熱水供暖系統(tǒng)

1、熱水供暖系統(tǒng) 第三章 熱水供暖系統(tǒng) 熱水供暖系統(tǒng):以熱水作為熱媒的供暖系 統(tǒng)。 熱水供暖系統(tǒng) 熱水供暖系統(tǒng)的分類 1按系統(tǒng)循環(huán)動力的不同，可分為重力(自然)循環(huán)系統(tǒng) 和機械循環(huán)系統(tǒng)。 2按供、回水方式的不同，可分為單管系統(tǒng)和雙管系統(tǒng)。 3按系統(tǒng)管道敷設方式的不同，可分為垂直式和水平式 系統(tǒng)。 4按熱媒溫度的不同，可分為低溫水供暖系統(tǒng)和高溫水 供暖系統(tǒng)。 熱水供暖系統(tǒng) 國別低溫水中溫水高溫水 美國120 120-176 176 日本110 110-150 150 德國110 110 原蘇聯(lián)115 115 熱水供暖系統(tǒng) 第一節(jié) 重力（自然）循環(huán)熱水供暖系統(tǒng) 一、重力（自然）循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的工 作

2、原理及其作用壓力 1、工作原理 當水在鍋爐內(nèi)加熱后，水的密度減??；在 散熱器內(nèi)被冷卻后，水的密度增加。整個系統(tǒng) 將因供回水密度差的不同而維持循環(huán)流動。維 持該系統(tǒng)循環(huán)流動的壓力稱為自然作用壓力自然作用壓力。 熱水供暖系統(tǒng) hhh A A 2 g 3 5 右 01 h 4 1 左PP 熱水供暖系統(tǒng) n2、作用壓力 )( 21ggh hhhgp 左 12 () hhg pg hhh 右 () hg pppgh 右左 hhh A A 2 g 3 5 右 01 h 4 1 左PP 熱水供暖系統(tǒng) n從上式中可以看出： 自然循環(huán)系統(tǒng)的作用壓力： 1、與鍋爐中心和散熱器中心的垂直距離成 正比； 2、與供回水

3、的密度差成正比； 熱水供暖系統(tǒng) 二、重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的主要型 式 重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)主要分雙管和單 管兩種型式 。 熱水供暖系統(tǒng) 3 11 10 i=0.5%1% 6 i=0.5%1% 9 7 5 i=0.5%1% 1 4 8 2 (a)(b) 熱水供暖系統(tǒng) n上供下回式重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)管道布 置的一個主要特點是： 系統(tǒng)的供水干管必須有向膨脹水箱方 向上升的流向。其反向的坡度為05 10；散熱器支管的坡度一般取1%。 這是為了使系統(tǒng)內(nèi)的空氣能順利地排除， 因系統(tǒng)中若積存空氣，就會形成氣塞，影 響水的正常循環(huán)。 回水干管應有向鍋爐方向向下坡向， 其坡度一般為0.51%。 熱水供暖系統(tǒng)

4、三、重力循環(huán)熱水供暖雙管系統(tǒng)作用 壓力的計算 )(1 1gh ghp )( 212gh hhgp 熱水供暖系統(tǒng) n在雙管系統(tǒng)中，由于各層散熱器與鍋爐 的高差不同，雖然進入和流出各層散熱 器的供、回水溫度相同(不考慮管路沿途 冷卻的影響)，也將形成上層作用壓力大、 下層作用壓力小的現(xiàn)象。如選用不同管 徑仍不能使各層阻力損失達到平衡，由 于流量分配不均，必然要出現(xiàn)上熱下冷上熱下冷 的現(xiàn)象。 熱水供暖系統(tǒng) 垂直失調(diào) n在供暖建筑物內(nèi)，同一豎向的各層房間的室溫 不符合設計要求的溫度，而出現(xiàn)上、下層冷熱 不勻的現(xiàn)象，通常稱作系統(tǒng)垂直失調(diào)。 n雙管系統(tǒng)的垂直失調(diào)，是由于通過各層的循環(huán) 作用壓力不同而出現(xiàn)的

5、；而且樓層數(shù)越多，上 下層的作用壓力差值越人垂直失調(diào)就會越嚴 重。 熱水供暖系統(tǒng) 四、重力循環(huán)熱水供暖單管系統(tǒng)的作 用壓力的計算 熱水供暖系統(tǒng) n從上面的分析可見，單管熱水供暖系統(tǒng)的作用 壓力與水溫、加熱中心與冷卻中心的高度差以 及冷卻中心的個數(shù)有關，且每一根立管只有一 個重力循環(huán)作用壓力。 n為了計算單管系統(tǒng)重力循環(huán)作用壓力，需求出 各個冷卻中心之間管路中水的密度，為此，首 先要確定各冷卻中心管路的水溫。 熱水供暖系統(tǒng) 單管系統(tǒng)各點水溫的計算 熱水供暖系統(tǒng) 熱水供暖系統(tǒng) n單管系統(tǒng)與雙管系統(tǒng)相比，除了作用壓 力不同外，各層散熱器的進出口水溫也 是不同的。因而各層散熱器的K值不同， 從而影響散

6、熱器面積的多少 熱水供暖系統(tǒng) 五、考慮水沿管路冷卻時重力循環(huán)的作用 壓力 n在工程計算中，總的循環(huán)作用壓力 zhf ppp 熱水供暖系統(tǒng) n重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)是最早采用的一種熱水 供暖方式，已有約200年的歷史，至今仍在應 用。 F系統(tǒng)特點系統(tǒng)特點 它裝置簡單，運行時無噪音和不消耗電能。但 由于其作用壓力小，管徑大，作用范圍受到限 制。重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)通常只能在單幢建 筑物中應用，其作用半徑不宜超過50m。 熱水供暖系統(tǒng) 第二節(jié) 機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng) n機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)與重力循環(huán)系統(tǒng)的主要差別是 在系統(tǒng)中設置了循環(huán)水泵。 n設置了循環(huán)水泵，增加了系統(tǒng)的經(jīng)常運行電費和維修 工作量；但由

7、于水泵所產(chǎn)生的作用壓力很大，因而供 暖范圍可以擴大。機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)不僅可用于 單幢建筑物中。也可以用于多幢建筑，甚于發(fā)展為區(qū) 域熱水供暖系統(tǒng)。 n機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)成為應用最廣泛的一種供暖系 統(tǒng)。 熱水供暖系統(tǒng) 一、 機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)和重力循環(huán)熱 水供暖系統(tǒng)的比較 重力循環(huán)機械循環(huán) 循環(huán)推動力小大 管內(nèi)流速小大 管徑大小 作用半徑小大 耗電無水泵耗電 維修方便麻煩 應用小型大、中型 熱水供暖系統(tǒng) n共性 （1）均有膨脹水箱和空氣排除問題，但 排氣方式不同。 （2）均有重力循環(huán)作用壓力。 熱水供暖系統(tǒng) 二、機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的主要型 式 n垂直式： 上供下回 下供下回 中供式 下供

8、上回 n水平式：水平串聯(lián)式 水平跨越式 熱水供暖系統(tǒng) （一）垂直式 n1、上供下回 2 1 3 立 管 I 4 II III IV V 3 熱水供暖系統(tǒng) n（1）分類 雙管、單管順流式、單管跨越式 熱水供暖系統(tǒng) 單管順流式系統(tǒng)的特點是： v立管中全部的水量順次流入各層散熱器。順流式系統(tǒng) 型式簡單、施工方面，造價低，是國內(nèi)目前一般建筑 廣泛應用的一種形式。 v它最嚴重的缺點是不能進行局部調(diào)節(jié)。 熱水供暖系統(tǒng) 與順流式相比 ，單管跨越式系統(tǒng)所 需的散熱器面積比順流式系統(tǒng)大一些。 雙管系統(tǒng)可單獨調(diào)節(jié)，但容易產(chǎn)生垂 直失調(diào) 熱水供暖系統(tǒng) n（2）坡向坡度 供水干管：按水流方向設上升坡度，坡 度值不得小

9、于0.002，宜采用0.003 回水干管：按水流方向設下降坡度，坡 度值不得小于0.002，宜采用0.003 熱水供暖系統(tǒng) 2、下供下回 1 2 a 4 5 3 b h 6 熱水供暖系統(tǒng) n特點：（1）阻力平衡比上供下回式容易 （2）無效熱損失少 （3）冬季施工方便 （4）排氣困難 熱水供暖系統(tǒng) 3、中供式 n 中供式系統(tǒng)的特點： 中供式系統(tǒng)可避免由于頂層梁底標高過低, 致使供水干管擋住頂層窗戶的不合理布置,并減 輕了上供下回式樓層過多,易出現(xiàn)垂直失調(diào)的現(xiàn) 象；但上部系統(tǒng)要增加排氣裝置。 熱水供暖系統(tǒng) 3、中供式 熱水供暖系統(tǒng) 4、下供式 n倒流式系統(tǒng)具有如下特 點： (1)無需設置集氣罐等排

10、氣 裝置。 (2) 底層散熱器的面積減小， 便于布置。 (3)當采用高溫水供暖系統(tǒng) 時，可減少布置高架水 箱的困難。 (4)散熱器的面積要比上供 下回順流式系統(tǒng)的面積 增多。 i 1 2 i i i 3 熱水供暖系統(tǒng) n在異程式系統(tǒng)中，通過各個立管的循環(huán) 環(huán)路長度不相等，遠主立管的環(huán)路長， 近主立管的環(huán)路短，通過各個立管的壓 力損失較難平衡，在遠近立管處出現(xiàn)流 量失調(diào)而引起在水平方向上冷熱不均的 現(xiàn)象-水平失調(diào) 熱水供暖系統(tǒng) 同程式系統(tǒng) 1 4 2 立管 IIIIIIIV 3 熱水供暖系統(tǒng) n異程：簡單，水平失調(diào)（近熱遠冷） n同程：管材用量大，水平失調(diào)小，用在 較大供熱半徑的建筑 熱水供暖系

11、統(tǒng) 1 2 (2) (1) (1) (2) 2 1 （二）、水平式系統(tǒng) 熱水供暖系統(tǒng) 排氣困難排氣困難 每個散熱器上設跑風設空氣管每個散熱器上設跑風設空氣管 散熱器串聯(lián)過多時出現(xiàn)水平熱力失調(diào)散熱器串聯(lián)過多時出現(xiàn)水平熱力失調(diào) 與垂直系統(tǒng)比，造價低，施工方便與垂直系統(tǒng)比，造價低，施工方便 熱水供暖系統(tǒng) （三）、適合分戶計量式系統(tǒng) 熱水供暖系統(tǒng) 熱水供暖系統(tǒng) 熱水供暖系統(tǒng) 第三節(jié) 高層建筑熱水供暖系統(tǒng) n高層建筑熱水供暖系統(tǒng)的兩大特點： 系統(tǒng)靜壓力高；垂直失調(diào)嚴重 熱水供暖系統(tǒng) n一、分層式系統(tǒng) 1、隔絕式 熱水供暖系統(tǒng) n上層成為獨立系統(tǒng)，與外網(wǎng)水力隔離 n解決散熱器承壓能力 n減少垂直失調(diào) 熱水

12、供暖系統(tǒng) n2、雙水箱分層 式熱水供暖系 統(tǒng) 上層利用兩水箱高 差自然循環(huán) 解決散熱器承 壓問題 開式水箱，空氣易 進入系統(tǒng)，導致加大腐蝕 熱水供暖系統(tǒng) 二、雙線式系統(tǒng) （1）垂直雙線式單管熱水供暖系統(tǒng) （2）水平雙線式熱水供暖系統(tǒng) 熱水供暖系統(tǒng) 熱水供暖系統(tǒng) 熱水供暖系統(tǒng) 三、單雙管混合式系統(tǒng) 熱水供暖系統(tǒng) 第四節(jié) 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的管 路布 置和主要設備及附件 熱水供暖系統(tǒng) 一、室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的管路布置 n1、熱力入口（供暖系統(tǒng)的引入口） 位置：應設置在建筑物熱負荷對稱分布的位置 用戶供暖系統(tǒng)與熱水管網(wǎng)的連接形式： 直接連接 間接連接 熱水供暖系統(tǒng) 2、系統(tǒng)分支形式 系統(tǒng)管道走向合理、節(jié)

13、省管材、便 于調(diào)節(jié)和排除空氣、各個環(huán)路阻力損失 容易平衡。 有兩個分支環(huán)路的同程式系統(tǒng)布置形式。 一般宜將供水干管的始端放置在朝北向 側，而末端設在朝南向一側。 熱水供暖系統(tǒng) 二、熱水供暖系統(tǒng)的主要設備和附件二、熱水供暖系統(tǒng)的主要設備和附件 （一）、膨脹水箱 1、作用 n用來貯存熱水供暖系統(tǒng)加熱的膨脹水量。 n在重力循環(huán)上供下回式系統(tǒng)中，起著排氣作用。 n恒定供暖系統(tǒng)的壓力。 熱水供暖系統(tǒng) （一）、膨脹水箱 n2、結構 由鋼板焊成一圓形或方形水箱，箱上 連有五根管：膨脹管、溢流管、排水管、 信號管、循環(huán)管。 熱水供暖系統(tǒng) 熱水供暖系統(tǒng) n3、膨脹水箱型號選擇 容積： 式中：vp膨脹水箱的有效容

14、積 水的體積膨脹系數(shù) vc系統(tǒng)內(nèi)的水容量 考慮系統(tǒng)內(nèi)水受熱和冷卻時水 溫的最大波動值 maxpc vtv max t 熱水供暖系統(tǒng) n4、膨脹水箱與系統(tǒng)的連接 （1）自然循環(huán) 設在系統(tǒng)最高點 （2）機械循環(huán) 設在水泵入口處 熱水供暖系統(tǒng) 熱水供暖系統(tǒng) (二)熱水供暖系統(tǒng)排除空氣的設備 n集氣罐 圖 熱水供暖系統(tǒng) n型號選擇：按保證其中水流速不超過 0.5m/s 熱水供暖系統(tǒng) 熱水供暖系統(tǒng) (二)熱水供暖系統(tǒng)排除空氣的設備 熱水供暖系統(tǒng) (二)熱水供暖系統(tǒng)排除空氣的設備 熱水供暖系統(tǒng) (三）、除污設備 n作用：清除和過濾管路中的雜質(zhì)和污垢。 n安裝位置： 空調(diào)總回水管 采暖系統(tǒng)入口 各種換熱設備

15、之前 各種小口徑調(diào)壓裝置之前 n選擇(確定管徑） 除污器或過濾器橫斷面流速宜取0.1m/s 熱水供暖系統(tǒng) （四）、分集水器、分氣缸 n（1）當需要從總管接出兩個以上的分支 環(huán)路時，考慮各個環(huán)路之間的壓力平衡 和使用功能要求，宜采用分氣缸、分水 器、集水器。 熱水供暖系統(tǒng) n（2）分氣缸直徑的確定 G:通過分汽缸的總蒸汽流量，t/h v：筒身蒸汽流速，1015 m/s :蒸汽密度kg/m3 v G D595. 0 熱水供暖系統(tǒng) n（3）分水器、集水器 筒身直徑按照斷面流速0.1m/s確定， 或估算D=1.53dmax 分水器集水器 一般應安裝壓力表、溫度計、并應保溫 熱水供暖系統(tǒng) （五）、調(diào)壓裝置 n（1）調(diào)壓板（孔板） 當外網(wǎng)熱源參數(shù)比較穩(wěn)定時，宜用調(diào) 壓板調(diào)整各建筑物入口處供水干管上的 壓力。 調(diào)壓板只用于P1000KPa的系統(tǒng)中， 調(diào)壓板前應設置除污器或過濾器，以防 止阻塞調(diào)壓板通孔。 熱水供暖系統(tǒng) f GD d 2 GHDf812. 01021.23 24 D：管道內(nèi)徑,mm H：所需消耗的壓頭,kpa G：用戶入口蒸汽或熱水流量m3/h :蒸汽密度kg/m3 熱水供暖系統(tǒng) (2)截止閥 n當供熱系統(tǒng)不大時，可