第二节 暖通空调系统的材料及设备简介
一、无缝钢管的常用规格
无缝钢管的常用规格见表1-1。
表1-1 无缝钢管的常用规格(部分)
注:1.“系列1”为标准化钢管,“系列2”为非标准化的钢管,“系列3”为特殊用途钢管。
2.括号内尺寸表示英制规格,且不推荐使用。钢管长度通常为3~12m。
二、普通钢管规格
低压流体输送焊接钢管常用规格见表1-2 ,其中普通钢管可承受1.96MPa的水压试验,加厚钢管能承受2.94MPa的水压试验。焊接钢管有两端带螺纹和不带螺纹两种。两端带螺纹的管长6~9m,供货时带一个管接头;不带螺纹的管长4~12m。焊接钢管以公称直径标称。
表1-2 低压流体输送焊接钢管常用规格
注:表中的公称直径系近似内径的名义尺寸,不表示公称外径减去两个公称壁厚所得的内径。
三、给水铸铁管
给水铸铁管的管长有4m、5m和6m几种。给水铸铁管能承受一定的压力,按工作压力分为低压管、普压管和高压管。给水铸铁管的工作压力和试验压力见表1-3。给水铸铁管按制造工艺分为砂型离心铸铁管和连续铸铁管。连续铸铁管规格(部分)见表1-4。
表1-3 给水铸铁管的工作压力和试验压力
表1-4 连续铸铁管规格(部分)(GB/T3422—2008)
(续)
四、铝塑复合管
铝塑复合管(PAP)是指采用中、高密度聚乙烯塑料的铝塑复合管。交联铝塑复合管(XPAP)是指采用交联中、高密度聚乙烯塑料的铝塑复合管。铝塑复合管的分类见表1-5。铝塑复合管基本结构尺寸见表1-6。
表1-5 铝塑复合管的分类
注:在输送易在管内产生相变的流体时,在管道系统中因相变产生的膨胀力不应超过最大允许工作压力或者在管道系统中采取防止相变的措施。
表1-6 铝塑复合管基本结构尺寸(单位:mm)
五、铜管
常用铜管有紫铜管(纯铜管)和黄铜管(铜合金等等),紫铜管主要由 T2、T3、T4、TUP(脱氧铜)制造而成,黄铜管主要由H62、H68、HPb59-1 等牌号的黄铜制造。常用铜管的规格(部分)见表1-7。
表1-7 常用铜管的规格(部分)
注:表面硬化(O60-H)是指软化退火状态(O60)经过加工率为1%~5%的冷加工使其表面硬化的状态。
六、冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管
冷热水用耐热聚乙烯管重量轻,柔韧性好,管材长,管道接口少,系统完整性好;材质无毒,无结垢层、不滋生细菌;耐腐蚀,使用寿命长。工程常用的冷热水用耐热聚乙烯管有中密度和高密度两种。燃气输送管道多采用中密度管,中密度管( MDPE)有 SDR11 和SDR17.6系列。SDR11系列管壁较厚,工作压力小于0.4MPa;SDR17.6 系列管壁较薄,工作压力小于0.2MPa。两个系列都有16个规格,公称外径为20~25mm。高密度管( HDPE)可用于输送水或无害、无腐蚀的介质,国产高密度聚乙烯管包括25 个规格,公称外径为16~630mm,有PE63、PE80、PE100三个级别,每个级别有5 个系列,分别适用于不同的公称压力。冷热水用耐热聚乙烯管规格见表1-8。
表1-8 冷热水用耐热聚乙烯管规格(部分)(单位:mm)
七、交联聚乙烯(PE-X)管
交联聚乙烯管是以高密度聚乙烯为主要原料,通过高能射线或化学引发剂将大分子结构转变为空间网状结构材料制成的管材。
交联聚乙烯管在建筑冷热水供应、饮用水、空调冷热水、采暖管道和地板采暖盘管等场合都可应用。交联聚乙烯管规格(部分)见表1-9。
表1-9 交联聚乙烯管规格(部分)(单位:mm)
八、无规共聚聚丙烯(PP-R)管和聚丁烯(PB)管
无规共聚聚丙烯管公称外径为 20~63mm,壁厚 12.3~12.7mm,公称压力 1.0~3.2MPa,可用于建筑冷热水供应、空调系统、低温采暖系统等场合。无规共聚聚丙烯管规格见表1-10。聚丁烯管是用聚丁烯合成的高分子聚合物制成的管材,主要应用于各种热水管道。聚丁烯管规格(部分)见表1-11。
表1-10 无规共聚聚丙烯管规格(单位:mm)
表1-11 聚丁烯管规格(部分)(单位:mm)
九、硬聚氯乙烯(PVC-U)管
硬聚氯乙烯管是以高分子合成树脂为主要成分的有机材料,按照用途分为给水管和排水管两种。
(一)给水用硬聚氯乙烯塑料管材
给水用硬聚氯乙烯管材是以聚氯乙烯树脂为主要原料,经挤压成形的,用于输送水温不超过45℃的一般用途和生活饮用水管材。给水用硬聚氯乙烯塑料管的连接形式分为弹性密封圈连接和溶剂粘接,给水用硬聚氯乙烯塑料管的公称压力和管材规格尺寸见表1-12。
表1-12 硬聚氯乙烯管公称压力等级和规格尺寸(单位:mm)
(续)
注:公称外径20~90mm管材,公称壁厚(en)根据设计应力(σn)10MPa确定,最小壁厚不小于2.0mm;公称外径110~1000mm管材,公称壁厚(en)根据设计应力(σn)12.5MPa确定。
表1-12的公称压力是指管材在20℃条件下输送水的工作压力。若水温在25~45℃时,应按表1-13不同温度的折减系数修正工作压力,用折减系数乘以公称压力( PN)得到最大允许工作压力。管材的长度一般为4m、6m、8m、12m,也可供需双方商定。管材长度极限偏差为长度的-0.2%~+0.4%,塑料管规格用外径乘以壁厚( de×e)表示,如de75 ×3.6表示塑料管外径de为75mm,塑料管壁厚e为3.6mm。
表1-13 不同温度下的折减系数
(二)建筑排水用硬聚氯乙烯管材
建筑排水用硬聚氯乙烯管材是以聚氯乙烯树脂为主要原料,加入其所需的助剂,经挤出成形的管材,适用于民用建筑物内排水,管材规格用公称外径(dn)×公称壁厚(e)表示。建筑排水硬聚氯乙烯管材的平均外径和壁厚见表1-14。
表1-14 建筑排水用硬聚氯乙烯管材平均外径和壁厚(单位:mm)
十、常用管道附件
(一)金属螺纹连接管件
金属螺纹连接管件可分为六种。常用螺纹连接管件如图1-1所示。
图1-1 常用螺纹连接管件
图1-1 常用螺纹连接管件(续)
1)管路延长连接用配件。管箍、外丝(内接头)。
2)管路分支连接用配件。三通(丁字管)、四通(十字管)。
3)管路转弯用配件。90 °弯头、45 °弯头。
4)节点碰头连接用配件。根母(六方内丝)、活接头(由任)、带螺纹法兰盘。
5)管子变径用配件。补心(内外丝)、异径管箍(大小头)。
6)管子堵口用配件。螺塞、管堵头。
螺纹连接管子配件的规格和所对应的管子是一致的,都以公称直径标称。同一种配件有同径和异径之分,如三通分为同径三通和异径三通。同径管件规格的标志可以用一个数值或三个数值表示,如公称直径为25mm的同径三通可以写为⊥25 或⊥25 ×25 ×25。异径管件的规格通常用两个管径数值表示,前一个数表示大管径,后一个数表示小管径,如异径三通⊥25 ×15 ,异径管箍32 ×20。螺纹连接管子配件的规格组合见表1-15。
表1-15 螺纹连接管子配件的规格组合(单位:mm)
(二)铸铁管管件
铸铁管管件由灰铸铁制成,分为给水铸铁管管件和排水铸铁管管件。给水铸铁管管件(图1-2)壁厚较厚,能承受一定的压力,连接形式有承插和法兰连接,主要用于给水系统和供热管网中。给水铸铁管管件按照功能分为以下几类:
1)转向连接。如90 °、45 °等弯头。
2)分支连接。如丁字管、十字管等。
图1-2 给水铸铁管件
3)延长连接。如管子箍(套袖)。
4)变径连接。如异径管(大小头)。
排水铸铁管管件(图1-3)壁厚较薄,为无压自流管件,连接形式都是承插连接,主要用于排水系统。排水铸铁管管件按照功能分为以下几类:
1)转向连接。如90 °、45 °弯头和乙字弯。
2)分支连接。如T形三通和斜三通,正四通和斜四通。
图1-3 排水铸铁管件
a)T形三通 b)TY形三通 c)45°三通 d)S形存水弯
图1-3 排水铸铁管件(续)
e)P形存水弯 f)正四通 g)斜四通 h)管箍 i)90°弯头 j)45°弯头 k)乙字弯
十一、常用钢板(表1-16、表1-17)
表1-16 一般送排风系统风管钢板最小厚度
注:对于腐蚀性气体,风管壁厚除满足强度要求外,还应考虑腐蚀余量,风管壁厚一般不小于2mm。
表1-17 除尘系统风管钢板最小厚度
注:1.吸尘器及吸尘罩的钢板厚度为2mm。
2.一般磨料指木工锯屑、烟丝和棉麻尘等,中硬度磨料指砂轮机尘、铸造灰尘和煤渣尘等,高硬度磨料指矿石尘、石英粉尘等。
十二、常用型钢
在供热及通风工程中,型钢主要用于设备框架、风管法兰盘、加固圈及管路的支、吊、托架。常用型钢种类有圆钢、扁钢、角钢、槽钢和工字钢等,其断面如图1-4所示。
图1-4 常用型钢断面
a)圆钢 b)扁钢 c)角钢 d)槽钢 e)工字钢
圆钢主要用于吊架拉杆、管道支架卡环及散热器托钩,圆钢规格和重量表(部分)见表1-18。
表1-18 圆钢规格和重量表(部分)
注:直径≤25mm,长4~10m;直径>25mm,长3~9m。
扁钢主要用于制作风管法兰及加固圈,以宽度×厚度表示,如20mm×4mm,扁钢规格和重量表(部分)见表1-19。
表1-19 扁钢规格和重量表(部分)
角钢多用于风管法兰及管路支架制作,分为等边角钢和不等边角钢,以边长×厚度表示,如40mm×40mm×4mm角钢,等边角钢规格和重量表(部分)见表1-20。
表1-20 等边角钢规格和重量表(部分)
(续)
注:通常边宽20~90mm,长4~12m。
槽钢主要用于箱体、柜体的框架结构及风机等设备的机座,槽钢规格和重量表(部分)见表1-21。
表1-21 槽钢规格和重量表(部分)
十三、常用紧固件
常用紧固件主要指用于各种管路及设备的拉紧与固定所用的器件,如螺母、螺栓、铆钉及法兰螺钉等。
螺母与螺栓的螺纹通常分为粗牙螺纹和细牙螺纹。粗牙普通螺纹用字母“M”和公称直径表示,如M16表示公称直径为16mm的粗牙螺纹。细牙普通螺纹用字母“M”和公称直径×螺距表示,如M10 ×1.25表示螺距为1.25mm公称直径为10mm的细牙螺纹。安装工程中粗牙螺纹的螺母、螺栓用得较多。公制普通螺纹规格见表1-22。
表1-22 公制普通螺纹规格(单位:mm)
(续)
①为仅用于发动机的火花塞。
②为仅用于轴承的锁紧螺母。
(一)螺母
螺母按形状分六角螺母和方螺母,按加工方式的不同可分为精制螺母、粗制螺母和冲压螺母。常用的公制六角螺母尺寸如图1-5所示,公制六角螺母规格见表1-23。
图1-5 公制六角螺母尺寸
注:①要求垫圈面形式时,应在订单中注明。
②β=15°~30°。
③θ=90°~120°。
表1-23 公制六角螺母规格(单位:mm)
(续)
(二)螺栓
螺栓又称为螺杆,它按形状分为六角头螺栓、方头螺栓和双头(无头)螺栓;按加工要求分为粗制螺栓、半精制螺栓、精制螺栓。规格表示:公称直径×长度或公称直径×长度×螺纹长度。常用的公制六角头螺栓尺寸如图1-6所示和公制六角头螺栓规格(部分)见表1-24。
图1-6 公制六角头螺栓尺寸
注:1.β=15°~30°。
2.末端应倒角,对螺纹规格≤M4可为辗制末端(GB/T2)。
3.不完整螺纹的长度u≤2P。
4.dw的仲裁基准。
5.最大圆弧过渡。
表1-24 公制六角头螺栓规格(部分)(单位:mm)
(三)垫圈
垫圈分为平垫圈和弹簧垫圈。平垫圈垫于螺母下面,增大螺母与被紧固件间的接触面积,降低螺母作用在单位面积上的压力,并起保护被紧固件表面不受摩擦损伤的作用。平垫圈尺寸如图1-7所示,平垫圈规格(部分)见表1-25。
图1-7 平垫圈尺寸
表1-25 平垫圈规格(部分)(单位:mm)
(续)
注:公称直径指配合螺栓的规格。
(四)膨胀螺栓
膨胀螺栓又称胀锚螺栓,可用于固定管道支架及作为设备地脚专用紧固件。采用膨胀螺栓可以省去预埋件及预留孔洞,而且能提高安装速度和工程质量,节约材料,降低成本。膨胀螺栓形式繁多(图1-8),但大体上可分为两类,即锥塞型(图1-8a)和胀管型(图1-8b)。这两类螺栓中有采用钢材制造的钢制膨胀螺栓,也有采用塑料、尼龙、铜合金制造的胀管。
锥塞型膨胀螺栓适用于钢筋混凝土建筑结构。它是由锥塞(锥台)、带锥套的胀管(也有不带锥套的)、六角头螺栓(或螺杆和螺母)组成的。使用时,锥塞打入胀管,胀管径向膨胀使胀管紧塞于墙孔中。胀管前端带有公制内螺纹,可拧入螺栓或螺杆(图1-8c)。为防止螺栓受振动的影响而引起胀管松动,可采用锥塞带内螺纹的膨胀螺栓(图1-8d)。胀管型膨胀螺栓适用于砖、木及钢筋混凝土等建筑结构。它是由带锥头的螺杆、胀管(在一端开有4条槽缝的薄壁短管)及螺母组成的。使用时,随着螺母的拧紧,胀管随之膨胀紧塞于墙孔中。对于受拉或受动载荷作用的支架、设备,宜使用这种膨胀螺栓。钢制膨胀螺栓在C15混凝土中的允许承载能力见表1-26。
使用聚氯乙烯树脂作胀管的膨胀螺栓(图1-8f)时,将其打入钻好的孔中,当拧紧螺母时,胀管被压缩,并沿径向向外鼓胀,从而螺栓在孔中更加紧固。当螺母放松后,聚氯乙烯树脂胀管又恢复原状,螺栓可以取出再用。这种螺栓对钢筋混凝土、砖及轻质混凝土等低密度材质的建筑结构均适用。
图1-8 膨胀螺栓
a)锥塞型膨胀螺栓 b)胀管型膨胀螺栓 c)带锥套的膨胀螺栓
图1-8 膨胀螺栓(续)
d)塑料胀管膨胀螺栓 e)铜合金胀管膨胀螺栓 f)聚氯乙烯胀管膨胀螺栓
表1-26 钢制膨胀螺栓在C15混凝土中的允许承载力
(五)射钉
射钉是一种专用特制钢钉(图1-9),它可以安全准确地射在砖墙、钢筋混凝土构件、钢质或木质构件的指定位置上。
图1-9 射钉与射钉枪
a)圆头射钉 b)螺纹射钉 c)射钉枪
图1-9 射钉与射钉枪(续)
d)射钉紧固支架 e)射钉弹
选用射钉时,要考虑载荷量、构件的材质和钉子埋入的深度。射钉和射钉弹选用表见表1-27。
表1-27 射钉和射钉弹选用表
射钉产品已实现系列化,常用的有十几种,分为两类:一类是一端带有公制普通螺纹的射钉,另一类是圆头射钉,有M6、M8、M10、HM6、HM8、HM10 六个系列。射钉的代号和标注方法如下:
(六)铆钉
铆钉是用于板材、角钢法兰与金属风管间连接的紧固件。铆钉按其形式不同可分为半圆头(蘑菇顶)铆钉和平头铆钉;按材质不同可分为钢铆钉和铝铆钉,铝铆钉又分为实芯、抽芯、击芯等形式。抽芯铆钉尺寸如图1-10所示。抽芯铆钉要使用拉铆枪进行拉铆,抽芯铆钉常用规格见表1-28。
图1-10 抽芯铆钉尺寸
表1-28 抽芯铆钉常用规格(单位:mm)
铆钉规格以铆钉直径×钉杆长度表示,如5mm×8mm,6mm×10mm。钢铆钉在使用前要进行退火处理。通风工程中常用的铆钉直径为3~6mm。半圆头铆钉、平头铆钉和击芯铆钉尺寸分别如图1-11、图1-12和图1-13所示,半圆头铆钉、平头铆钉和击芯铆钉的尺寸和规格见表1-29、表 1-30 和表 1-31。铝板风管应用铝铆钉。
图1-11 半圆头铆钉尺寸
图1-12 平头铆钉外观及尺寸
图1-13 击芯铆钉尺寸
a)扁圆头型 b)沉头型 c)安装示意图
表1-29 半圆头铆钉尺寸和规格(单位:mm)
注:尽可能不采用括号内的规格。
表1-30 平头铆钉尺寸和规格(GB109—1986)(单位:mm)
表1-31 击芯铆钉尺寸和规格
注:公称长度系列l/mm:7,9,11,13,15,17,19,21,29,33,39,40,43,45。
十四、常用阀门和法兰
(一)常用阀门
阀门按结构和用途分类见表1-32 ,按压力分类见表1-33。
表1-32 阀门按结构和用途分类
表1-33 阀门按压力分类
1.截止阀
安装截止阀时要注意流体“低进高出”(图1-14)。截止阀外观如图1-15所示。
图1-14 手动截止阀
a)筒形 b)流线形 c)直流式1—阀体 2—阀盖 3—阀杆 4—阀瓣 5—阀座 6—阀杆螺母 7—手轮 8—填料 9—填料压盖
图1-15 截止阀外观
2.闸阀
闸阀又称闸板阀,是利用与流体垂直的闸板升降控制开闭的阀门,用于冷热水管道系统中全开、全关或大直径蒸汽管路不常开关的场合。流体通过闸阀时流向不变,水阻力小。闸阀无安装方向,严密性较差,不宜用于需要调节开度大小、启闭频繁或阀门两侧压力差较大的管路(图1-16)。闸阀外观如图1-17所示。
图1-16 闸阀
1—阀座 2—闸板 3—阀杆 4—阀盖5—止推凸肩 6—填料 7—填料压盖 8—手轮
图1-17 闸阀外观
3.减压阀
减压阀的工作原理是使介质通过收缩的过流断面而产生节流,节流损失使介质的压力减低,从而使其成为所需要的低压介质。减压阀一般有弹簧式、活塞式和波纹管式,实际应用中可根据各种类型减压阀的调压范围选择和调整。热水、蒸汽管道中常用减压阀调整介质压力,以满足用户的要求。
4.止回阀
止回阀又称逆止阀或单向阀,是使介质只能从一个方向通过的阀门。它具有严格的方向性,主要作用是防止管道内的介质倒流,常用于给水系统中。在锅炉给水管道上、水泵出口管上均应设置止回阀,防止由于锅炉压力升高或停泵造成出口压力降低而产生的水倒流。常用的止回阀有升降式和旋启式(图1-18),升降式止回阀应安装在水平管道上;旋启式止回阀既可以安装在垂直管道上,也可以安装在水平管道上。止回阀的阀体均标有方向箭头,不允许装反。
图1-18 止回阀
a)升降式止回阀 b)旋启式止回阀
5.安全阀
安全阀是一种自动排泄装置。当密闭容器内的压力超过工作压力时,安全阀自动开启,排放容器内的介质(水、蒸汽、压缩空气等),降低容器或管道内的压力,起到对设备和管道的保护作用。安装安全阀前应认真调整定压,调整后应铅封且不允许随意拆封。安全阀的工作压力应与规定的工作压力范围相适应。常用的安全阀有弹簧式和杠杆式(图1-19)。
图1-19 安全阀
a)弹簧式安全阀 b)杠杆式安全阀
6.旋塞阀
旋塞阀是一种结构简单、开启及关闭迅速、阻力较小的用手柄操作的阀门,当手柄与阀体呈平行状态时为全启位置,当手柄与阀体垂直时为全闭位置,如图1-20所示。
图1-20 旋塞阀
a)紧扣式旋塞阀 b)填料式旋塞阀
7.球阀
球阀的工作原理与旋塞阀相同,但阀芯是球体,在阀芯中间开孔,借助手柄转动阀芯达到开关目的。球阀的构造简单,体积较小,零部件少,重量较轻,开关迅速,阻力小,严密性和开关性能都比旋塞阀好。但由于密封结构和材料的限制,球阀不宜用在高温介质中。球阀外观如图1-21所示。
图1-21 球阀外观图
8.温控阀
温控阀是由恒温控制器(阀头)、流量调节阀(阀体)及一对连接件组成(图1-22)。温控阀根据温包位置可分为温包内置和温包外置(远程式)。温度设定装置也有内置式和远程式,可以通过其显示窗口来设定所要求的控制温度,并加以自动控制。当室温升高时,感温介质吸热膨胀,阀门开度变小,减少流入散热器的水量;当室温降低时,感温介质放热收缩,阀芯被弹簧推回从而使阀门开度变大,增加流经散热器的水量,恢复室温。
散热器温控阀(图1-23)的阀体具有较佳的流量调节性能,调节阀阀杆采用密封活塞形式。散热器温控阀适用于双管采暖系统,应安装在每组散热器的供水支管上或分户采暖系统的总入口供水管上。双管系统温控阀如图1-24所示。恒温控制器的温控阀分为两通阀与三通阀,其流通能力较大,主要应用于单管跨越式系统(图1-25)。
图1-22 温控阀结构图
1—恒温传感器 2—波纹管 3—设定标尺4—限制钮 5—连接螺帽 6—连接螺母
图1-23 散热器温控阀
图1-24 双管系统温控阀
图1-25 单管跨越式系统温控阀
9.平衡阀
平衡阀在一定的工作压差范围内可有效地控制通过的流量,动态调节供热管网系统,自动消除系统剩余压力,实现水力平衡。平衡阀可装在热水采暖系统的供水或回水总管上,以及室内供暖系统各个环路上。阀体上标有水的流动方向箭头,切勿装反。平衡阀结构示意图如图1-26所示。
10.阀门的表示方法
为了区分各种阀门的性质、类别、驱动方式、结构形式、连接方法、密封圈或衬里材料、公称压力和阀体材料,将阀门特性按照图1-27顺序排列。
图1-26 平衡阀结构示意图
1—整圈流量显示 2—匙孔 3—手动调节阀组4—自动调节阀组
图1-27 阀门表示方法
1)阀门类别见表1-34。
表1-34 阀门类别
2)驱动种类代号用一个阿拉伯数字表示。驱动种类代号见表1-35。
表1-35 驱动种类代号
3)连接形式和结构形式代号分别用一个阿拉伯数字表示。连接形式代号见表1-36 ,结构形式及代号见表1-37。
表1-36 连接形式代号
表1-37 结构形式及代号
4)阀座密封圈或衬里材料代号见表1-38。
5)阀体材料代号见表1-39 ,公称压力 PN≤1.6MPa的灰铸铁阀体和公称压力 PN≤2.5MPa的碳素钢阀体省略本单元代号。
表1-38 阀门密封圈或衬里材料代号
注:由阀体直接加工密封面材料用“W”表示。当阀座和阀瓣(闸板)密封面材料不同时,用低硬度材料代号(隔膜阀除外)。
表1-39 阀体材料代号
11.阀门的识别
阀门标志的识别见表1-40,阀体材料涂漆识别见表1-41,密封面材料涂漆识别见表1-42。
表1-40 阀门标志的识别
表1-41 阀体材料涂漆识别
表1-42 密封面材料涂漆识别
(二)常用法兰
法兰一般由钢板加工而成,也有铸钢法兰和铸铁螺纹法兰。根据法兰与管子的连接方式不同,法兰可分为平焊法兰、对焊法兰、松套法兰和螺纹法兰等(图1-28)。
法兰垫圈的材料选用可参考表1-43。
图1-28 常用法兰
a)平焊法兰 b)对焊法兰 c)松套法兰 d)螺纹法兰
表1-43 法兰垫圈材料选用
十五、常用水暖工程器具及设备处理
(一)水箱
水箱水面通向大气,且高度不超过2.5m,箱壁承受压力不大,材料可用金属(如钢板)焊制,需要做防腐处理;有条件时可用不锈钢、铜及铝板焊制;非金属材料用塑料、玻璃钢及钢筋混凝土等,较耐腐蚀。水箱有球形、立方体和长方体,也可根据需要选用其他形状。球形水箱结构合理,造价低,但占地较大,不方便;立方体、长方体水箱占地较少,但结构复杂,耗材料多,造价较高。目前常用玻璃钢制球形水箱。水箱应装设如图1-29所示的管道和设备。
图1-29 水箱的装备
1—进水管 2—出水管 3—溢流管 4—泄水管5—通气管 6—水位计 7—通气管
(二)气压给水装置
气压给水装置的类型很多,有立式、卧式、水气接触式及隔离式;按压力是否稳定,可分为变压式和定压式,变压式是最基本形式。
1.变压式
罐内充满压缩空气和水,水被压缩空气送往给水管中,随着不断用水,罐内水量减少,空气膨胀,压力降低,当降到最小设计压力时,压力继电器起动水泵,向给水管及水箱供水,再次压缩箱内空气,压力上升;当压力升到最大工作压力时,水泵停泵。变压式气压罐如图1-30所示。
图1-30 变压式气压罐
2.定压式
在用水压力要求稳定的给水系统中,可采用定压的装置,可在变压式装置的供水管设置安全阀,使压力调到用水要求压力或在双罐气压装置的空气连通管上设置调压阀,保持要求的压力,使管网在定压下运行。定压式气压罐如图1-31所示。
图1-31 定压式气压罐
(三)变频调速给水系统
由水泵的性能可知,改变电机的转速可以改变水泵出水流量和压力的特性关系。电机转速的改变,通过改变电源频率较为方便,这种调节频率的设备称为变频器。利用变频器及时调整水泵运行速度来满足用水量的变化并达到节能的目的,该设备称为变频调速供水设备。变频调速供水设备的原理如图1-32所示。
图1-32 变频调速供水设备的原理
(四)热水系统加热设备
1.太阳能热水器
我国广大地区太阳能资源丰富,尤以西北部、青藏高原、华北及内蒙古地区最为丰富,可作为太阳灶、热水器、热水暖房等热能利用。真空管太阳能热水器如图1-33所示。
2.容积式热水加热器
图1-33 真空管太阳能热水器
1—太阳光 2—真空管 3—排气管4—储水箱 5—漫反射板
容积式热水加热器内储存一定量的热水,用以供应和调节热水用量的变化,使供水均匀稳定,它具有加热器和热水箱的双重作用。器内装有一组加热盘管,热媒由封头上部通入盘管,冷水由器下进入,经热交换后,热水由加热器上部流出,热媒散热后凝水由封头下部流回。卧式容积式热水加热器如图1-34所示。容积式热水加热器供水安全可靠,但有热效率低、体积大、占地面积大的缺点。
图1-34 卧式容积式热水加热器
1—热媒入口 2—回水管 3—冷水管 4—热水管5—接压力表 6—接温控阀温包 7—安全阀 8—盘管
3.快速加热器
图1-35所示为水-水快速加热器的装置图。加热器由不同的筒壳组成,筒内装设一组加热小管,管内通入被加热水,管道间通过热媒,两种流体逆向流动,水流速度较高,提高热交换效率,加速热水。可根据热水用量及使用情况,选用不同型号及组合节筒数,满足热水用量的要求。
图1-35 水-水快速加热器
还可以利用蒸汽为热媒的汽-水快速加热器,器内装设多根小径传热管,管两端镶入管板,器的始末端装有小室,起端小室分为上下部分,冷水由始端小室下部进入器内,通过小管时被加热,至末端再转入上部小管继续加热,被加热水由始端小室上部流出,供应使用。蒸汽由器上部进入,与器内小管中流行的冷水进行热交换,蒸汽散热成为凝结水,由器下部排出。汽-水快速加热器如图1-36所示。其作用原理与水-水快速加热器基本相同,也适用于用水较均匀且有蒸汽供应的大型用水户,如公共建筑、饭店、工业企业等。
图1-36 汽-水快速加热器
4.半即热式热水加热器
此种加热器也属于有限量储水的加热器,其储水量很小,加热面大、热水效高、体积极小。它由有上下盖的加热水筒壳、热媒管及回水管、多组加热盘管和极精密的温度控制器等组成。冷水由筒底部进入,被盘管加热后,从筒上部流入热水管网供应热水,热媒蒸汽放热后,凝结水由回水管流回。热水温度以独特的精密温度控制器来调节,保证出水温度的要求。盘管为薄壁铜管制成,且为悬臂浮动装置。由于器内冷热水温度变化,盘管随之伸缩,扰动水流,提高换热效率,还能使管外积垢脱落,沉积于器底,可在加热器排污时除去。此种半即热式热水加热器热效率高,体形紧凑,占地面积很小,是一种较好的加热设备,如图1-37所示。适用于热水用量大且较均匀的建筑物,如宾馆、医院、饭店、工厂、船舶及大型的民用建筑等。
图1-37 半即热式热水加热器
5.铸铁散热器
铸铁散热器有翼型和柱型之分。铸铁翼型散热器又有圆翼型和长翼型之分。铸铁圆翼型散热器如图1-38所示。按管子的内径规格有D50、 D75 两种,所带肋片数目分别为27 片和47片,管长为1m,两端有法兰,可以串联相接。
图1-38 铸铁圆翼型散热器
如图1-39所示为铸铁长翼型散热器,铸铁长翼型散热器的外壳是一个带有翼片的中空壳体,在壳体侧面的上、下端各有一个带螺纹的穿孔,供热媒进出,并可借正反螺纹把单个散热器组合起来。此散热器外表面上具有若干平行、竖向肋片,外壳内部是一扁盒状空间。铸铁长翼型散热器高度为600mm,竖向肋片的数目有10片、14 片两种规格,由于其高度为600mm,习惯上称为“大60”及“小60”。“大60”的长度为280mm,带有14个肋片;“小60”的长度为200mm,带有10个肋片,可以按需要互相拼装组合。
图1-39 铸铁长翼型散热器
6.柱型散热器
柱型散热器是呈柱状的单片散热器,外表光滑,无肋片,每片各有几个中空的立柱相互连通。在散热片顶部和底部各有一个带螺纹的穿孔供热媒进出,并可借正反螺纹把若干单片组合在一起,形成一组。
我国常用的柱型散热器的类型有四柱、五柱和二柱M-132(图 1-40 和图 1-41)。前两种的高度有700mm、760mm、800mm及813mm,有带脚与不带脚片型,用于落地或挂墙安装。二柱M-132型散热器的宽度为132mm,两边为柱状、中间有波浪形的纵向肋片,是不带脚片型,用于挂墙安装。柱型散热器传热系数高,外形美观,易清扫,容易组合成需要的散热面积。主要缺点是制造工艺复杂、劳动强度大。
图1-40 四柱和五柱型散热器
柱型散热器与翼型散热器相比,具有传热性能好、外形美观、表面光滑、易于清洗等优点,在居住等民用建筑和公共建筑中应用广泛。但缺点是制造工艺较为复杂,造价较高。
7.钢制散热器
目前我国生产的钢制散热器有闭式钢串片散热器、钢制柱式散热器、钢制板式散热器等。闭式钢串片散热器由钢管、肋片、联箱、放气阀和管接头组成,其构造如图1-42所示,散热器上的钢串片均为0.5mm厚的薄钢片。
图1-41 二柱M-132型散热器
闭式钢串片散热器的优点是体积小,重量轻,承压高,占地小;缺点是阻力大,不易清除灰尘。钢制柱式散热器是用钢板压制成单片,然后焊接而成的,如图1-43所示。
图1-42 闭式钢串片散热器
图1-43 钢制柱式散热器
钢制板式散热器由面板、背板、对流片和水管接头及支架等部件组成,如图1-44所示。板式散热器外形美观,散热效果好,且节省材料,占地面积小,但是承压能力较低。
除了上述钢及铸铁制散热器外,还有铜铝复合、柱翼型、钢柱等散热器(图1-45~图1-47)。在设计供暖系统时,应根据散热器的热工、经济和美观各方面的条件,以及供暖房间的用途、安装条件、当地产品来源等因素来选用散热器。
图1-44 钢制板式散热器
图1-45 柱翼型散热器
图1-46 铜铝复合散热器
图1-47 卫浴散热器
十六、常用通风空调工程加工机具和连接形式
(一)加工机具
1.画线工具
按风管规格尺寸及图样要求把风管的外表面展开成平面,即在平板上依据实际尺寸画出展开图,这个过程称为展开画线,俗称放样。画线的正确性直接关系到风管尺寸大小和制作质量,所以画线时要角直、线平、等分准确;剪切线、倒角线、折方线、翻边线、留孔线、咬口线要画齐、画全;要合理安排用料,节约板材,经常校验尺寸,确保下料尺寸准确。常用划线工具如图1-48所示,具体包括以下几种:
1)不锈钢直尺。长度1m,分度值1m,用来度量直线和画线。
2)钢板直尺。长度2m,分度值1mm,用以画直线。
3)直角尺。用来画垂直线或平行线,并用于找正直角。
图1-48 常用划线工具
1—不锈钢直尺 2—钢板直尺 3—直角尺 4—画规、地规 5—量角器 6—画针 7—样冲
4)画规、地规。用来画圆、画圆弧或截取线段长度。
5)量角器。用来测量和划分角度。
6)画针。用工具钢制成,端部磨尖,用以画线。
7)样冲。用以冲点做记号。
2.剪切工具
(1)手工剪切 手工剪切最常用的工具为手剪。手剪分为直线剪(图1-49a)和弯剪(图1-49b)。直线剪适用于剪切直线和曲线外圆;弯剪适用于剪切曲线的内圆。手剪剪切板材的厚度一般不超过1.2mm。
图1-49 手剪
a)直线剪 b)弯剪
(2)机械剪切 机械剪切常用的工具有龙门剪板机(图1-50)、双轮直线剪板机(图1-51)、振动式曲线剪板机(图1-52)、联合冲剪机(图1-53)等。
图1-50 龙门剪板机
图1-51 双轮直线剪板机
图1-52 振动式曲线剪板机
图1-53 联合冲剪机
3.折方机和卷圆机
折方用于矩形风管的直角成形。手工折方时,先将厚度小于1.0mm的钢板放在工作台上,使画好的折方线与槽钢边对齐,将板材打成直角,然后用硬木方尺进行修整,打出棱角,使表面平整。机械折方时,则可使用如图1-54所示的手动扳边折方机进行压制折方。
图1-54 手动扳边折方机
卷圆用于制作圆形风管时的板材卷圆。手工卷圆一般只能卷厚度在1.0mm以内的钢板。机械卷圆则使用卷圆机进行。如图1-55所示的卷圆机适用于厚度在2.0mm以内、板宽在2000mm以内的板材卷圆。
(二)连接形式
图1-55 卷圆机
金属板材的连接方式有咬口连接、铆钉连接和焊接。其中,金属风管的咬接或焊接选用参考见表1-44。
表1-44 金属风管的咬接或焊接选用参考
1.咬口连接
咬口连接是将要相互接合的两个板边折成能相互咬合的各种钩形,勾接后压紧折边。这种连接适用于厚度δ≤1.2mm的普通薄钢板和镀锌薄钢板、厚度δ≤1.0mm的不锈钢板及厚度≤1.5mm的铝板。常用咬口形式及适用范围见表1-45。
表1-45 常用咬口形式及适用范围
注: B为咬口宽度。
咬口宽度与加工板材厚度及咬口种类有关,一般应符合表1-46的要求。
表1-46 咬口宽度(单位:mm)
(1)手工咬口 手工咬口工具如图1-56所示。木方尺(拍板)用硬木制成,用来拍打咬口。硬质木锤用来打紧打实咬口。钢制方锤用来制作圆风管的单、立咬口和修正矩形风管的角咬口。工作台上固定有槽钢、角钢或方钢,用作拍制咬口的垫铁;做圆风管时,用固定在工作台上的钢管作垫铁。
图1-56 手工咬口工具
联合角咬口的加工步骤如图1-57所示。手工咬口,工具简单,但工效低、噪声大、质量也不稳定。
图1-57 联合咬口的加工步骤
(2)机械咬口 常用的咬口机械有手动或电动扳边机、矩形风管直管和弯头咬口机、圆形弯头咬口机、圆形弯头合缝机、咬口压实机等。国内生产的各种咬口机,系列比较齐全,能满足施工需要(图1-58、图1-59)。
图1-58 SAF-8矩形弯头联合角咬口折边机的主视图
图1-59 SAF-7型单平咬口折边机
1—进料端靠尺 2—操作机构3—调整螺母 4—成形端靠尺
咬口机一般适用于厚度为1.2mm以内的折边咬口。例如,直边多轮咬口机(图1-60),它是由电动机经皮带轮和齿轮减速,带动固定在机身上的槽形不同的滚轮转动,使板边的变形由浅到深,循序渐变,被加工成所需咬口形式。图1-61所示为单平咬口折压变形过程。
图1-60 直边多轮咬口机
图1-61 单平咬口折压变形过程
注:1、2、3、4分别表示整个折弯压实过程
机械咬口操作简便,成形平整光滑,生产效率高,无噪声,劳动强度小。
2.铆钉连接
板材铆接时,要求铆钉直径d为板材厚度δ的两倍,但不得小于3mm,即d=2δ且d≥3;铆钉长度L=2d+(1.5~2.0)mm;铆钉之间的中心距A一般为40~100mm;铆钉孔中心到板边的距离B应保证(3~4) d,如图1-62所示。
在通风空调工程中,铆接除了个别地方用于板与板的连接外,还大量用于风管与法兰的连接,如图1-63所示。
图1-62 铆钉连接
图1-63 风管与法兰铆接
1—铆钉头部 2—法兰 3—风管壁翻边
铆接可采用手工铆接和机械铆接。
(1)手工铆接 手工铆接主要工序有画线定位、钻孔穿铆钉、垫铁打尾、罩模打尾成半圆形铆钉帽。这种方法工序较多,工效低,且捶打噪声大。
(2)机械铆接 在通风空调工程中,常用的铆接机械有手提电动液压铆接机(图1-64)、电动拉铆枪(图 1-65)及手动拉铆枪(图1-66)等。机械铆接穿孔、铆接一次完成,工效高,省力,操作简便,噪声小。
图1-64 手提电动液压铆接机
图1-65 电动拉铆枪
图1-66 手动拉铆枪
3.焊接
因通风空调风管密封要求较高或板材较厚不能用咬口连接时,板材的连接常采用焊接。
焊缝的形式及适用范围见表1-47。
表1-47 焊缝的形式及适用范围
十七、常用水暖施工安装机具
(一)管道切断机具
1.手工钢锯
手工钢锯切割是工地上广泛应用的管子切割方法。钢锯由锯弓和锯条构成(图1-67)。
图1-67 手工钢锯
2.滚刀切管器
滚刀切管器(图 1-68)由滚刀、刀架和手柄组成,适用于切割管径小于 100mm的钢管。
图1-68 滚刀切管器
3.砂轮切割机
砂轮切割机(图1-69)切管是利用高速旋转的砂轮片与管壁接触摩擦切削,将管壁磨透切割。
由于塑料管或铝塑复合管材质较软,管径较小的管子可采用专用的切管器或如图1-70所示的塑料管剪管刀手工切割,管径较大的管子可采用钢锯切割或机械锯切割。
图1-69 砂轮切割机
图1-70 塑料管剪管刀
4.氧气-乙炔焰切割
氧气-乙炔焰切割是利用氧气和乙炔气混合燃烧产生的高温火焰加热管壁,烧至钢材呈黄红色(1100~1150℃),然后喷射高压氧气,使高温的金属在纯氧中燃烧生成金属氧化物熔渣,被高压氧气吹开,从而割断管子。
图1-71 氧气-乙炔割炬
1—割嘴 2—混合气管 3—射吸管 4—喷嘴 5—预热氧气阀6—乙炔阀 7—切割氧气阀 8—切割氧化管
割炬由割嘴、混合气管、射吸管、喷嘴、预热氧气阀、乙炔阀和切割氧气阀等构成,如图1-71所示。其作用是一方面产生高温氧气-乙炔焰,熔化金属,另一方面吹出高压氧气,吹落金属氧化物。
5.大型机械切管机切割
大直径钢管除用氧气-乙炔切割外,还可以采用机械切割。如图1-72所示的切割坡口机由单相电动机、主体、传动齿轮装置、刀架等部分组成,能同时完成坡口加工和切割管径75~600mm的钢管。
图1-73所示为一种三角定位大管径切割机,这种切割机较为方便,对于地下管道或长管道的切割十分方便(管道直径在600mm以下,壁厚12~20mm以内尤为适合)。
图1-72 切割坡口机
图1-73 大管径切割机
1—主体A 2—连接杆 3—主体B 4—倒角刀架 5—齿轮 6—切刀
(二)管螺纹加工机具
1.人工套螺纹绞板
人工绞板的构造如图1-74所示。图1-75所示为板牙的构造,一般在板牙尾部及板牙孔处均印有1、2、3、4序号字码,以便对应装入板牙,防止顺序装乱造成乱螺纹和细螺纹。板牙每组四块,能套两种管径的螺纹,使用时应按管子规格选用对应的板牙。
图1-74 人工绞板
图1-75 板牙
2.电动机械套螺纹
电动套螺纹机(图1-76)的主要部件包括机座、电动机、齿轮箱、切管刀具、卡具、传动机构等,有的还有油压系统、冷却系统等。
(三)钢管冷弯常用机具
1.手工冷弯
图1-76 电动套螺纹机
(1)弯管板冷弯 冷弯最简便的方法是弯管板手工煨弯(图1-77)。
图1-77 弯管板手工煨弯
(2)滚轮弯管器冷弯 如图1-78所示是一种滚轮式弯管器,它由杠杆、固定滚轮、活动滚轮和管子夹持器组成。
图1-78 滚轮式弯管器
1—杠杆 2—固定滚轮 3—活动滚轮 4—管子夹持器
(3)小型液压弯管机弯管 小型液压弯管机(图1-79)以两个固定的导轮作为支点,两导轮中间有一个弧形顶胎,顶胎通过顶棒与液压机连接。
图1-79 小型液压弯管机
a)三脚架式 b)小车式
2.机械冷弯
钢管煨弯采用手工冷弯法工效较低,既费体力又难以保证质量,所以对管径大于25mm的钢管一般采用机械弯管机煨弯。机械弯管机的弯管原理有固定导轮弯管(图1-80)和转动导轮弯管(图1-81)。固定导轮弯管导轮位置不变,管子套入夹圈内,由导轮和压紧导轮夹紧,随管子向前移动,导轮沿固定圆心转动,管子被弯曲。转动导轮弯管在弯曲过程中,导轮一边转动,一边向下移动。机械弯管机可分为无芯冷弯弯管机和有芯弯管机;按驱动方式分为电动机驱动的电动弯管机和液压泵驱动的液压弯管机等。
图1-80 固定导轮弯管
a)开始弯管 b)弯管结束1—管子 2—夹圈 3—导轮 4—压紧导轮
图1-81 转动导轮弯管
a)开始弯管 b)弯管结束1—管子 2—夹圈 3—弯曲导轮 4—压紧滑块
(四)管子连接常用机具
管钳是螺纹接口拧紧常用的工具。管钳有张开式(图1-82)和链条式(图1-83)。张开式管钳应用较广泛,其规格及使用范围见表1-48。管钳的规格是以钳头张口中心到手柄尾端的长度来标称的,此长度代表转动力臂的大小。安装不同管径的管子应选用对应号数的管钳。若用大号管钳拧紧小管径的管子,虽因手柄长省力,容易拧紧,但也容易因用力过大、拧得过紧而胀破管件;大直径的管子用小号管钳,费力且不容易拧紧,而且易损坏管钳。不允许用管子套在管钳手柄上加大力臂,以免拉断钳颈或损坏钳颚。
图1-82 张开式管钳
图1-83 链条式管钳
表1-48 张开式管钳的规格及使用范围
链条式管钳又称链钳,是借助链条把管子箍紧而回转管子。它主要应用于大管径,或因场地限制,张开式钳管手柄旋转不开的场合。例如,在地沟中操作、空中作业及管子离墙面较近的场合。链条式管钳的规格及其使用范围见表1-49。
表1-49 链条式管钳的规格及使用范围