W，地板面积为 50 m2，室内温度要求 20。已知加热管覆盖层为：60 mm 豆石混凝土，20 mm 水泥砂浆找平层，其平均导热系数 ，初步确定加热管为
12、间距为 200 mm。若地板表面温度取 26，=1.2W/mK（ ）则加热管热水平均温度为多少？【解】 单位面积地板散热量为： 220W4 /m5QqF辐射板内部传热系数为： 2221./K8.57/KKAB（ ） （ ）加热管内热水平均温度为 。0 0/6 C3. C.pbt （ ）5-13 民用建筑采用低温热水地板辐射采暖的供水温度和供、回水温差及系统的工作压力宜采用何值？【答】从人体舒适和安全角度考虑，民用建筑低温热水地板辐射的供水温度不应超过60，供回水温差宜小于或等于 10。为保证低温热水地板辐射供暖系统管材与配件强度和使用寿命，系统的工作压力不宜大于 0.8 Mpa，当超过上述压力
13、时，应选择适当的管材并采取相应的措施。5-25 某单管热水供暖系统，立管进水温度 ，出水温度 ，采用四柱 8130g=95Ct 0h=7Ct型散热器，明装无遮挡，供暖室内温度 ，试确定如图所示立管中，各组散热器的片0n16t数（热负荷见图 5.2） 。【解】 流出第一组散热器的温度：0 01170 W95C(957)C 8.2 t流出第二组散热器的温度： 0 02170+95(957)10 78. Ct 查教材附录 28 得柱 813 型散热器的 K=2.237t0.302，每片散热器的面积为 0.28m2，假定： 1=2=3=1.0（610 片） ； ，00g1 001n+ 95 8.C=7
14、4. tt则 1 0.32 223 001 W=.796m.746/(m.61.0)CQFKt故第一组散热器的片数为： ，在假定的片数范围内；12 .9=. 8/n片片 0000122n+ 5.C+7.=16=5.92 tt图 5.2 题 5-25 图1700 W1100 W1500 Wtg=95th=70t2t1同理： 22 0.32 213 001 W=.106 m2.7659/(m65.921.C)QFKt故第二组散热器的片数为： ，在假定的片数范围内；22 .=7.8 8/n片片 0000h22n+ 7C+.=165.3 tt同理： 3 0.32 2123 007 W=3.65 m.8
15、/(m8.61.0C)QFKt第三组散热器的片数为： ，故另假设 1=1.05（1120 片）23 .65=1. /n片片33 22123=3.65 .0=3.5 QFFKt故第三组散热器的片数为： ，在假定的片数范围内。32 .5m=.1 08/n片片5-26 将上题改为双管系统，其余条件不变，试确定各组散热器片数，并进行对比分析单管和双管系统，对散热选择的影响。【解】 系统作用原理图如图 5.3：095Cgt07Cht1Q23图 5.3 题 5-26图各散热器的散热量分别为（按从上到下的顺序）：12370W10150WQQ， ，由于各组散热器具有共同的进水温度和回水温度，因此各散热器的热媒
16、平均温度均为： 01239+7/2=8.5Cpptt（ ）各散热器传热温差： 0123.-16.pnttt查教材附录 28，四柱 813 型散热器的传热系数为： 0.320.3202.776579W/(mC)Kt修正系数：假定散热器组装片数修正系数： ；该散热器均异侧连接，上进下出，查教材1.附录 31，连接形式修正系数 ；散热器明装，无遮挡，查教材附录 32 安装形式2.04修正系数 ；31.0所以散热器所需面积： =1F123 200217 W1.4.03 m.95/mC6.5QKt=2F123 20021 W1.4.09 m7.95/(C)6.5QKt=312 23002 .85 ./(
17、m).t 查教材附录 28，四柱 813 型散热器每片散热面积为 0.28 ，计算片数 为：2n= /1nF23.1.508/f片片= /22.97.8m/f 片片= /3nF2.8510.0/f片片校核片数修正系数 的值：查教材附录 30，当散热器片数为 1120 时， =1.05；当1 1散热器片数为 610， =1.00。因此，实际所需散热器面积为： = =3.231.05 = 3.39 1F12m2= =2.091.00 = 2.0 1 2= =2.851.05 = 2.99 31所以实际选用片数为： = /1nF2.9m1.308/f片片= /2nF2.09m7.588/f片片= /
18、32. 1.0/f 片片单管和双管系统对散热器选择的影响：对于单管系统，最大的特点即每组散热器的出水温度是下一组散热器的进水温度，经过散热器的散热，每组散热器按进水先后顺序，其平均热媒温度逐渐下降，因而其传热系数逐渐降低，造成其传热面积在对应的热负荷条件下相应增加。而对于双管系统，各散热器具有相同的进水温度和出水温度，因而具有相同的平均热媒温度，即相同的传热系数，由于这个影响，双管系统的散热器总面积一般比单管系统稍小些。5-27 某供暖系统热负荷为 70 kW，供水温度为 95，回水温度为 70，求系统所需水流量。若采用低压蒸汽作热媒，蒸汽的汽化潜热为 2250 kJ/kg，求所需的蒸汽流量。
19、【解】 对热水供暖系统，由 得系统所需水流量为： QGct007kW=.67 kg/s4.19J/(gC)(95)ct 对于蒸汽供暖系统，所需蒸汽流量为： .3 /s2J/5-28 如图所示机械循环热水供暖系统，设管道无散热损失。系统供水温度 tg=95，密度 = 962 kg/m3；回水温度 =70，其密度为 = 978 kg/m3。系统总阻力为 280kPa，ht计算循环水泵的流量和扬程。图 5.4 题 5-28 图【解】 由题意，循环水泵的流量： 00(21.5)kW1. .37 kg/s49J/gC(9)QWct而由供回水密度差所引起的附加压头为： 123()250m50 9786kg
20、/m9.8N/kg154. PaH，故可忽略。1P故水泵的扬程为： 31. 280 kPa1. 2.4 m(967)g/m9.N/gHg5-29 如图 5-5 所示热水供暖系统。已知 h1=2.0m，h 2=3.5m；每个散热器的热负荷为800W；供水温度为 95，回水温度为 70，对应温度的水密度分别为 962kg/m3和978kg/m3。不考虑热水在沿途的冷却，分别计算双管和单管系统的自然循环作用压力。【解】 求双管系统的 重力循环作用压力双管系统属于并联环路，各层散热器所在环路的作用动力不同，需分别计算。根据式（3-1-3）和（3-1-4 ） 4的计算方法，通过各层散热器循环环路的作用动力，分别为：第一层： 1hg33() 9.8N/k2m(978k/62g/m)=3 Pa第二层： 33212hg()9.81/k2+3.5(978kg/62/)=8.2 Pa+Pg（ （ ） ）2,t图 5.5 题 5-29 图 求单管系统的重力循环作用压力：第二层散热器流出管路中的水温： o ooo212ggh80W95C(95C70)=82.5 (+)()Qtt相应水的密度 32=970 k/m则 h1g2g()+()Ph33 339.8N/k978k/62/)+9.81N/kg3.5m(970kg/62/m)=56 a
