室内供暖系统-散热器及辅助设备（建筑设备）

3.4.1散热器3.4.2膨胀水箱3.4.3集气罐及自动排气阀3.4.4疏水设备3.4采暖系统所用管材、管件、阀门及采暖设备.采暖系统中热媒是通过采暖房间内设置的散热设备而传热的。目前常用的散热设备有散热器、暖风机和辐射板。暖风机和辐射板分别依靠对流散热和辐射传热提高室内温度，多用于工业车间和大型公共建筑的采暖系统。在民用建筑和中、小型工业厂房采暖系统中应用较多的散热设备为散热器。热媒通过散热设备的表面，主要以对流(对流传热量大于辐射传热量)传热方式为主的散热设备，称为散热器。3.4.1散热器1.对散热器的要求对散热器总体要求是：有较高的传热系数、足够的机械强度和承压能力；制造工艺简单、材料消耗少，表面光滑，不积灰尘、易清扫，占地面积小，安装方便，耐腐蚀，外形美观。2.散热器类型目前国内生产的散热器种类繁多，按其制造材料分，主要有铸铁、钢制以及铝合金散热器等；按其构造形式，主要分为柱型、翼型、管型、平板型等。(1)铸铁散热器铸铁散热器有翼型和柱型之分。翼型散热器又分为圆翼型和长翼型。1)圆翼型散热器。圆翼型散热器的构造如图3.25所示。按管子内径规格有D50、D75两种，所带肋片数目分别为27和47，管长为1m，两端有法兰可以串联相接。圆翼型散热器单节散热面积大，承受压力较高，造价低，但外形不美观，常用于美观要求不高的或无灰尘的公共建筑和工业厂房中。图3.25圆翼型散热器2)长翼型散热器。长翼型散热器的构造如图3.26所示。外表面上有若干个平行、竖向肋片，外壳内部是一扁盒状空间，高度为600mm，竖向肋片的数目为10、14片两种规格，可以按实际需要互相拼装组合。长翼型散热器制造工艺简单，耐腐蚀，外形较美观，但其承压能力较低，多用于民用建筑中。图3.26长翼型散热器(单位：mm)3)

柱型散热器，又分为四柱、五柱及二柱三种。图3.27是四柱813型散热器简图。有些集中采暖系统的散热器就是由这种散热片组合而成的。四柱813型散热器高813mm，宽164mm，长57mm。它有四个中空的立柱，柱的上、下端全部互相连通。在散热器顶部和底部各有一对带丝扣的穿孔供热媒进出，并可借正、反螺丝把单个散热器组合起来。在散热器的中间有两根横向连通管，以增加结构强度，并使散热器表面温度比较均匀。图3.27柱型散热器(单位：mm)散热器在落地安装时，为使其放置平稳，两端的散热片必须是带足的。当组装片数较多时，在散热器中部还应多用一个带足的散热片，以避免因散热器过长而产生中部下垂的现象。我国目前生产的四柱和五柱散热片，高度为700mm、760mm、800mm及813mm等多种尺寸。二柱型铸铁散热片两柱之间有波浪形的纵向肋片，用以增加散热面积，在制造工艺方面，它在柱型散热片中是比较简单的。(2)

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、板式散热器、扁管散热器等。1)

闭式钢串片散热器。闭式钢串片散热器是由钢管、钢片、联箱、放气阀及管接头组成。其结构如图3.28所示。其散热量随热媒参数、流量和其构造特征(如串片竖放、平放、长度、片距等参数)的改变而改变。这种散热器的优点是承压高、体积小、重量轻、容易加工、安装简单和维修方便；缺点是薄钢片间距密、不宜清扫、耐腐蚀性差，压紧在钢管上的串片因热胀冷缩容易松动，长期使用会导致传热性能下降。图3.28钢串片散热器(单位：mm)2)

钢制柱式散热器。其构造与铸铁散热器相似，每片也有几个中空的立柱(见图3.29)，用1.25～1.5mm厚冷轧钢板压制成单片然后焊接而成。图3.29钢制柱式散热器(单位：mm)3)

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，其构造见图3.30。它外形美观，散热效果好，节省材料，但承压能力低。钢制散热器与铸铁散热器相比具有金属耗量少、耐压强度高、外形美观整洁、体积小、占地少、易于布置等优点，但宜受腐蚀、使用寿命短，多用于高层建筑和高温水采暖系统中，不能用于蒸汽采暖系统中，也不易用于湿度较大的采暖房间内。图3.30板式散热器(3)

铝合金散热器随着社会的发展与进步，人们对散热器的性能及美观程度提出了更高的要求。铝合金以其突出的优点，脱颖而出，迅速占领市场，成为散热器更新换代的理想选择。其特点是：耐压、传热性能明显优于传统的铸铁散热器；外观雅致，具有较强的装饰性和观赏性；体积小、重量轻、结构简单，便于运输安装；耐腐蚀、寿命长。铝合金散热器主要有翼型(图3.31)和闭合式(图3.32)等形式。散热器多种多样，在设计采暖系统时应根据散热器的热工、经济、使用和美观各方面的条件和采暖房间的用途、安装条件以及当地产品的来源等因素来选用散热器。图3.31铝合金翼型散热器图3.32铝合金闭合式散热器膨胀水箱的作用是用来贮存热水采暖系统加热的膨胀水量，在自然循环上供下回式系统中，还起着排气作用。膨胀水箱的另一作用是恒定采暖系统的压力。膨胀水箱一般用钢板制成，通常是圆形或矩形。图3.33为圆形膨胀水箱构造图。箱上连有膨胀管、溢流管、信号管、排水管及循环管等管路。膨胀管与采暖系统管路的连接点，在自然循环系统中，应接在供水总立管的顶端，在机械循环系统中，一般接至循环水泵吸人口前。连接点处的压力，无论在系统不工作或运行时，都是恒定的，此点因此称为定压点。当系统充水的水位超过溢水管口时，通过溢流管将水自动溢流排出。溢流管一般可接到附近下水道。信号管用来检查膨胀水箱是否存水，一般应引到管理人员容易观察到的地方(如接回锅炉房或建筑物底层的卫生间等)。排水管用来清洗水箱时放空存水和污垢，它可与溢流管一起接至附近下水道。3.4.2膨胀水箱图3.33圆形膨胀水箱(单位：mm)1.溢流管；2.排水管；3.循环管；4.膨胀管；5.信号管；6.箱体；7.内人梯；8.玻璃管水位计；9.人孔；10.外人梯在机械循环系统中，循环管应接到系统定压点前的水平回水干管上(见图3.34)。该点与定压点(膨胀管与系统的连接点)之间应保持1.5～3m的距离，这样可让少量热水能缓慢地通过循环管和膨胀管流过水箱，以防水箱里的水冻结，同时膨胀水箱应考虑保温。在自然循环系统中，循环管也接到供水干管上，也应与膨胀管保持一定的距离。在膨胀管、循环管和溢流管上，严禁安装阀门，以防止系统超压，水箱水冻结或水从水箱溢出。图3.34膨胀水箱与机械循环系统的连接方式1.膨胀管；2.循环管；3.热水锅炉；4.循环水泵膨胀水箱的容积，可按下式计算确定：Vp＝αΔtmax·Vc(3.4)式中：Vp——膨胀水箱的有效容积(即由信号管到溢流管之间的容积)(L)；α

——水的体积膨胀系数，α＝0.0006(1/℃)；Vc

——系统内的水容量(L)；Δtmax

——考虑系统内水受热和冷却时水温的最大波动值，一般以20℃水温算起。如在95/70℃低温水采暖系统中，Δtmax＝95－20＝75℃，则式(3.4)可简化为Vp＝0.045Vc(3.5)为简化计算，Vc值可按供给1kW热量所需设备的水容量计算。求出所需的膨胀水箱有效容积后，可按《全国通用建筑标准设计图集》(CN501-1)选用所需的型号。系统的水被加热时，会分离出空气。在大气压力下，1kg水在5℃时，水中的含气量超过30mg，而加热到95℃时，水中的含气量只有3mg，此外在系统停止运行时，通过不严密处也会渗入空气，充水后，会有空气残留在系统内。如前所述，系统中如积存空气，就会形成气塞，影响水的正常循环。热水采暖系统排除空气的设备，可以是手动的，也可是自动的。国内目前常见的排气设备，主要有集气罐、自动排气阀和冷风阀等几种。3.4.3集气罐及自动排气阀1.集气罐集气罐用直径

φ100～250mm的短管制成，有立式和卧式两种[见图3.35(a)～(b)，图中尺寸为国标图中最大型号的规格]，顶部连接DN15的排气管。在机械循环上供下回式系统中，集气罐应设在系统各分环环路的供水干管末端的最高处(见图3.36)。在系统运行时，定期手动打开阀门，将热水中分离出来并聚集在集气罐内的空气排除。图3.35集气罐(单位：mm)图3.36集气罐安装位置示意图1.卧式集气罐；2.立式集气罐；3.末端立管；4.DN15放气管2.自动排气阀目前国内生产的自动排气阀型式较多。很多自动排气阀都是依靠水对浮体的浮力，通过杠杆机构传动，使排气孔自动启闭，而实现自动阻水排气功能的。图3.37所示为B11X-4型立式自动排气阀。当阀体7内无空气时，水将浮子8浮起，通过杠杆机构1将排气孔9关闭，而当空气从管道进入，积聚在阀体内时，空气将水面压下，浮子的浮力减小，依靠自重下落，排气孔打开，使空气自动排出。空气排除后，水再将浮子浮起，排气孔重新关闭。图3.37立式自动排气阀1.杠杆机构；2.垫片；3.阀堵；4.阀盖；5.垫片；6.浮子；7.阀体；8.接管；9.排气孔3.冷风阀冷风阀(图3.38)多用在水平式和下供下回式系统中，它旋紧在散热器上部专设的丝孔上，以手动方式排除空气。4.散热器温控阀散热器温控阀(图3.39)是一种自动控制散热器散热量的设备。它由两部分组成，一部分为阀体部分，另一部分为感温元件控制部分。当室内温度高于给定的温度值时，感温元件受热，其顶杆就压缩阀杆，将阀口关小，进入散热器的水流量减小，散热器散热量减小，室温下降。当室内温度下降到低于设定值时，感温元件开始收缩，其阀杆靠弹簧的作用，将阀杆抬起，阀孔开大，水流量增大，散热器散热量增加，室内温度开始升高，从而保证室温处在设定的温度值上。温控阀控温范围在13～28℃之间，温控误差为±1℃。图3.38冷风阀图3.39散热器温控阀外形图1.疏水器的作用如前所述，蒸汽疏水器的作用是自动阻止蒸汽逸漏而且迅速地排出用热设备及管道中的凝水，同时能排除系统中积留的空气和其他不凝性气体。疏水器是蒸汽供热系统中重要的设备，它的工作状况对系统运行的可靠性和经济性影响极大。3.4.4疏水设备2.疏水器的种类根据疏水器的作用原理不同，可分为三种类型的疏水器。(1)机械型疏水器利用蒸汽和凝水的密度不同，形成凝水液位，以控制凝水排水孔自动启闭工作的疏水器。主要产品有浮筒式[如图3.40(a)所示]、钟形浮子式、自由浮球式、倒吊筒式疏水器等。(2)热动力型疏水器利用蒸汽和凝水热动力学(流动)特性的不同来工作的疏水器。主要产品有脉冲式、热动力式[图3.40(b)]、孔板或迷宫式疏水器等。(3)热静力型(恒温型)疏水器利用蒸汽和凝水的温度不同引起恒温元件膨胀或变形来工作的疏水器。主要产品有波纹管式、双金属片式和液体膨胀式疏水器等。应用在低压蒸汽采暖系统中的恒温型疏水器属于这一类型的疏水器。图3.40疏水器(a)浮筒式(1.浮筒；2.外壳；3.顶针；4.阀孔；5.放气阀)；(b)热动力式(1.阀体；2.阀片；3.阀盖；4.过滤器)3.疏水器的安装疏水器多为水平安装，与管路的连接方式见图3.41。疏水器前后需设置阀门，用以截断检修。疏水器前后应设置冲洗管和检查管。冲洗管位于疏水器前阀门的前面，用来排气和冲洗管路；检查管位于疏水器与后阀门之间，用来检查疏水器工作情况。图3.41(b)为带旁通管的安装方式。旁通管可水平安装或垂直安装(旁通管在疏水器上面绕行)，其主要作用是在开始运行时排除大量凝水和空气，运行中不应打开旁通管，以防蒸汽窜入回水系统，影响其他用热设备和凝水管路的正常工作并浪费热量。实践表明：装旁通管极易产生副作用，因此，对小型采暖系统和热风采暖系统，可考虑不设旁通管[图3.41(a)]，对于不允许中断供汽的生产用热设备，为了进行检修疏水器，应安装旁通管和阀门。当多台疏水器并联安装[