供热工程课程-3剖析

1、第三章 室内热水供暖系统 热水供暖系统:以热水作为热媒的供暖系统 热水供暖系统分类：n1按系统循环动力的不同，可分为重力(自然)循环系统和机械循环系统。 n2按供、回水方式的不同，可分为单管系统和双管系统。 n3按系统管道敷设方式的不同，可分为垂直式和水平式系统。n4按热媒温度的不同，可分为低温水供暖系统和高温水供暖系统。n各个国家，对高温水与低温水的界限，都有自己的规定，并不统一。第一节 重力(自然)循环热水供暖系统n讨论A-A断面的作用压力n分两个环路讨论n第二层的作用压力n P 2左=g(h h 0+ gh1+ gh2+ gh3)n P 2右= g(h h 0+ hh1+ hh2+ gh

2、3)n P 2= P 2右_ P 2左=g(h _g)(h1+ h2)n第一层的作用压力n P 1左=g(h h 0+ gh1+ gh2+ gh3)n P 1右=g(h h 0+ hh1+ gh2+ gh3) n P 1= P 1右_ P 1左=g(h _g) h1一、系统工作原理及其作用压力 n当水在锅炉内加热后，水的密度减小，上升；在散热器内被冷却后，水的密度增加，沿回水管道返回锅炉。整个系统整个系统的循环动力即供回水的密度差的循环动力即供回水的密度差。维持该系统循环流动的压力称为自然作用压力自然作用压力。 n重力循环热水供暖系统的循环作用压力的大小取决于水温（水的密度）在循环环路的变化。

3、 n起循环作用的只有散热器中心和锅炉中心之间这段高度内的水柱密度差。如果取供水温度95，回水70；则每m高差可产生的作用压力为：n9.811（977.81961.92）=156 Pa。n重力循环热水供暖系统维护管理简单，不需消耗电能。但由于其作用压力小、管中水流速度不大，所以管径就相对大一些，作用范围也受到限制。自然循环热水供暖系统通常只能在单幢建筑物中使用，作用半径不宜超过50m。二、自然循环热水供暖系统的形式及作用压力重力循环热水供暖系统主要分双管和单管两种型式 。n上供下回式重力循环热水供暖系统管道布置的一个主要特点是：n因系统中若积存空气，就会形成气塞，影响水的正常循环。n系统的供水干

4、管必须有向膨胀水箱方向上升的流向。其反向的坡度为0510；散热器支管的坡度一般取1%。n这是为了使系统内的空气能顺利地排除，在上供下回重力循环热水供暖系统充水和运行时，空气能逆着水流方向，经过供水干管聚集到系统的最高处，通过膨胀水箱排除。重力循环热水供暖双管系统的垂直失调 n在双管系统中，由于各层散热器与锅炉的高差不同，虽然进入和流出各层散热器的供、回水温度相同(不考虑管路沿途冷却的影响)，也将形成上层作用压力大、下层作用压力小的现象。如选用不同管径仍不能使各层阻力损失达到平衡，由于流量分配不均，必然要出现上热下冷上热下冷的现象。 系统垂直失调n在供暖建筑物内，同一竖向的各层房间的室温不符合设

5、计要求的温度，而出现上、下层冷热不匀的现象，通常称作系统垂直失调。n由此可见，双管系统的垂直失调，是由于通过各层的循环作用压力不同而出现的；而且楼层数越多，上下层的作用压力差值越大，垂直失调就会越严重。重力(自然)循环热水供暖系统n重力循环热水供暖系统是最早采用的一种热水供暖方式，已有约200年的历史，至今仍在应用。F系统特点系统特点 它装置简单，运行时无噪音和不消耗电能。但由于其作用压力小，管径大，作用范围受到限制。重力循环热水供暖系统通常只能在单幢建筑物中应用，其作用半径不宜超过50m。第二节 机械循环热水供暖系统n机械循环热水供暖系统与重力循环系统的主要差别是在系统中设置了循环水泵。n机

6、械循环热水供暖系统成为应用最广泛的一种供暖系统。n设置了循环水泵，增加了系统的经常运设置了循环水泵，增加了系统的经常运行电费和维修工作量；但由于水泵所产行电费和维修工作量；但由于水泵所产生的作用压力很大，因而供暖范围可以生的作用压力很大，因而供暖范围可以扩大。机械循环热水供暖系统不仅可用扩大。机械循环热水供暖系统不仅可用于单幢建筑物中。也可以用于多幢建筑，于单幢建筑物中。也可以用于多幢建筑，甚于发展为区域热水供暖系统。甚于发展为区域热水供暖系统。n1组成：锅炉，管道，水泵，散热器，膨胀水箱。如图。1-泵 2-供水立管3-供水干管4-供水 支管 5-散热器 6-回水立管7-回水干管 8-循环泵

7、9-膨胀水箱10-集气罐2工作过程及布置其中：水泵置于回水干管上 膨胀水箱通过膨胀管连在水泵吸入端，膨胀水箱置于最高处。（水泵吸水管处的压力为全系统的最小压力。）作用：吸水膨胀的水。 维持水泵吸入口的压力恒定。供水仰头走，回水低头走它有如下特点：n（1）在地下室布置供水干管，管路直接散热给地下室，无效热损失小。n（2）在施工中，每安装好一层散热器 即可开始供暖，给冬季施工带来很大方便。n（3）排除系统中的空气较困难。单管顺流式系统的特点是：v立管中全部的水量顺次流入各层散热器。顺流式系统型式简单、施工方面，造价低，是国内目前一般建筑广泛应用的一种形式。v它最严重的缺点是不能进行局部调节。n与顺

8、流式相比 ，单管跨越式系统所需的散热器面积比顺流式系统大一些。 n目前在国内只用于房间温度较严格，需要进行局部调节散热器散热量的建筑上。213立管I4IIIIIIVV3下供下回式系统排出空气的方式 12a453bh6机械循环热水供暖系统的主要型式n 中供式系统的特点： 中供式系统可避免由于顶层梁底标高过低,致使供水干管挡住顶层窗户的不合理布置,并减轻了上供下回式楼层过多,易出现垂直失调的现象；但上部系统要增加排气装置。机械循环热水供暖系统的主要型式n倒流式系统具有如下特点：(1)无需设置集气罐等排气装置。 (2) 底层散热器的面积减小，便于布置。 (3)当采用高温水供暖系统时，可减少布置高架水

9、箱的困难。(4)散热器的面积要比上供下回顺流式系统的面积增多。i12iii3同程式系统142立管IIIIIIIV3机械循环热水供暖系统的主要型式(1)系统的总造价较低；(2)管路简单，施工方便；(3) 不必在顶棚上专设安装膨胀水箱的房间。12(2)(1)(1)(2)21水平式系统第三节 高层建筑热水供暖系统n首先，高层建筑热负荷的计算问题，要考虑风压与热压的共同作用；n其次，高层建筑供暖系统的型式；n再就是，与室外热水网络的连接方式；n这里要考虑散热器的承压能力、外网的压力、垂直失调等因素。n一 分层式供暖系统 垂直方向分成两个或两个以上的独立系统称为分层式供暖系统； 下层系统通常与室外网络直

10、接连接，其高度取决于室外网路的压力工况和散热器的承压能力；n上层系统与外网采用隔绝式连接，利用水加热器使上层系统的压力与室外网络的压力隔绝；n上层系统采用隔绝式连接，是目前常用的连接方式。n当外网供水温度较低，使用热交换器所需加热面积过大而不经济合理时，采用双水箱分层式供暖系统n二、双线式系统n（一）垂直双线式单管热水供暖系统n该系统的立管在竖向成门形结构，一根是上升立管，一根是下降立管，因此各层散热器的平均温度可近似地认为相等，可以避免垂直失调。n散热器采用蛇形管或辐射板式(单块或砌入墙内形成整体式结构)n由于单管立管阻力较小，容易引起水平失调，可以在下降立管上设置节流孔板。n（二）双管水平式热水供暖系统n在水平方向的各组散热器平均温度近似认为相等 第四节 室内热水供暖系统的管 路布置和主要设备及附件一、室内热水供暖系统的管路布置一、室内热水供暖系统的管路布置n有两个分支环路的同程式系统布置形式。n一般宜将供水干管的始