劉 兵

(武漢工程職業(yè)技術(shù)學院 湖北 武漢:430080)

1 設計目的

供熱通風與空調(diào)工程專業(yè)是為建筑內(nèi)空氣環(huán)境提供舒適性或特定要求的專業(yè)。學生通過專業(yè)課的學習,可以勝任大型采暖系統(tǒng)、家用采暖系統(tǒng)的設計、施工、運行管理及銷售工作。該專業(yè)課程涉及供熱通風與空調(diào)工程、制冷技術(shù)、鍋爐與供熱、建筑電氣、建筑自動化、建筑給排水等領域。

作為大學專業(yè)知識教學手段,實驗課是大學生培養(yǎng)過程中不可或缺的,學生通過實驗能夠達到深化理解課程內(nèi)容、掌握扎實的專業(yè)知識能力。然而,通常去購買成型的實驗設備,資金投入大,也不一定能完全針對本專業(yè)的教學內(nèi)容。

目前,學校還沒有采暖系統(tǒng)實驗裝置,供熱相關的課程、實驗開課不高,學生專業(yè)知識的掌握受到制約,實踐能力不強。為了提高本專業(yè)的教學質(zhì)量,培養(yǎng)學生扎實的實踐能力,提高專業(yè)教師的業(yè)務水平,本實驗臺要達到以下目的:盡可能設計成現(xiàn)行供熱工程普遍應用的,盡可能涉及專業(yè)課程和教學的實驗內(nèi)容。

2 設計方案

2.1 系統(tǒng)組成與設備選型

本采暖系統(tǒng)實驗裝置采用散熱器采暖和地板輻射采暖兩大系統(tǒng)形式,可以同時提供生活用熱水系統(tǒng),系統(tǒng)主要由四部分組成:熱源、供回水管道、控制系統(tǒng)和末端裝置;熱源是電壁掛熱水鍋爐(功率6kW,水溫30℃～85℃,揚程6m);控制部分主要是溫控器(控溫范圍5℃～90℃)、溫控閥(手動和自動兩種)、分集水器(公稱壓力 PN10,工作溫度1℃～110℃)、流量計等;末端裝置是各種暖氣片和地暖地埋管;具體型號及設備見表1,采暖系統(tǒng)圖見圖1。

表1 采暖教學用實驗臺設備主要清單

2.2 系統(tǒng)構(gòu)成原理與工作模式

采暖系統(tǒng)由電鍋爐產(chǎn)生熱水,經(jīng)過集、分水器分配給散熱器和地暖管路;溫控器控制熱水的供、回水水溫和流量;熱水在管路循環(huán),散熱器由暖氣片與周圍空氣進行熱交換實現(xiàn)采暖目的,地暖是熱水把熱量傳遞給地板,貯存熱量加熱地板通過地面散出熱 量實現(xiàn)采暖,見圖2。

圖1 采暖系統(tǒng)圖

圖2 地暖工作原理圖

壁掛爐:可以根據(jù)用戶需求不同,多檔位設置提供熱水;寬頻設置溫度(30℃～85℃);自動控溫,且可以設置恒定溫度;可以設置定時開機和關機;超溫、干燒會自動保護;自身具備漏電、防凍保護;控制操作簡潔方便。

混水裝置:在高溫供熱的地暖水系統(tǒng)中,當集中供熱或壁掛爐熱源水溫在60℃以上時,采用“混水降溫”的方式來降低地暖循環(huán)水溫,使地暖循環(huán)水溫能恒定工作在60℃以下。確保水地暖系統(tǒng)永遠處于安全、節(jié)能、舒適的工作狀態(tài)下。

集水器:集水器上的每個閥門加裝電熱執(zhí)行器,執(zhí)行器由安裝在各區(qū)域的房間溫控器控制每個房間的溫度,根據(jù)房間使用性質(zhì)設置溫度高低不同可以獨立設置。而且可實現(xiàn)壁掛爐、水泵聯(lián)動。

溫控器:溫控器周循環(huán),每天可以設置6時段與對應的設定溫度;并可以選擇人工控制或臨時控制的運行模式;適用于電采暖的電設備控制與水系統(tǒng)采暖的電驅(qū)動閥門控制;水地暖經(jīng)典小液晶、即時控制或時段控制高級選擇。

2.3 控制方面設計

為了突出自動控制,與實際工程銜接,采暖系統(tǒng)的運行管理設計上實現(xiàn)自動、手動控制,主要由集分水器、溫控器、溫控閥來控制、調(diào)節(jié),今后有條件再改進實現(xiàn)計算機的遠程控制和模擬。

2.4 測量與調(diào)節(jié)

采暖系統(tǒng)實驗裝置根據(jù)冷暖需求的不同可以實現(xiàn)手動和自動調(diào)節(jié),系統(tǒng)運行的溫度、壓力、流量分別由溫度計、壓力表、流量計來監(jiān)測,保證系統(tǒng)的正常工作、運行;對數(shù)據(jù)的分析處理,可以作為教學的演示實驗內(nèi)容;對系統(tǒng)工作運行的狀態(tài)進行分析,可以作為采暖系統(tǒng)運行管理、故障診斷的實踐環(huán)節(jié)。

3 實施結(jié)果

該采暖實驗裝置2010年1月開始設計、實施,已于2010年12月完工。實驗裝置經(jīng)過多次調(diào)試、檢測,開機運行良好,工作參數(shù)數(shù)值均在設計的范圍內(nèi),初步達到設計的要求。

采暖教學用實驗臺可以作為實驗課、實訓課、實習、畢業(yè)設計的小基地,可解決現(xiàn)有實訓能力不強的問題,優(yōu)化了實訓條件和資源,提高了教學質(zhì)量,增強了學生動手能力,拓寬了專業(yè)知識面。

[1] 張聞明,閻雨潤.暖衛(wèi)安裝工程施工手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997.

[2] 北京建工集團總公司.建筑設備安裝分項工程施工工藝標準[M].第2版.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2003.