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第六章供暖 6 5高层建筑热水供暖系统 主要介绍高层建筑热水供暖系统的型式 一 分层式热水供暖系统该系统在垂直方向上分成两个或两个以上的系统 下层系统 通常与室外网路直接连接 其系统高度取决于1 室外网路的压力工况 2 散热器的承压能力 上层系统 通常与室外网路采用隔绝式连接 利用水加热器 其系统高度取决于散热器的承压能力 二 双水箱分层式热水供暖系统当室外热网来的热水温度较低 使用水加热器面积过大而不经济合理时采用 系统特点 1 上层系统 与室外网路直接连接 利用进 回水箱的水位高差进行上层系统的水循环 2 上层系统 利用非满管流的溢流管6与外网回水管连接 压力相隔绝 3 上层系统 利用两个水箱与外网相隔绝 替代了水加热器所起的隔绝压力作用 简化了入口设备 降低了系统造价 4 上层系统 采用开式水箱 易使空气进入系统 造成系统的腐蚀 5 下层系统 通常与室外网路直接连接 其系统高度取决于1 室外网路的压力工况 2 散热器的承压能力 三 双线式热水供暖系统1 垂直双线式单管热水供暖系统 由竖向的 形单管式立管组成 系统特点 1 各层散热器平均温度近似相等 而且又是单管系统 可避免高层建筑中容易引起的垂直失调 2 由于在竖向的 形单管式立管上阻力较小 因而容易引起各立管环路间的水平失调 一般在每个 形单管式立管的回水 立管上设置节流孔板 或采用同程式系统来消除水平失调现象 2 水平双线式热水供暖系统 系统特点 1 可以分层调节 在每个环路上设有节流孔板 调节阀 可以避免垂直失调 2 水平方向上各组散热器平均水温基本相同 不像单管水平式系统 不需加大尾部散热面积 四 单 双管混合式热水供暖系统概念 将散热器沿垂直方向分成若干组 在每组内采用双管形式 而组与组之间则用单管连接 系统特点 1 避免了双管系统在楼层数过多时 出现的 上热下冷 的垂直失调现象 2 避免了散热器支管管径过大的缺点 3 散热器可进行局部散热量调节 4 系统复杂 施工工序多 6 5供暖管网的布置和敷设 确定采暖系统形式后 先布置散热器 然后布置干管 立管和支管 室内采暖管道可以明装或暗装 明装管道露在室内空间 便于施工安装和维护 暗装则将管道设在顶棚及管槽中 适于外观要求高的建筑 干管明装时 可沿墙敷设在窗过梁以上 顶棚以下的地方 不得遮挡窗户 供水干管到顶棚的距离要考虑到水平管道的坡度和集气罐的安装条件 工业建筑中可沿厂房的梁或柱敷设 不得影响吊车的通行 回水干管明装时 可在底层地面上 散热器的下面沿墙敷设 遇有过门处 可采用过门沟和门框上部绕过两种做法 6 6热源 热源型式 区域锅炉房 热电厂 核能 地热 工业余热 太阳能一 供热锅炉及锅炉房最常见的热源设备是锅炉 一 常用锅炉类型燃煤锅炉 燃油锅炉 燃气锅炉 电锅炉 锅炉分为两大类 蒸汽锅炉 热水锅炉蒸汽锅炉蒸汽压力 0 7相对大气压 称低压锅炉 蒸汽压力 0 7相对大气压 称高压锅炉热水锅炉温度 115 称低压锅炉 温度 115 称高压锅炉燃煤锅炉的基本构造见下图 锅炉的工作过程见下图 二 锅炉房位置的确定及对建筑设计的要求燃煤锅炉房须单独建设 燃油和燃气锅炉房可在主体建筑中 但须有泄爆空间 电锅炉房可在主体建筑中 建筑面积10000 50000m2 占建筑面积2 3 建筑面积10000m2以下 占建筑面积4 高度4 0 7 5m 锅炉房位置的确定及对建筑设计的要求详见P117 118 二 热力管网及热力引入口供暖系统除可用小型锅炉作为热源外 还可用区域供热系统作为热源 区域集中供热系统是城市供热的发展方向 区域集中供热系统的优点 节约大量燃料 煤炭 采暖锅炉和中 小型工业锅炉热效率 50 60 实行集中供热后 大型锅炉热效率75 80 热电厂锅炉热效率85 90 减轻大气污染 城市大气污染主要来自煤直接燃烧产生的二氧化硫气体和烟尘 实行集中供热后 一方面减少了燃煤量 相应地减少了污染物总的排放量 另一方面 用大型锅炉代替了众多的小型锅炉 便于采用先进技术进行烟气的净化处理 如 采用高效的除尘器 有条件加高烟囱 使烟气高空排放 稀释有害物 实行集中供热后 一个集中热源代替好几个分散的小锅炉房 减少煤 灰运输量 节约占地 节约劳动力 管理方便 易于实现自动化等 区域供热系统的热源是热电厂或区域锅炉房 大型 锅炉房 以热水或蒸汽为热媒 二 区域 集中 热水供热系统集中供热系统的热用户有 供暖 通风 热水供应 空气调节 生产工艺等 下面分别介绍集中热水供热系统的热网与供暖 通风 热水供应等热用户的连接方式 1 供暖系统热用户与热水网路的连接方式 分为直接连接和间接连接两种型式 直接连接 间接连接 常用的型式有以下几种 1 无混合装置的直接连接当用户系统与热网的水力工况和热力工况完全适应时 才采用 2 装水喷射器的直接连接使用条件 1 当外网采用高温水 而用户系统使用低温水 即外网的热力工况与用户系统不适应 2 要求外网在用户引入口处具有足够大的供 回水压力差 8 12mH2o 以保证水喷射器正常工作 此连接型式通常用在单栋建筑物的供暖系统上 需要分散管理 3 装混合水泵的直接连接使用条件 1 当外网采用高温水 而用户系统使用低温水 即外网的热力工况与用户系统不适应 2 外网在用户引入口处的供 回水压力差 资用压力 不能保证水喷射器正常工作 或设热力站将高温水转为低温水 需向多栋或街区建筑物供暖 混合水泵可以处理的流量比水喷射器大 所以常设混合水泵 热力站 为多栋或街区建筑物服务 此连接型式通常需要集中管理 4 装增压水泵的直接连接使用条件 1 用户系统与外网的热力工况相适应 2 外网在用户引入口处的供 回水压力差 资用压力 小于用户系统所消耗的阻力损失 5 间接连接当用户系统与热网的水力工况不适应时采用 间接连接型式需要在建筑物用户引入口处或街区热力站内设置表面式水 水换热器 二级管网用循环水泵等 造价比直接连接高得多 另外运行费用增加 我国城市集中供热系统 多年来主要采用直接连接方式 但由于用户系统漏水量太大 影响供热系统的供热能力和经济性 近年来 一些城市新建的大型热水供热系统大多采用间接连接供暖方式 2 通风系统热用户与热水网路的连接方式 通常采用最简单的直接连接型式 3 热水供应热用户与热水网路的连接方式 1 无储水箱的连接方式 2 装设上部储水箱的连接方式 3 装设容积式换热器的连接方式 4 装设下部储水箱的连接方式 三 区域 集中 蒸汽供热系统广泛地应用于工业厂房或工业区域 主要承担向生产工艺热负荷供热 同时也向热水供应 通风和供暖热用户供热 热用户与蒸汽网路的连接方式见下图 四 热网系统型式热网系统型式分为枝状管网和环状管网 枝状管网 环状管网型式及其优缺点 五 集中供热系统的热力站 热力引入口 集中供热系统的热力站是供热网路与热用户的连接场所 根据热网输送热媒的不同 可分为 热水热力站 蒸汽热力站 根据服务对象的不同 可分为 工业热力站 民用热力站 根据热力站的位置和功能的不同 可分为 1 用户热力站 点 亦称为用户引入口 它设置在单栋建筑用户的地沟入口或该用户的地下室或底层处 通过它向该用户或相邻几个用户分配热能 2 小区热力站 亦称为热力站 供热网路通过小区热力站向一个或几个街区的多栋建筑分配热能 此种热力站多是单栋建筑物 3 区域性热力站 用于特大型的供热网路 设置在供热主干线和分支干线的连接点处 热力站布置举例 1 民用热力站的服务对象是民用建筑及公共建筑 一般为热水热力站 下图为一个供暖用户的用户引入口示意图