7.2 热水采暖系统

主讲人：霍海娥建筑设备第7章采暖系统7.1采暖系统概述7.2热水采暖系统7.3蒸汽采暖系统7.4热风采暖系统7.5辐射采暖系统7.2.1热水采暖系统的分类热水采暖系统是以热水为热媒，把热量带给散热设备的采暖系统。1．按热媒温度的不同可分为：（1）低温热水采暖系统：供水温度为95℃，回水温度为70℃（2）高温热水采暖系统：供水温度多采用130℃，回水温度为80℃。2．按系统循环动力可分为：（1）自然（重力）循环系统：系统依靠供回水的密度差产生的重度差为循环动力，推动热水在系统中进行循环流动的采暖系统。其工作原理如图7-2所示。在系统工作之前，先将系统中充满冷水。水在锅炉内被加热后，密度减小向上7.2热水采暖系统

流动，同时从散热器流回来的回水温度较低，密度较大向下流动，从而使热水沿着供水干管上升，流入散热器；在散热器内水被冷却，再沿回水干管流回锅炉，形成一个循环。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。7.2热水采暖系统

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（2）机械循环系统，如图7-3所示，系统依靠水泵提供的动力使热水循环流动的采暖系统。自然循环热水供暖系统虽然维护管理简单，不需要耗费电能，但由于作用压力小，管中水流动速度不大，所以管径就相对要大一些，作用半径也受到限制。如果系统作用半径较大，自然循环往往难以满足系统的工作要求。这时，应采用机械循环热水供暖系统。机械循环热水采暖系统与自然循环热水采暖系统的主要区别：1）在系统中设置了循环水泵，作为循环动力2）系统中设置了专门排气装置3）干管坡度坡向主立管7.2热水采暖系统

4）膨胀水箱不是接在供水干管上，而是接在回水干管上3．按供、回水方式的不同，可分为：（1）单管系统，如图7-4所示。热水经立管或水平供水管顺序流过多组散热器，并顺序地在各散热器中冷却的系统，称为单管系统。7.2热水采暖系统

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（2）双管系统，如图7-5所示。热水经供水立管或水平供水管平行地分配给多组散热器，冷却后的回水自每个散热器直接沿回水立管或水平回水管流回热源的系统，称为双管系统。双管系统中一般设有独立的供水立管和独立的回水立管，由于循环水在上层和下层的密度不同，所以上层散热器流体的压力降比下层散热器的压力降大，导致了大量的热水流经上层散热器而少量的热水流经下层散热器。在供暖建筑物内，同一竖向的各层房间的室温不符合设计要求的温度，而出现上、下层冷热不匀的现象，通常称作系统垂直失调。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。7.2热水采暖系统

4．按各个立管的循环环路总长度不同，可分为：（1）同程式系统，如图7-6所示。特点是增加了回水管长度，使得各个立管循环环路的管长相等，因而环路间的压力损失易于平衡，热量分配易于达到设计要求。只是管材用量加大，地沟加深。系统环路较多、管道较长时，常采用同程式系统布置。（2）异程式系统，如图7-7所示系统总立管与各个分立管构成的循环环路的总长度不相等，这种布置叫做异程式系统。异程式系统最远环路同最近环路之间的压力损失相差很大，压力不易平衡，使得靠近总立管附近的分立管供水量过剩，而系统末端立管供水不足，供热量达不到要求。这种冷热不均的现象叫做系统的“水平失调”。7.2热水采暖系统

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7.2.2热水采暖系统的形式1.自然循环热水采暖系统的主要形式（1）双管上供下回式：如图7-8左侧所示为双管上供下回式系统。双管上供下回式特点：1）供水和回水立管分别设置。2）系统的供水干管必须有向膨胀水箱方向上升的坡度，其坡度宜采用0.5％～1.0％；散热器支管的坡度一般取1.0％。回水干管应有沿水流向锅炉方向下降的坡度。3）回水干管应有沿水流向锅炉方向下降的坡度。4）易发生垂直失调（上层房间温度偏高，下层房间温度偏低）。7.2热水采暖系统

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（2）单管上供下回式：如图7-8右侧所示为单管上供下回式系统。单管上供下回式系统的特点：1）供水和回水立管为同一根立管2）系统简单，造价低3）上下层房间的温度差异较小，不会产生垂直失调4）顺流式单管系统不能进行个体调节。与双管系统相比，单管系统的优点是系统简单，节省管材，造价低，安装方便，上下层房间的温度差异较小，不会产生垂直失调；其缺点是顺流式不能进行个体调节。7.2热水采暖系统

2．机械循环热水采暖系统的形式（1）双管上供下回式系统：如图7-3所示为机械循环双管上供下回式热水采暖系统示意图。该系统与每组散热器连接的立管均为两根，热水平行地分配给所有散热器，散热器流出的回水直接流回锅炉。由图可见，供水干管布置在所有散热器上方，而回水干管在所有散热器下方，所以叫上供下回式。在这种系统中，水在系统内循环，主要依靠水泵所产生的压头，但同时也存在自然压头，它使流过上层散热器的热水多于实际需要量，并使流过下层散热器的热水量少于实际需要量；从而造成上层房间温度偏高，下层房间温度偏低的“垂直失调”现象。7.2热水采暖系统

（2）双管下供下回式系统：如图7-10所示为机械循环双管下供下回式热水采暖系统示意图。系统的供水和回水干管都敷设在底层散热器下面，与上供下回式系统相比，它有如下特点：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。2）在施工中，每安装好一层散热器即可采暖，给冬季施工带来很大方便。免得为了冬季施工的需要，特别装置临时供暖设备。3）排除空气比较困难。7.2热水采暖系统

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（3）中供式系统：如图7-11所示为机械循环中供式热水采暖系统示意图。从系统总立管引出的水平供水干管敷设在系统的中部，下部系统为上供下回式，上部系统可采用下供下回式，也可采用上供下回式。中供式系统可用于原有建筑物加建楼层或上部建筑面积小于下部建筑面积的场合。7.2热水采暖系统

（4）下供上回式（倒流式）系统：如图7-12所示为机械循环下供上回式采暖系统示意图。该系统的供水干管设在所有散热器设备的上面，回水干管设在所有散热器下面，膨胀水箱连接在回水干管上。回水经膨胀水箱流回锅炉房，再被循环水泵送入锅炉，倒流式系统具有如下特点：1）水在系统内的流动方向是自下而上流动，与空气流动方向一致，可通过顺流式膨胀水箱排除空气，无须设置集中排气罐等排气装置。2）对热损失大的底层房间，由于底层供水温度高，底层散热器的面积减小，便于布置。7.2热水采暖系统

3）当采用高温水采暖系统时，由于供水干管设在底层，这样可降低防止高温水汽化所需的水箱标高，减少布置高架水箱的困难。4）供水干管在下部，回水干管在上部，无效热损失小。这种系统的缺点是散热器的放热系数比上供下回式低，散热器的平均温度几乎等于散热器的出口温度，这样就增加了散热器的面积。但用于高温水供暖时，这一特点却有利于满足散热器表面温度不致过高的卫生要求。（5）水平式系统水平式系统按供水与散热器的连接方式可分为顺流式和跨越式两类，如图7-13(a)、（b）所示。7.2热水采暖系统

跨越式的连接方式可以有图7-13（b）中（1）、（2）两种。第2种的连接形式虽然稍费一些支管，但增大了散热器的传热系数。由于跨越式可以在散热器上进行局部调节，它可以采用在需要局部调节的建筑物中。水平式系统排气比垂直式上供下回系统要麻烦，通常采用排气管集中排气。水平式系统的总造价要比垂直式系统少很多，但对于较大系统，由于有较多的散热器处于低水温区，尾端的散热器面积可能较垂直式系统的要多些。但它与垂直式（单管和双管）系