第三章-全水系統(tǒng)(全)

第3章全水系統(tǒng)§3.1全水系統(tǒng)概述§3.2全水系統(tǒng)的末端裝置§3.3熱水采暖系統(tǒng)§3.4高層建筑熱水采暖系統(tǒng)§3.5熱計量熱水采暖系統(tǒng)§3.6熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭§3.7熱水采暖系統(tǒng)的水力計算§3.8熱水采暖系統(tǒng)的失調(diào)與調(diào)節(jié)§3.9全水風機盤管系統(tǒng)§3.1全水系統(tǒng)概述：“熱媒”或“冷媒”在采暖與空調(diào)系統(tǒng)用來傳遞能量的媒介物(介質(zhì)，中間物質(zhì))稱為熱媒或冷媒（載冷劑）全水系統(tǒng)定義全部用水作為介質(zhì)傳遞室內(nèi)熱負荷或(和)冷負荷的系統(tǒng)稱為全水系統(tǒng)。

分類：①按提供熱量（或冷量）：供熱、供冷和既供冷又供熱②按末端裝置：自然對流和強迫對流。③按用途：熱水采暖系統(tǒng)和全水空調(diào)系統(tǒng)。第一個問題：什么是自然對流和強迫對流?全水系統(tǒng)組成①供熱的全水系統(tǒng)：由熱源、輸送熱媒的管道系統(tǒng)和供熱設備(末端裝置)組成②供冷的全水系統(tǒng)由冷源、輸送冷媒的管道系統(tǒng)和供冷設備(末端裝置)組成。③既供冷又供熱的全水系統(tǒng)中同時有冷源和熱源，末端裝置是供熱或(和)供冷的設備。熱水采暖系統(tǒng)為使建筑物達到采暖目的，而由熱源或供熱裝置、散熱設備和管道等組成的網(wǎng)絡?！?.1全水系統(tǒng)概述：熱水采暖系統(tǒng)分類按熱媒不同分為熱水采暖和蒸汽采暖系統(tǒng)。熱水采暖系統(tǒng)優(yōu)缺點(相對于蒸汽采暖)優(yōu)點：①運行管理簡單，維修費用低。②熱效率高，跑、冒、滴、漏現(xiàn)象輕，可比蒸汽供暖節(jié)能20％-40％。③可采用多種調(diào)節(jié)方法，特別是可采用隨室外溫度變化改變采暖供、回水溫度的質(zhì)調(diào)節(jié)。④供暖效果好。連續(xù)供暖時，室內(nèi)溫度波動小。房間溫度均勻，無噪聲，可創(chuàng)造良好的室內(nèi)環(huán)境，增加舒適度。⑤管道設備銹蝕較輕，使用壽命長?！?.1全水系統(tǒng)概述：熱水采暖系統(tǒng)優(yōu)缺點(相對于蒸汽采暖)缺點：①蒸汽采暖主要靠蒸汽冷凝時放出的汽化潛熱；熱水采暖靠水的溫降。散熱設備傳熱系數(shù)低，在相同供熱量下，熱水為熱媒時流量大，管徑大，造價高。②輸送熱媒消耗電能多。綜合而言，有利節(jié)能、環(huán)保、提高舒適度、維修簡便和使用壽命長等方面而言，熱水采暖系統(tǒng)優(yōu)點是主要的，因此是民用和公共建筑的主要采暖形式，也可用于工業(yè)建筑及其輔助建筑中?！?.1全水系統(tǒng)概述：全水空調(diào)系統(tǒng)定義全水空調(diào)系統(tǒng)中房間的冷負荷或熱負荷全靠水來承擔。由于全水空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置為風機盤管，因此全水空調(diào)系統(tǒng)又稱為全水風機盤管系統(tǒng)。

全水空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)缺點(相對于其他空調(diào)系統(tǒng))優(yōu)點：①由于水的比熱比空氣大得多，系統(tǒng)水量比全空氣空調(diào)系統(tǒng)中的空氣量小得多，輸送能耗低，水管所占空間比風管小得多。對現(xiàn)有建筑改造時，易于解決布管問題。②可兼?zhèn)浼泄├浜凸岬膬?yōu)點，同時各末端裝置又有獨立開關(guān)和調(diào)節(jié)的功能。使用靈活方便，各個房間可單獨開關(guān)、調(diào)節(jié)與控制，節(jié)省運行費用?！?.1全水系統(tǒng)概述：全水空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)缺點(相對于其他空調(diào)系統(tǒng))優(yōu)點：③各房間設末端裝置處理空氣，各房間之間的空氣互不串通，避免了空氣交叉污染，有利于保證室內(nèi)空氣品質(zhì)。④除冷、熱源機房外，無其他空調(diào)機房，末端裝置吊掛或靠墻安裝，比全空氣空調(diào)系統(tǒng)占用建筑面積少。

缺點：①比全空氣空調(diào)系統(tǒng)運行維護量大。②有冷卻去濕功能，無加濕功能，靠門窗滲風或定期開窗來滿足房間對新風的要求，不能解決房間有組織的通風換氣問題。③風機盤管運行時有噪聲?！?.1全水系統(tǒng)概述：全水空調(diào)系統(tǒng)特點(相對于熱水采暖系統(tǒng))①夏季供冷，冬季供熱，熱水采暖系統(tǒng)只能用于冬季供熱；②室內(nèi)空氣強迫循環(huán)，室內(nèi)溫、濕度均勻，風機需要消耗功率，且有噪聲；③管理、維修工作量比熱水采暖系統(tǒng)要大；④比熱水采暖系統(tǒng)造價高，如僅用于冬季采暖，熱水采暖系統(tǒng)優(yōu)于全水空調(diào)系統(tǒng)。

§3.1全水系統(tǒng)概述：建筑物室內(nèi)的供熱或供冷設備處于能量輸送系統(tǒng)的終端，稱為末端裝置。常用末端裝置有：散熱器、暖風機、風機盤管等。

§3.2.1散熱器散熱器是采暖系統(tǒng)重要的、基本的組成部件。水在散熱器內(nèi)降溫向室內(nèi)供熱達到采的目的。

§3.2.1.1散熱器性能評價指標熱工性能傳熱系數(shù)越高，其熱工性能越好。增大傳熱系數(shù)的途徑：可采用增加外壁散熱面、提高散熱器周圍空氣流動速度、強化散熱器外表面輻強度和減少散熱器各部件間的接觸熱阻等。

§3.2全水系統(tǒng)末端裝置：經(jīng)濟指標單位散熱量的成本(元/W)及金屬耗量越低，其經(jīng)濟指標越好。安裝費用低、使用壽命越長，其經(jīng)濟性越好。安裝使用和工藝方面的要求具有一定的機械強度和承壓能力。安裝組對簡單。便于安裝和組合成所的散熱面積。尺寸較小，占用房間面積和空間少。不易破損，制造加工簡單、適于批量生產(chǎn)。衛(wèi)生和美觀方面的要求散熱器表面應光滑，方便和易于清除灰塵。外形應美觀，與房間裝飾協(xié)調(diào)?！?.2.1.1散熱器性能評價指標§3.2.1.2散熱器的種類

按傳熱方式分為：輻射散熱器和對流散熱器。按材質(zhì)分為：鑄鐵散熱器、鋼制散熱器、鋁合金散熱器以及塑料散熱器等。鑄鐵散熱器鑄鐵散熱器用灰口鑄鐵澆鑄而成。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、耐腐蝕、使用命長、水容量大。缺點：金屬耗量大、笨重、金屬熱強度比鋼制散熱器低。目國內(nèi)應用較多的鑄鐵散熱器有柱型和翼型?！?.2全水系統(tǒng)末端裝置：鑄鐵柱型散熱器§3.2.1.2散熱器的種類鋼制散熱器§3.2.1.2散熱器的種類其他散熱器§3.2.1.2散熱器的種類其他散熱器§3.2.1.2散熱器的種類§3.2.1.3散熱器的選擇、布置鑄鐵散的選擇①傳熱系數(shù)較大，其熱工性能應滿足采暖系統(tǒng)的要求。②承受壓力較大，所能承受的最大工作壓力應大于采暖系統(tǒng)底層散熱器的實際最大工作壓力。③外形美觀，與室內(nèi)裝修協(xié)調(diào)，易于清掃。④在產(chǎn)塵和對防塵要求較高的工業(yè)建筑中，應采用易于清除灰塵的散熱器。⑤在具有腐蝕性氣體的生產(chǎn)廠房或相對濕度較大的車間、地下水為水源且水處理不佳時應用鑄鐵散熱器?！?.2全水系統(tǒng)末端裝置：鑄鐵散的布置§3.2.1.3散熱器的選擇、布置第二個問題：散熱器置于外墻和內(nèi)墻下各有什么優(yōu)缺點?第三個問題：樓梯間的散熱器怎么考慮，為什么?§3.2.1.4散熱器的計算面積計算原則熱平衡，設計條件下散熱器散熱量=采暖設計熱負荷§3.2全水系統(tǒng)末端裝置：面積確定—散熱器計算面積，m2；—采暖設計熱負荷，W；—散熱器傳熱系數(shù)，W/(m2.℃)；—散熱器內(nèi)熱媒平均溫度，℃；—室內(nèi)空氣溫度，℃。散熱器片數(shù)：§3.2全水系統(tǒng)末端裝置：a—一片散熱器的散熱面積，m2。

第四個問題：六種連接方式哪種最好?§3.2.2暖風機組成：風機，電動機和空氣加熱器§3.2.2.1暖風機采暖的特點優(yōu)點：供熱量大，占地小，啟動快，能迅速提高室溫。缺點：風機運行時有噪聲，如全部采用室內(nèi)循環(huán)空氣時，不能改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。使用場合：大空間，負荷大，間歇工作，允許空氣循環(huán)。不能使用場合：空氣中含有劇毒性物質(zhì)，工藝過程產(chǎn)生易燃易爆氣體和纖維，粉塵的廠房?！?.2.2.2暖風機種類按熱媒：熱水、蒸汽暖風機；按風機：軸流式、離心式等?！?.2全水系統(tǒng)末端裝置：§3.2.2.3暖風機計算與布置主要確定型號，臺數(shù)及布置方案臺數(shù)確定：§3.2.2暖風機暖風機采暖的兩種方案：①暖風機供給全部采暖耗熱量，適于氣候較溫暖地區(qū)。②暖風機供給部分采暖耗熱量用散熱器維持量低室內(nèi)溫度(5℃)產(chǎn)品樣本中給出的進口空氣溫度為15℃若進口空氣溫度不等于15℃時，用下式進行修正：§3.2.2.3暖風機計算與布置暖風機平面布置時盡可能使室內(nèi)氣流分布合理、溫度均勻，NC型小型機組可采用圖3-8所示的布置方案。(a)直吹：用于小跨度廠房，暖風機在內(nèi)墻，向外墻方向送風。(b)斜吹：將暖風機掛在中間縱軸上，向兩面外墻斜向送風。(c)順吹：暖風機掛在外墻柱上，氣流串接。

暖風機布置：第五個問題：暖風機送風溫度范圍是多少，為什么?§3.2.3風機盤管(FanCoilUnit,縮寫為FCU)組成：通風機、電動機和盤管(空氣換熱器)等組成§3.2.3.1風機盤管構(gòu)造、分類及特點①按結(jié)構(gòu)型式立式、臥式、壁掛式、立柱式、卡式等。②按安裝方式：明裝、暗裝、半明裝③根據(jù)機外靜壓：低靜壓型(額定風量靜壓0Pa)和高靜壓型(不小于30Pa)§3.2全水系統(tǒng)末端裝置：§3.2.3風機盤管§3.2.3風機盤管風機盤管工作原理：盤管管內(nèi)流過冷凍水或熱水時與管外空氣換熱，使空氣被冷卻去濕或加熱來調(diào)節(jié)室內(nèi)的空氣參數(shù)。新風供給方式

§3.2.3風機盤管§3.2.3.2風機盤管選擇與安裝要求：風機盤管的選擇計算的目的：在已知風量、進風參數(shù)和水初溫、水流量的條件下，確定滿足所需空氣出口參數(shù)和冷量的機組。

制冷量、供熱量的標定：

部頒標準規(guī)定，全熱制冷量，顯熱控制冷量和供熱量用焓差法確定。全熱制冷量：顯熱制冷量：風側(cè)供熱工況的供熱量：§3.2.3風機盤管§3.2.3.2風機盤管選擇與安裝要求：額定供冷量與設計工況供冷量的換算：

不考慮水量變化，供熱量換算公式為：以熱水為熱媒的供暖系統(tǒng)稱為熱水供暖系統(tǒng)。

§3.3.1熱水采暖系統(tǒng)的循環(huán)動力§3.3熱水采暖系統(tǒng)：重力循環(huán)系統(tǒng)靠水的密度差進行循環(huán)的系統(tǒng)：水在鍋爐被加熱，溫度升高，密度減少，同時受到回水管冷水的驅(qū)動，使熱水沿供水干管上升，流入散熱器。在散熱器內(nèi)水被冷卻，沿回水干管回到鍋爐重新加熱，周而復始地循環(huán)，不斷把熱量從熱源送到房間。特點：省電，省投資，無噪聲，系統(tǒng)簡單，管徑粗。機械循環(huán)系統(tǒng)靠機械（水泵）力進行循環(huán)的系統(tǒng)。特點：供熱半徑大，是集中供暖系統(tǒng)的主要型式。

§3.3.1熱水采暖系統(tǒng)的循環(huán)動力第六個問題：膨脹水箱作用?第七個問題：膨脹水箱位置在哪，為什么?§3.3.2熱水采暖系統(tǒng)的供回水溫度高溫水采暖系統(tǒng)：供水溫度高于100℃的系統(tǒng)。特點：散熱器表面溫度高，易燙傷皮膚，烤焦有機灰塵，衛(wèi)生條件及舒適度較差；供回水溫差大，需散熱器面積小，管徑小，輸送熱媒耗電能少，運行費用低。適用于對衛(wèi)生條件要求不高的工業(yè)建筑及其輔助建筑。低溫水采暖系統(tǒng)--供水溫度低于100℃的系統(tǒng)。特點：其優(yōu)缺點正好與高溫水采暖系統(tǒng)相反。是民用及公共建筑的主要采暖系統(tǒng)型式。工程常用：高溫水130/80℃，低溫水95/70℃?！?.3熱水采暖系統(tǒng)：第八個問題：95/70℃采暖設計供回水溫度，Q、F均正確；實際供水80℃能否滿足要求？90℃？§3.3.3熱水采暖管道系統(tǒng)按供回水方式：§3.3熱水采暖系統(tǒng)：§3.3.3熱水采暖管道系統(tǒng)按供回水方式：§3.3熱水采暖系統(tǒng)：§3.3.3熱水采暖管道系統(tǒng)各種供回水方式優(yōu)缺點：①上供下回式供回水干管分別設置于系統(tǒng)最上面和最下面，排氣順暢，最常見。②上供上回式供回水干管均位于系統(tǒng)最上面，立管下面均要設放水閥，適用于四層以下建筑。優(yōu)點：易于調(diào)節(jié)，便于計量。缺點：不好泄空，易引起垂直失調(diào)現(xiàn)象。③下供下回式供、回水干管都設在底層散熱器下面，可減輕溫度豎向失調(diào)，有利于水力平衡?！?.3.3熱水采暖管道系統(tǒng)各種供回水方式優(yōu)缺點：④下供上回式供水干管在下部，回水干管在上部，頂部設膨脹水箱。優(yōu)點：水自下向上流動，可通過膨脹水箱排氣，不需設排氣裝置。底層供水溫度高，底層散熱器面積小，便于布置。對于高溫水供暖系統(tǒng)，可降低防止高溫水汽化所需的水箱標高。缺點：傳熱系數(shù)小，散熱器面積大。⑤中供式系統(tǒng)從系統(tǒng)總立管引出的水平供水干管設在系統(tǒng)中部，下部系統(tǒng)呈上供下回式，上部系統(tǒng)可采用下供上回式，也可采用上供下回式。優(yōu)點：可減輕垂直失調(diào)現(xiàn)象。缺點：上部系統(tǒng)需增加排氣裝置?！?.3.3熱水采暖管道系統(tǒng)按散熱器的連接方式：§3.3熱水采暖系統(tǒng)：垂直式采暖系統(tǒng)：不同樓層的各散熱器用垂直立管連接的系統(tǒng)；水平式采暖系統(tǒng)：同一樓層的散熱器用水平管連接的系統(tǒng)。水平式系統(tǒng)與垂直式系統(tǒng)相比：優(yōu)點：系統(tǒng)造價低，管路簡單，無穿過各層樓板的立管，施工方便；有可能利用最高層的輔助間（如樓梯間、廁所等）架設開口水箱；可按層調(diào)節(jié)供熱量。散熱器串聯(lián)很多時，易引起水平失調(diào)，即前段熱末端冷的現(xiàn)象?！?.3.3熱水采暖管道系統(tǒng)按散熱器的連接方式：§3.3.3熱水采暖管道系統(tǒng)水平式系統(tǒng)排氣及熱補償措施：針對熱脹冷縮引起的漏水和散熱器內(nèi)集聚空氣不熱或欠熱問題，需要采取排氣和熱補償措施。按連接散熱器的管道數(shù)量：單管系統(tǒng)：散熱器串聯(lián)布置。雙管系統(tǒng)：散熱器并聯(lián)布置。單管系統(tǒng)可分為順流式和跨越管式系統(tǒng)?！?.3.3熱水采暖管道系統(tǒng)按并聯(lián)環(huán)路水的流程

：§3.3.3熱水采暖管道系統(tǒng)

①同程式系統(tǒng)：熱媒沿各基本組合體流程相同的系統(tǒng)，即各環(huán)路管路總長度基本相等的系統(tǒng)。優(yōu)點：可減輕水平失調(diào)，阻力損失易于平衡。缺點：系統(tǒng)耗鋼材量多。

②異程式系統(tǒng)：熱媒沿各基本組合體流程不同的系統(tǒng)。優(yōu)點：系統(tǒng)耗鋼材量少。缺點：易引起水平失調(diào)。由于各立管間的阻力難以平衡，使得遠、近立管處出現(xiàn)流量失調(diào)，引起在水平方向各房間冷熱不均的現(xiàn)象，稱為系統(tǒng)的水平失調(diào)。按并聯(lián)環(huán)路水的流程

：§3.3.3熱水采暖管道系統(tǒng)第九個問題：采暖系統(tǒng)的失調(diào)類型和原因？高層建筑熱水采暖系統(tǒng)應考慮的特殊問題：§3.4高層建筑熱水采暖系統(tǒng)：①供暖設計熱負荷：同時考慮風壓和熱壓的作用。②垂直失調(diào)：采暖系統(tǒng)隨著高度增加，更易產(chǎn)生豎向失調(diào)，應合理確定系統(tǒng)型式。③承壓能力：在確定熱網(wǎng)與用戶連接方式時，確保本系統(tǒng)最高點不倒空、不汽化，底層散熱器不超壓，外網(wǎng)資用壓力≥用戶阻力損失。同時還應不導致其他建筑采暖散熱器超壓。§3.4.1.1高區(qū)采用間接連接的系統(tǒng)

：§3.4.1分區(qū)式高層建筑熱水采暖系統(tǒng)：分為高區(qū)與低區(qū)。低區(qū)：與室外網(wǎng)路直接連接（也可有混合裝置）；高區(qū)：與外網(wǎng)隔絕連接（水-水換熱器）優(yōu)點垂直失調(diào)減輕；易保證管徑≤25mm；高區(qū)水力工況不受外網(wǎng)影響，供水溫度符合要求；底層散熱器所受壓力減少；管材少，安裝方便。缺點

增加換熱站，造價高；增加水泵電耗和噪聲。在高層建筑熱水采暖系統(tǒng)中，將系統(tǒng)沿垂直方向分成兩個或兩個以上的獨立系統(tǒng)，稱為分區(qū)式采暖系統(tǒng)?！?.4.1.1高區(qū)采用間接連接的系統(tǒng)

：§3.4.1分區(qū)式高層建筑熱水采暖系統(tǒng)：§3.4.1.2高區(qū)采用雙水箱或單水箱的系統(tǒng)：§3.4.1分區(qū)式高層建筑熱水采暖系統(tǒng)：當外網(wǎng)供水溫度較低，采用熱交換器所需換熱面積過大而不經(jīng)濟時，可采用雙水箱或單水箱分區(qū)系統(tǒng)?！?.4.1.2高區(qū)采用雙水箱或單水箱的系統(tǒng)：§3.4.1分區(qū)式高層建筑熱水采暖系統(tǒng)：特點：①高區(qū)與外網(wǎng)直接連接；②當外網(wǎng)供水壓力低于高層建筑靜水壓時，可在用戶供水管上設加壓泵；③雙水箱系統(tǒng)利用進、回水箱之間的水位高差作為高區(qū)循環(huán)動力；單水箱系統(tǒng)利用系統(tǒng)最高點的壓力作為高區(qū)循環(huán)動力；④溢水管高度，取決于外網(wǎng)回水管的壓力；⑤省去熱交換器，系統(tǒng)造價降低；⑥開口水箱易進空氣，造成系統(tǒng)腐蝕。

§3.4.2.1雙線式熱水采暖系統(tǒng)

：§3.4.2其他類型的高層建筑熱水采暖系統(tǒng)：分為垂直雙線和水平雙線系統(tǒng)，只減輕失調(diào)，不解決超壓?！?.4.2.1雙線式熱水采暖系統(tǒng)

：§3.4.2其他類型的高層建筑熱水采暖系統(tǒng)：垂直雙線熱水采暖系統(tǒng)特點：①由于散熱器立管式是由上升和下降兩部分組成，可認為各層散熱器的平均溫度近似相同；②由于各層散熱器的平均溫度近似相同，有利于避免系統(tǒng)垂直失調(diào)；③需在П型立管的最高點設排氣裝置；④由于立管阻力小，易引起水平失調(diào)。解決辦法：可在回水立管上設孔板，增大立管阻力，或采用同程式系統(tǒng)來消除水平失調(diào)。

§3.4.2.1雙線式熱水采暖系統(tǒng)

：§3.4.2其他類型的高層建筑熱水采暖系統(tǒng)：水平雙線熱水采暖系統(tǒng)特點：①認為水平方向各組散熱器平均溫度近似相同；②當系統(tǒng)水溫或流量變化時，每組雙線上的各個散熱器的傳熱系數(shù)的變化程度近似相同；③由于上述原因有利于避免冷熱不均；④可在每層設調(diào)節(jié)閥，進行分層調(diào)節(jié)；⑤在每層水平支線上設節(jié)流孔板，增加各水平環(huán)路阻力，以避免系統(tǒng)垂直失調(diào)?！?.4.2.1雙線式熱水采暖系統(tǒng)

：§3.4.2其他類型的高層建筑熱水采暖系統(tǒng)：§3.4.2.2單雙管混合式熱水采暖系統(tǒng)

：§3.4.2其他類型的高層建筑熱水采暖系統(tǒng)：將散熱器沿垂直方向分成若干組，每組內(nèi)采用雙管連接，組與組之間采用單管連接?！?.4.2.2單雙管混合式熱水采暖系統(tǒng)特點：§3.4.2其他類型的高層建筑熱水采暖系統(tǒng)：優(yōu)點①較雙管系統(tǒng)垂直失調(diào)減輕；②管徑優(yōu)化，避免了散熱器支管過粗的缺點；③散熱器能進行局部調(diào)節(jié)；④下供上回時散熱器仍然同側(cè)上進下出，K大，F(xiàn)小。缺點①施工麻煩，管材比單管多。②不能解決系統(tǒng)下部散熱器超壓問題?！?.4.2.3熱水與蒸汽混合式采暖系統(tǒng)

：§3.4.2其他類型的高層建筑熱水采暖系統(tǒng)：§3.4.2.3熱水與蒸汽混合式采暖系統(tǒng)

：§3.4.2其他類型的高層建筑熱水采暖系統(tǒng)：對特高層建筑(例如全高大于160m的建筑)，最高層的水靜壓力已超過一般的管路附件和設備的承壓能力(一般為1.6MPa)?？蓪⒔ㄖ镅刎Q向分成三個區(qū)，最高區(qū)利用蒸汽做熱媒向位于最高區(qū)的汽水換熱器供給蒸汽；下面的分區(qū)以熱水作為熱媒，采用間接連接。特點：可解決系統(tǒng)下部散熱器超壓的問題；可減輕豎向失調(diào)?！?.5熱計量熱水采暖系統(tǒng)：為了便于分戶按實際耗熱量計費、節(jié)約能源和滿足用戶對采暖系統(tǒng)多方面的功能要求，熱計量采暖系統(tǒng)應運而生。涉及到熱計量采暖系統(tǒng)型式，熱量表，樓棟熱量分攤以及維護結(jié)構(gòu)等方面諸多問題。熱計量熱水采暖系統(tǒng)應便于管理，能夠控制和調(diào)節(jié)供熱量，可采用分戶式計量和分樓棟計量兩種。對既有的采暖系統(tǒng)型式，需要進行改造，對新建設的采暖系統(tǒng)應該預留熱計量儀表接口，便于以后實施熱計量?！?.5熱計量熱水采暖系統(tǒng)：計量裝置①熱量分配表(蒸發(fā)式熱量計)②熱水表(流量表)③熱量表(又稱熱表)：主要由流量計、溫度傳感器和積算儀構(gòu)成。調(diào)節(jié)裝置①溫控閥②常規(guī)閥門(閘閥、截至閥)③鎖閉閥流量分配措施：跨越管改造方案①跨越管+溫控閥/常規(guī)閥門+蒸發(fā)熱表（入口熱表），能實現(xiàn)計量和調(diào)節(jié)。②跨越管+鎖閉閥/無調(diào)節(jié)功能的溫控閥+熱表，熱量按面積分攤?！?.5.1既有熱水采暖系統(tǒng)熱計量改造

：§3.5熱計量熱水采暖系統(tǒng)：§3.5.2.1分戶水平單管系統(tǒng)§3.5.2新系統(tǒng)設計方案(分戶熱計量系統(tǒng))：§3.5.2.1分戶水平單管系統(tǒng)§3.5.2新系統(tǒng)設計方案(分戶熱計量系統(tǒng))：水平順流式在水平支路上設關(guān)閉閥、調(diào)節(jié)閥和熱表，可實現(xiàn)分戶調(diào)節(jié)和計量熱量，不能分室改變供熱量。散熱器同側(cè)接管的跨越式異側(cè)接管的跨越式在水平支路上安裝關(guān)閉閥、調(diào)節(jié)閥和熱表，在各散熱器支管上裝調(diào)節(jié)閥(溫控閥)，可實現(xiàn)分房間控制和調(diào)節(jié)供熱量。特點水平單管系統(tǒng)比水平雙管系統(tǒng)布置管道方便，節(jié)省管材，水力穩(wěn)定性好。在調(diào)節(jié)流量措施不完善時容易產(chǎn)生豎向失調(diào)。第十個問題：分戶水平單管系統(tǒng)和水平式系統(tǒng)的區(qū)別？§3.5.2.2分戶水平雙管系統(tǒng)一個住戶內(nèi)的各散熱器并聯(lián)，在每組散熱器上裝調(diào)節(jié)閥或恒溫閥，可分室控制和調(diào)節(jié)。特點可分室控制和調(diào)節(jié)；水力穩(wěn)定性不如單管系統(tǒng)，耗費管材?！?.5.2新系統(tǒng)設計方案(分戶熱計量系統(tǒng))：§3.5.2.3分戶水平單、雙管系統(tǒng)具有上述分戶水平單管和雙管系統(tǒng)的優(yōu)缺點，可用于面積較大的戶型以及躍層式建筑?！?.5.2新系統(tǒng)設計方案(分戶熱計量系統(tǒng))：§3.5.2.4分戶放射式熱水采暖系統(tǒng)(章魚式)①供熱管道入口設分水器和集水器，各散熱器并聯(lián)布置。②分水器引出的支管呈輻射狀埋地敷設至各個散熱器。③支管采用鋁塑復合管等管材，增加樓板的厚度和造價。④入戶管有熱表，各散熱器支管上有調(diào)節(jié)閥?！?.5.2新系統(tǒng)設計方案(分戶熱計量系統(tǒng))：§3.5.3分樓棟熱計量熱水采暖系統(tǒng)主要針對分戶式計量的弊端，如每戶入口處安裝熱計量表，增加費用，易堵塞，既有系統(tǒng)改造難度大等。采暖系統(tǒng)實現(xiàn)分樓棟熱計量易于實現(xiàn)，可采用跨越管式單管系統(tǒng)等形式。在散熱器支管安裝恒溫閥，控制調(diào)節(jié)房間溫度，在樓棟入口處安裝熱表計量，樓棟住戶進行熱費分配，如按面積分攤?！?.5.2新系統(tǒng)設計方案(分戶熱計量系統(tǒng))：§3.6熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭：重力循環(huán)完全靠熱媒供回水溫度不同，從而密度不同形成的壓力差循環(huán)的系統(tǒng)。重力循環(huán)作用壓頭因密度差，高差所產(chǎn)生的壓力差，在機械循環(huán)系統(tǒng)中也存在，是機械循環(huán)系統(tǒng)失調(diào)的重要因素之一?！?.6.1重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭

：作用壓頭：熱水采暖系統(tǒng)的循環(huán)動力；阻力損失：流體在系統(tǒng)中流動消耗的能量；運行時：阻力損失=作用壓頭。§3.6.1重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭

：§3.6.1.1簡單重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭§3.6.1重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭

：§3.6.1.1簡單重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭簡化：不考慮水在管道的散熱。水在鍋爐或換熱器中被加熱到供水溫度，密度，在散熱器中冷卻到回水溫度，密度為。假設循環(huán)環(huán)路最低點斷面A-A處有一閥門，突然將閥門關(guān)閉，A-A兩側(cè)所受水柱壓力分別為：右側(cè)：左側(cè)：

§3.6.1重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭

：§3.6.1.1簡單重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭因為，所以P1

>P2；右側(cè)與左側(cè)壓力之差為：

—重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓力，Pa；—重力加速度，g=9.81m/s2

；—冷卻中心到加熱中心的垂直距離，m；—供水密度，kg/㎡；—回水密度，kg/㎡。由上式可見，重力循環(huán)作用壓頭等于冷卻中心至加熱中心供回水的柱重差。對95/70℃系統(tǒng)，h1=1m，=156Pa。§3.6.1重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭

：§3.6.1.2重力循環(huán)單管熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭§3.6.1重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭

：§3.6.1.2重力循環(huán)單管熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭循環(huán)回路中，立管上的散熱器串聯(lián)布置，引起重力循環(huán)作用力的高差是（h1+h2）,冷卻后水的密度分為，其循環(huán)作用壓頭為：低溫水范圍內(nèi)，水的密度差與溫度差正比：立管上有N組散熱器的順流式系統(tǒng)重力作用壓頭：§3.6.1重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭

：課堂作業(yè)：推導立管上有N組散熱器的順流式系統(tǒng)重力作用壓頭：§3.6.1重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭

：§3.6.1.2重力循環(huán)單管熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭位于高處散熱器對重力作用壓頭貢獻大，負荷大散熱器貢獻大。采用不涉及水的密度的公式計算更方便。

對跨越式單管系統(tǒng)重力作用壓頭，也采用以上公式，只是要注意hi和Hi的取法。對95/70℃低溫水系統(tǒng)，β=0.64，則有：第十一個問題：對跨越式單管系統(tǒng)重力作用壓頭hi和Hi怎么取，為什么？§3.6.1重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭

：§3.6.1.3重力循環(huán)雙管熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭§3.6.1重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭

：§3.6.1.3重力循環(huán)雙管熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭重力循環(huán)雙管系統(tǒng)中，如不考慮管道散熱損失，認為各層散熱器進、出水溫相同，其重力作用壓頭分別為：第一層散熱器的重力作用壓頭：第二層散熱器的重力作用壓頭：產(chǎn)生垂直失調(diào)，即上熱下冷現(xiàn)象。層數(shù)越多上、下層作用壓頭的差值越大，垂直失調(diào)越嚴重。設計要點設計計算時應取第一層散熱器重力作用壓頭為計算值；應將上層散熱器多余的重力壓頭消耗在并聯(lián)管路中。

§3.6.1重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭

：§3.6.1.4水平式熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭作用壓頭計算式與重力循環(huán)雙管系統(tǒng)相同，值是要注意hi與Hi的取法。

§3.6.2機械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭

：設計要點重力作用壓頭相對水泵提供的作用壓頭較小，但重力作用壓頭是造成采暖系統(tǒng)豎向失調(diào)的重要原因。取采暖室外平均溫度下對應的供回水溫度來計算重力作用壓頭為設計值比較適宜，接近于取最大值的2/3；機械循環(huán)雙管熱水采暖系統(tǒng)：一般取通過最遠立管、最底層散熱器的環(huán)路作為水力計算的最不利環(huán)路。機械循環(huán)單管系統(tǒng)：建筑物各部分樓層相同，可不考慮重力作用壓頭；建筑物樓層不同，須考慮重力作用壓頭。機械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭由水泵揚程和重力作用壓頭組成，只考慮水在散熱器內(nèi)冷卻產(chǎn)生的重力作用：§3.6.3單管熱水采暖系統(tǒng)散熱器小循環(huán)和進流系數(shù)

：由于水在散熱器內(nèi)冷卻，在圖中第1點與第2點并聯(lián)的管路間通過散熱器的支路存在附加重力作用壓頭，增加了通過散熱器支路的流量，被稱為散熱器的小循環(huán)作用壓頭。進流系數(shù)流入散熱器流量與主管流量之比§3.6.3.1跨越式單管熱水采暖系統(tǒng)小循環(huán)作用壓頭計算§3.6.3單管熱水采暖系統(tǒng)散熱器小循環(huán)和進流系數(shù)

：圖(a)中1、2點之間的小循環(huán)重力作用壓頭為：圖(c)、(d)、(e)為水平式系統(tǒng)，重力作用壓頭為：注意(e)與(c)、(d)圖中h’的不同。§3.6.3.2單管熱水采暖系統(tǒng)散熱器的進流系數(shù)§3.6.3單管熱水采暖系統(tǒng)散熱器小循環(huán)和進流系數(shù)

：進流系數(shù)確定原理：并聯(lián)節(jié)點壓力平衡和考慮小循環(huán)作用壓頭。由圖3-30(a)跨越單管的1、2兩點可導出公式：雙側(cè)連接散熱器的順流式單管系統(tǒng)：①當兩側(cè)散熱器支管的管徑、管長及局部阻力和熱負荷接近或相等，則兩個散熱器的進流系數(shù)取0.5；②當一側(cè)支管的阻力損失顯著大于另一側(cè)，則阻力損失大的一側(cè)散熱器的進流系數(shù)小于0.5、另一側(cè)大于0.5，兩者之和等于1?！?.6.3.2單管熱水采暖系統(tǒng)散熱器的進流系數(shù)§3.6.3單管熱水采暖系統(tǒng)散熱器小循環(huán)和進流系數(shù)

：對垂直單管跨越式系統(tǒng)，按立管-支管-跨越管管徑組合可查下圖：§3.6.4單管熱水采暖系統(tǒng)散熱器進、出口水溫計算

：散熱器進、出口水溫的意義：①計算散熱器的面積或片數(shù)；②計算系統(tǒng)的重力作用壓頭?！?.6.4.1順流式單管系統(tǒng)散熱器進、出口水溫的計算§3.6.4單管熱水采暖系統(tǒng)散熱器進、出口水溫計算

：§3.6.4.1順流式單管系統(tǒng)散熱器進、出口水溫的計算設單管順流式系統(tǒng)供、回水溫度為，建筑物為n層，各層的采暖熱負荷為Q1，Q2…Qn

，若不計管道熱損失，則立管熱負荷為：

立管流量為(注意kg/s和kg/h換算)：

§3.6.4單管熱水采暖系統(tǒng)散熱器進、出口水溫計算

：§3.6.4.1順流式單管系統(tǒng)散熱器進、出口水溫的計算對第2到第N層散熱器：

可求出流出第2層散熱器的水溫t2：

以此類推，可求出第j層散熱器的出水溫度：

§3.6.4單管熱水采暖系統(tǒng)散熱器進、出口水溫計算

：§3.6.4.2跨越式單管系統(tǒng)散熱器進、出口水溫的計算跨越式系統(tǒng)中部分立管流量進入散熱器，使各層散熱器的出水溫度與順流式系統(tǒng)不同。進入散熱器的流量為：第十二個問題：已知散熱器的進、出口溫度，怎么計算散熱器的片數(shù)？§3.7熱水采暖系統(tǒng)的水力計算：水力計算的三種情況①已知系統(tǒng)各管段的流量和總作用壓頭，確定各管段的管徑（設計）②已知系統(tǒng)各管段的流量和管段管徑，確定所需作用壓頭（選設備）③已知系統(tǒng)各管段的流量和允許阻力損失，確定各管段的流量（校核）計算目的：

計算阻力損失，與作用壓力協(xié)調(diào)計算方法：

等溫降和不等溫降第十三個問題：何謂等溫降和不等溫降？§3.7.1跨越式單管系統(tǒng)散熱器進、出口水溫的計算§3.7熱水采暖系統(tǒng)的水力計算：§3.7.1.1異程式系統(tǒng)等溫降水力計算方法§3.7.1跨越式單管系統(tǒng)散熱器進、出口水溫的計算§3.7熱水采暖系統(tǒng)的水力計算：§3.7.1.1異程式系統(tǒng)等溫降水力計算方法①計算最不利環(huán)路：

選擇最不利環(huán)路

最不利環(huán)路：允許平均比摩阻最小的環(huán)路。在圖3-33中，立管V的管路為最不利環(huán)路。平均比摩阻計算：

已知作用壓頭ΔP時：未知作用壓頭ΔP時：可用推薦比摩阻值60-120Pa/m§3.7.1.1異程式系統(tǒng)等溫降水力計算方法查實際比摩阻根據(jù)Rm和已知的各管段設計流量，查水力計算表，得到在設計流量下各管段的管徑和實際比摩阻R。最不利環(huán)路的阻力損失②計算富裕壓頭和富裕度：

根據(jù)系統(tǒng)可資利用的作用壓頭ΔP和計算出的總阻力損失ΔH，求出富裕壓頭值，再確定其富裕度，即§3.7.1.1異程式系統(tǒng)等溫降水力計算方法①如Δ<10％，則要增大串聯(lián)管路中某一個或幾個管段的管徑，減小阻力損失；②如Δ>>10％，則要減少某一個或某幾個管段的管徑，增大阻力損失。③如用減小管徑的辦法來增加阻力損失已無可能，可用減小用戶入口閥門的開啟度來增加阻力損失?！?.7.1.1異程式系統(tǒng)等溫降水力計算方法③繪制壓力和阻力變化圖，確定各立管的資用壓力：§3.7.1.1異程式系統(tǒng)等溫降水力計算方法①圖中橫軸為順序截取的最不利管路干管各管段的長度并依次在相應位置標上立管Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ；縱軸為系統(tǒng)的作用壓力ΔP或各管段的阻力損失。②圖中1、2兩點縱坐標的連線的降度表示立管I和立管Ⅱ之間供水干管的阻力損失以及壓力降低的情況。③圖中各立管與干管連接點壓力的差值，即線段1-1′、2-2′、3-3′、4-4′、5-5′分別表示立管Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的資用壓力?！?.7.1.1異程式系統(tǒng)等溫降水力計算方法④計算其他立管的阻力損失：使主管阻力與資用壓力相等，防止實際流量偏離設計流量。在確定立管Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的阻力損失時，允許并聯(lián)管路的阻力損失不平衡，只要不平衡率不大于±15％，都認為符合要求。不平衡過大引起干管和立管中流量偏離設計工況重新分配。近處立管流量偏大，遠處立管流量偏小，出現(xiàn)水平失調(diào)。

減輕水平失調(diào)的方法：立管安調(diào)節(jié)閥和孔板消耗資用壓力、散熱器恒溫閥控制室溫、不等溫降法計算管網(wǎng)水力。第十四個問題：為什么允許存在不平衡率？§3.7.1跨越式單管系統(tǒng)散熱器進、出口水溫的計算§3.7.1.2同程式系統(tǒng)水力計算方法①計算“主計算環(huán)路”并繪制阻力損失變化曲線：

先選定通過最遠立管的環(huán)路為“主計算環(huán)路”。外網(wǎng)給用戶提供作用壓頭為ΔP。計算管徑與阻力損失驗算作用壓力富裕度：同程式采暖系統(tǒng)中通過各立管環(huán)路的管長接近相等，它比異程式系統(tǒng)更適于采用等溫降法進行水力計算。

§3.7.1.2同程式系統(tǒng)水力計算方法①計算“主計算環(huán)路”并繪制阻力損失變化曲線：

§3.7.1.2同程式系統(tǒng)水力計算方法②計算“次計算環(huán)路”并繪制阻力損失變化曲線：

選定通過最近立管I的環(huán)路為“次計算環(huán)路”。如圖中3-35(a)粗線所示管路。確定出立管I及回水干管1’到5’點的管徑及阻力損失:③計算上述兩并聯(lián)環(huán)路的阻力損失不平衡率

：

實際運行時，上述兩環(huán)路阻力損失一定相等，即5I’與5V’一定重合，因此設計時應限制其不平衡率。

§3.7.1.2同程式系統(tǒng)水力計算方法④繪制系統(tǒng)干管壓力和阻力損失平衡圖：

⑤確定其他各立管的管徑

：

圖3-35（b）粗實線所示，在圖上可知系統(tǒng)的富裕壓力，總阻力損失，及各立管的資用壓力，例如，立管Ⅱ的資用壓力△PⅡ為2和2’點間的縱坐標差。先計算立管的阻力損失并與相應立管的資用壓力進行比較，使其平衡率在±10％以內(nèi)。例如立管Ⅱ的總阻力損失為2與2″間縱坐標差，即

如不平衡率達不到要求。要改換立管管徑，改換后還不滿足，可能要調(diào)整個別供回水管管徑。§3.7.1.2同程式系統(tǒng)水力計算方法在實踐中也會遇到中間立管欠熱的情況。因此也可采用選通過中間環(huán)路為“主計算環(huán)路”，最近、最遠立管環(huán)路為“次計算環(huán)路”的計算方法，如圖3-36所示。作業(yè)題之一：§3.7.2不等溫降水力計算方法第十五個問題：為什么不等溫降從設計上可消除或降低水平失調(diào)？§3.8熱水采暖系統(tǒng)失調(diào)與調(diào)節(jié)：產(chǎn)生失調(diào)原因：氣象條件（室外溫度，風速，風向，太陽輻射強度等）的變化，用戶用能水平的變化，系統(tǒng)服務對象條件變化?！?.8.1熱水采暖系統(tǒng)的失調(diào)失調(diào)分類:水力失調(diào)、熱力失調(diào)

①水力失調(diào)：流量分配偏離設計要求，引起熱力失調(diào)的主要原因之一。

②熱力失調(diào)：供熱量及室內(nèi)溫度偏離設計要求，垂直失調(diào)，水平失調(diào)。管路末端阻力越大的系統(tǒng)，越不易水力失調(diào)。單管系統(tǒng)比雙管系統(tǒng)水力穩(wěn)定性好。§3.8.2熱水采暖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)分類:

①按時間；②按地點；

③按參數(shù)；④間歇調(diào)節(jié)?！?.8.2.1初調(diào)節(jié)和運行調(diào)節(jié)(按時間)初調(diào)節(jié)：剛投入運行時將各散熱器流量調(diào)到設計工況；運行調(diào)節(jié)：運行過程中隨外界因素變化進行。初調(diào)節(jié)方法：首先用平衡閥或其他閥門將各建筑物入口的流量分配到設計流量，然后依次用各大環(huán)路、立管、支管上的閥門調(diào)整各部分的流量?！?.8.2熱水采暖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)§3.8.2.3質(zhì)調(diào)節(jié)、量調(diào)節(jié)和質(zhì)量流量調(diào)節(jié)(按參數(shù))質(zhì)調(diào)節(jié)：改變供給熱媒的溫度；量調(diào)節(jié)：改變供給熱媒的流量；質(zhì)量流量調(diào)節(jié)：同時改變熱媒的溫度和流量?！?.8.2.4間歇調(diào)節(jié)間歇調(diào)節(jié)：改變每日供熱的小時數(shù)。

§3.8.2.2集中調(diào)節(jié)、局部調(diào)節(jié)和個體調(diào)節(jié)(按地點)集中調(diào)節(jié)：在熱源處進行的調(diào)節(jié)，是主要調(diào)節(jié)方式；局部調(diào)節(jié)：在熱力站或用戶人口處進行的調(diào)節(jié)；個體調(diào)節(jié)：在用熱設備處進行的調(diào)節(jié)。第十六個問題：為什么要進行初調(diào)節(jié)和運行調(diào)節(jié)，目的是什么？§3.8.3熱水采暖系統(tǒng)的集中調(diào)節(jié)§3.8.3.1熱水采暖系統(tǒng)集中調(diào)節(jié)的基本公式調(diào)節(jié)的實質(zhì)是在室外溫度變化時改變供熱條件，使供熱負荷跟蹤用戶熱負荷。§3.8.3.1熱水采暖系統(tǒng)集中調(diào)節(jié)的基本公式熱平衡原理，即不計管路熱損失，房間采暖耗熱量Q1等于散熱器供熱房間的熱量Q2

，等于系統(tǒng)輸送熱量Q3采暖室外計算溫度to’時，也可寫出同樣的公式。§3.8.3.1熱水采暖系統(tǒng)集中調(diào)節(jié)的基本公式相對熱負荷和相對流量:為便于分析，認為采暖熱負荷與室外溫度成正比變化綜上：第十七個問題：可選擇的調(diào)節(jié)方式及相應的補充條件是什么？§3.8.3.1熱水采暖系統(tǒng)集中調(diào)節(jié)的基本公式直接連接:分階段改變流量:

補充條件：課堂作業(yè)：推導量調(diào)節(jié)基本計算公式：計算已知熱水采暖供回水溫度95/70℃，

℃，℃