采暖教學(xué)用綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)

劉 兵

(武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北 武漢:430080)

1 設(shè)計(jì)目的

供熱通風(fēng)與空調(diào)工程專(zhuān)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(zhuān)業(yè)。學(xué)生通過(guò)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí),可以勝任大型采暖系統(tǒng)、家用采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理及銷(xiāo)售工作。該專(zhuān)業(yè)課程涉及供熱通風(fēng)與空調(diào)工程、制冷技術(shù)、鍋爐與供熱、建筑電氣、建筑自動(dòng)化、建筑給排水等領(lǐng)域。

作為大學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)教學(xué)手段,實(shí)驗(yàn)課是大學(xué)生培養(yǎng)過(guò)程中不可或缺的,學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻_(dá)到深化理解課程內(nèi)容、掌握扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)能力。然而,通常去購(gòu)買(mǎi)成型的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,資金投入大,也不一定能完全針對(duì)本專(zhuān)業(yè)的教學(xué)內(nèi)容。

目前,學(xué)校還沒(méi)有采暖系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置,供熱相關(guān)的課程、實(shí)驗(yàn)開(kāi)課不高,學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握受到制約,實(shí)踐能力不強(qiáng)。為了提高本專(zhuān)業(yè)的教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的實(shí)踐能力,提高專(zhuān)業(yè)教師的業(yè)務(wù)水平,本實(shí)驗(yàn)臺(tái)要達(dá)到以下目的:盡可能設(shè)計(jì)成現(xiàn)行供熱工程普遍應(yīng)用的,盡可能涉及專(zhuān)業(yè)課程和教學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 系統(tǒng)組成與設(shè)備選型

本采暖系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)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(shí)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(yáng)程6m);控制部分主要是溫控器(控溫范圍5℃～90℃)、溫控閥(手動(dòng)和自動(dòng)兩種)、分集水器(公稱壓力 PN10,工作溫度1℃～110℃)、流量計(jì)等;末端裝置是各種暖氣片和地暖地埋管;具體型號(hào)及設(shè)備見(jiàn)表1,采暖系統(tǒng)圖見(jiàn)圖1。

表1 采暖教學(xué)用實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)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(guò)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?chē)諝膺M(jìn)行熱交換實(shí)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(guò)地面散出熱 量實(shí)現(xiàn)采暖,見(jiàn)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(shè)置提供熱水;寬頻設(shè)置溫度(30℃～85℃);自動(dòng)控溫,且可以設(shè)置恒定溫度;可以設(shè)置定時(shí)開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī);超溫、干燒會(huì)自動(dòng)保護(hù);自身具備漏電、防凍保護(hù);控制操作簡(jiǎn)潔方便。

混水裝置:在高溫供熱的地暖水系統(tǒng)中,當(dāng)集中供熱或壁掛爐熱源水溫在60℃以上時(shí),采用“混水降溫”的方式來(lái)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(yuǎn)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(gè)閥門(mén)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(gè)房間的溫度,根據(jù)房間使用性質(zhì)設(shè)置溫度高低不同可以獨(dú)立設(shè)置。而且可實(shí)現(xiàn)壁掛爐、水泵聯(lián)動(dòng)。

溫控器:溫控器周循環(huán),每天可以設(shè)置6時(shí)段與對(duì)應(yīng)的設(shè)定溫度;并可以選擇人工控制或臨時(shí)控制的運(yùn)行模式;適用于電采暖的電設(shè)備控制與水系統(tǒng)采暖的電驅(qū)動(dòng)閥門(mén)控制;水地暖經(jīng)典小液晶、即時(shí)控制或時(shí)段控制高級(jí)選擇。

2.3 控制方面設(shè)計(jì)

為了突出自動(dòng)控制,與實(shí)際工程銜接,采暖系統(tǒng)的運(yùn)行管理設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、手動(dòng)控制,主要由集分水器、溫控器、溫控閥來(lái)控制、調(diào)節(jié),今后有條件再改進(jìn)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程控制和模擬。

2.4 測(cè)量與調(diào)節(jié)

采暖系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置根據(jù)冷暖需求的不同可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)調(diào)節(jié),系統(tǒng)運(yùn)行的溫度、壓力、流量分別由溫度計(jì)、壓力表、流量計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè),保證系統(tǒng)的正常工作、運(yùn)行;對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理,可以作為教學(xué)的演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;對(duì)系統(tǒng)工作運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行分析,可以作為采暖系統(tǒng)運(yùn)行管理、故障診斷的實(shí)踐環(huán)節(jié)。

3 實(shí)施結(jié)果

該采暖實(shí)驗(yàn)裝置2010年1月開(kāi)始設(shè)計(jì)、實(shí)施,已于2010年12月完工。實(shí)驗(yàn)裝置經(jīng)過(guò)多次調(diào)試、檢測(cè),開(kāi)機(jī)運(yùn)行良好,工作參數(shù)數(shù)值均在設(shè)計(jì)的范圍內(nèi),初步達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。

采暖教學(xué)用實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以作為實(shí)驗(yàn)課、實(shí)訓(xùn)課、實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的小基地,可解決現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)能力不強(qiáng)的問(wèn)題,優(yōu)化了實(shí)訓(xùn)條件和資源,提高了教學(xué)質(zhì)量,增強(qiáng)了學(xué)生動(dòng)手能力,拓寬了專(zhuān)業(yè)知識(shí)面。

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

[2] 北京建工集團(tuán)總公司.建筑設(shè)備安裝分項(xiàng)工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)[M].第2版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003.