建筑设备识图与施工工艺周业梅 第5章采暖系统安装课件

第5章采暖系统安装

通过本章学习掌握建筑采暖的基础知识，了解传热原理、采暖系统的基本组成及分类、熟悉建筑采暖的常用采暖图式、采暖系统的附件、常用散热设备、系统及设备的布置、管线敷设、安装及验收标准。

5.1热水采暖系统

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。当热水采暖系统的供水温度为95℃，回水为70℃，称为低温热水采暖系统；供水温度高于100℃的称为高温热水采暖系统。低温热水采暖系统多用于民用建筑的采暖系统，高温热水采暖系统多用于生产厂房。5.1.1热水采暖系统的分类及组成

1．分类热水采暖系统主要有四种分类方法。（1）按热水供暖循环动力的不同，可分为自然循环系统和机械循环系统。（2）按供、回水方式的不同，可分为单管系统和双管系统。（3）按系统管道敷设方式的不同，可分为垂直式和水平式系统。（4）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。2．组成由热源、管道系统和散热设备三部分组成。（1）热源是指使燃料产生热能并将热媒加热的部分。（2）采暖管道系统是指热源和散热设备之间的管道。（3）散热设备是将热量散入室内的设备。5.1.2自然循环的热水采暖系统1．工作理

图5-1所示系统是用采暖建筑物室内部分的上行热水干管的散热来冷凝自汽化蒸汽的，热水炉出口立管的高度不能超过上行热水干管。由于受上行热水干管的散热能力和高度的限制，不能产生和冷凝太多的蒸汽，因此仅适用于循环水量不大、上行热水干管较高的情况。这种自然冷凝的方法限制了供热能力和循环压头的提高，为解决这一问题，可采用回水冷凝法。图5-2所示是一个最简明的例子，在上行热水干管增设了一个回水冷凝套管，用回水将汽化的蒸汽冷凝。立管高度可按需要适当提高；在回水冷凝套管之后的上行热水干管可以引下来与回水干管布置在一起。这样不但提高了冷凝蒸汽的能力，又回收了蒸汽的热量，提高了热效率和供热能力，而且使得热网的敷设更加方便。

5.1热水采暖系统5.1.3机械循环的热水采暖系统1．工作原理

机械循环热水采暖系统常用的管网有如下形式。

（1）机械循环双管上供下回式热水采暖系统；（2）机械循环双管上供下回式热水采暖系统

图5-3机械循环双管上供下回式热水采暖系统1—锅炉；2—水泵；3—集气罐；4—膨胀水箱

5.1热水采暖系统5.1.3机械循环的热水采暖系统1．工作原理

机械循环热水采暖系统常用的管网有如下形式。

（3）机械循环双管下供下回式热水采暖系统

图5-4机械循环双管下供下回式热水采暖系统

5.1热水采暖系统5.1.3机械循环的热水采暖系统1．工作原理

机械循环热水采暖系统常用的管网有如下形式。

（4）机械循环中供式热水采暖系统

图5-5机械循环中供式热水采暖系统

5.1热水采暖系统5.1.3机械循环的热水采暖系统1．工作原理

机械循环热水采暖系统常用的管网有如下形式。

（5）机械循环下供上回式热水采暖系统

图5-6机械循环下供上回式热水采暖系统

5.1热水采暖系统5.1.3机械循环的热水采暖系统1．工作原理

机械循环热水采暖系统常用的管网有如下形式。

（6）机械循环上供中回式热水采暖系统

图5-7机械循环上供中回式热水采暖系统（a）单管；（b）多管

5.1热水采暖系统5.1.3机械循环的热水采暖系统1．工作原理

机械循环热水采暖系统常用的管网有如下形式。

（7）机械循环水平串联式热水采暖系统

图5-8机械循环水平串联式热水采暖系统（a）单管水平串联式；（b）多管水平串联式

5.1热水采暖系统5.1.3机械循环的热水采暖系统1．工作原理

机械循环热水采暖系统常用的管网有如下形式。

（8）机械循环异程式系统与同程式热水采暖系统

（9）机械循环分户计量热水采暖系统

图5-9机械循环分户计量热水采暖系统（a）双管上供上回式；（b）双管下供上回式

5.1热水采暖系统5.1.3机械循环的热水采暖系统1．工作原理

机械循环热水采暖系统常用的管网有如下形式。

（8）机械循环异程式系统与同程式热水采暖系统

（9）机械循环分户计量热水采暖系统

图5-10机械循环分户计量热水采暖系统（a）水平放射式；（b）带跨越管的单管系统

5.1热水采暖系统

5.2蒸汽采暖系统5.2.1蒸汽采暖系统的原理与分类图5-11蒸汽锅炉和蒸汽—水加热器网络1—蒸汽锅炉；2—分汽缸；3—减压阀；4—凝结水箱；5—蒸汽-水加热器；6—凝结水冷却器；7—热水网路循环水泵；8—热水系统补给水泵；9—锅炉给水泵锅炉；10—疏水器

5.2蒸汽采暖系统5.2.1蒸汽采暖系统的原理与分类1．蒸汽采暖系统节能技术主要由两个关键产品所组成

2．蒸汽采暖系统节能技术主要技术内容3．蒸汽采暖系统的特点

（1）凝结水回收器。（2）低位热力除氧器。（1）基本原理。（2）技术关健。与热水作为供暖系统的热媒相对比蒸汽供暖具有如下一些特点。（1）同样的热负荷，蒸汽供暖时所需的蒸汽质量流量要比热水流量少得多。（2）蒸汽和凝结水在系统管路内流动时，其状态参数变化比较大。（3）蒸汽供暖系统散热器热媒平均温度一般都高于热水供暖系统。（4）蒸汽管道中的流速，通常可采用比热水流速高得多的速度。（5）由于蒸汽具有比容大，密度小的特点。

5.2蒸汽采暖系统5.2.1蒸汽采暖系统的原理与分类4．蒸汽采暖系统的分类（1）按照供汽压力的大小，将蒸汽供暖分为三类：高压蒸汽供暖：供汽的表压力高于70kPa时；低压蒸汽供暖：供汽的表压力等于或低于70kPa时；真空蒸汽供暖：当系统中的压力低于大气压力时。（2）按照蒸汽干管布置的不同：有上供式、中供式和下供式三种。（3）按照立管的布置特点：蒸汽供暖系统可分为单管式和双管式。目前国内绝大多数蒸汽供暖系统采用双管式。5.2.2低压蒸汽采暖系统1．工作原理

如图5-12所示，蒸汽锅炉产生的蒸汽通过供汽干管、立管及散热设备支管进入散热器，蒸汽在散热器中放出热量后变成凝结水，凝结水经疏水器沿凝结水管流回凝结水池，由凝结水泵将凝结水送回锅炉重新加热。

图5-12低压蒸汽采暖系统1—蒸汽锅炉；2—蒸汽管道；3—散热器；4—疏水器；5—凝结水管；6—凝结水箱；7—凝结水泵为使凝结水可以顺利地流回凝结水箱，凝结水箱应设在低处。同时，为了保证凝结水泵正常工作，避免水泵吸人口处压力过低使凝结水汽化，凝结水箱的位置应高于水泵。

5.2蒸汽采暖系统5.2.2低压蒸汽采暖系统2．低压蒸汽采暖系统图式

（1）双管上供下回式（2）双管下供下回式

5.2蒸汽采暖系统5.2.2低压蒸汽采暖系统2．低压蒸汽采暖系统图式

（3）双管中供下回式（4）单管上供下回式

5.2蒸汽采暖系统5.2.3高压蒸汽采暖系统高压蒸汽采暖系统的热媒为相对压力大于70kPa的蒸汽。如图5-17采暖系统由蒸汽锅炉。蒸汽管道、减压阀、散热器、凝结水管道、结水泵等组成。

图5-17高压蒸汽采暖系统1—室外蒸汽管；2—室内高压蒸汽供热道；3—室内高压蒸汽供暖管；4—减压装置；5—补偿器；6—疏水器；7—开式凝结水箱；8—空气管；9—凝结水泵；10—固定支点；11—安全阀；

5.2蒸汽采暖系统5.2.3高压蒸汽采暖系统由于高压蒸汽的压力及温度均较高，有较好的经济性。一般只在工业厂房应用。一般情况下，高压蒸汽供暖系统的蒸汽压力不超过300kPa。高压蒸汽供暖系统亦有上供、下供和单管、双管系统之分。一般高压蒸汽供暖均采用双管上供下回式系统。高压蒸汽供暖系统在启动和停止运行时，管道温度的变化要比热水供暖系统和低压蒸汽供暖系统都大，应充分注意管道的伸缩问题。

5.2蒸汽采暖系统5.3采暖设备和附件5.3.1散热器散热器是采暖系统的主要散热设备，是通过热媒把热源的热量传递给室内的一种散热设备。通过散热器的散热，使室内的得失热量达到平衡，从而维持房间需要的空气温度，达到供暖的目的。散热器按材质可分为铸铁、钢制、铝制、铜质散热器；按结构形式分为柱形、翼形、管形、板式、排管式散热器等；按其对流方式分为对流型和辐射型散热器。目前市场上销售的采暖散热器从材质上基本上分为钢制散热器、铝制散热器、铜制散热器、铜管铝翅对流散热器、铜铝复合散热器、不锈钢散热器等，还有原有的铸铁散热器。5.3采暖设备和附件5.3.1散热器1．铸铁散热器铸铁散热器具有结构简单、防腐性好、使用寿命长、适用于各种水质、造价低、热稳定性好等优点，长期以来广泛使用与低压蒸汽和热水采暖系统中。已逐步被钢制散热器所替代。2．钢制散热器常用的钢制散热器有以下几种。

钢制板式散热器钢管柱式散热器

钢制扁管散热器5.3采暖设备和附件5.3.1散热器2．钢制散热器常用的钢制散热器有以下几种。钢制装饰形散热器5.3采暖设备和附件5.3.1散热器3．合金散热器

（1）铝合金散热器铝合金散热器：新型、高效散热器。其造型美观大方，线条流畅，占地面积小，富有装饰性；其质量轻，便于运输安装；其金属热强度高；节省能源，采用内防腐处理技术。（2）复合材料型铝制散热器复合材料型铝制散热器是普通铝制散热器发展的一个新阶段。随着科技发展与技术进步，从21世纪开始，铝制散热器迈向主动防腐。所谓主动防腐，主要有两个办法：一个是规范供热运行管理，控制水质，对钢制散热器主要控制含氧量，停暖时充水密闭保养;对铝制散热器主要控制pH值。另一个方法是采用耐腐蚀的材质，如铜、钢、塑料等。铝制散热器于是发展到复合材料型，如铜一铝复合、钢一铝复合、铝一塑复合等。这些新产品适用于任何水质，水道采用优质复合材料管，具有耐腐蚀性能优异、可防碱、耐酸、抗氧化、承压高、抗拉性强等特点，是轻型、高效、节材、节能、美观、耐用、环保产品。

5.3采暖设备和附件5.3.2膨胀水箱1．膨胀水箱的作用和形式

它的作用是收容和补偿系统中水的胀缩量。一般都设在系统的最高点。2．膨胀水箱附件

膨胀管、循环管、溢流管、信号管(检查管)、排水管和补水管。

图5-22膨胀水箱与采暖系统连接示意图1—膨胀水箱；2—膨胀管；3—循环管；4—溢流管；5—排污管；6—信号管；7—过滤器；8—水泵；9—回水管；10—补水管；5.3采暖设备和附件5.3.3排气装置

目前常见的排气设备，主要有集气罐、自动排气阀和手动跑风门等几种。1．集气罐

集气罐一般是用直径100~200mm的钢管焊制而成，分为立式和卧式两种。

图5-23集气罐（a）立式；（b）卧式1—进水口；2—出水口；3—排气管5.3采暖设备和附件5.3.3排气装置

目前常见的排气设备，主要有集气罐、自动排气阀和手动跑风门等几种。2．自动排气阀

自动排气阀是靠阀体内的启闭机构自动排除空气的装置。

3．手动排气阀手动排气阀用于散热器或分集水器排除积存空气，适用于工作压力不大于0.6MPa，温度不超过130℃的热水及蒸汽供暖散热器或管道上。5.3采暖设备和附件5.3.4过滤器

过滤器的作用是阻留管网中的污物，以防造成管路堵塞，一般安装在用户人口的供水管道上或循环水泵之前的回水总管上，并设有旁通管道，以便定期清洗检修。

图5-25圆筒形过滤器图5-26Y形过滤器5.3采暖设备和附件5.3.5疏水器

蒸汽供暖系统中，散热设备及管网中的凝结水和空气通过疏水器自动而迅速地排出，同时阻止蒸汽逸漏。

（a）机械型；（b）热力型；（c）恒温型5.3采暖设备和附件5.3.6伸缩器伸缩器又称补偿器。在采暖系统中，金属管道会因受热而伸长。

常用伸缩器有以下几种。

（1）L形和Z形伸缩器利用管道自然转弯和扭转处的金属弹性，使管道具有伸缩的余地。（2）方形伸缩器它是在直管道上专门增加的弯曲管道。（3）套筒伸缩器由直径不同的两段管子套在一起制成的。（4）波形伸缩器波形伸缩器是用金属片焊接成的像波浪形的装置。5.3采暖设备和附件5.3.7热量表热量表是用于测量及显示热载体为水时，流过热交换系统所释放或吸收的热量的仪表。热量表按照结构和原理不同，可分为、机械式（其中包括：涡轮式、孔板式、涡街式）、电磁式、超声波式等种类。

（a）机械式；（b）超声波式；（c）电磁式5.3采暖设备和附件5.3.8散热器温控阀散热器温控阀是一种自动控制进入散热器热媒流量的阀门，它由阀体部分和温控元件控制部分组成。

5.3.9平衡阀

平衡阀是一种特殊功能的阀门。由于介质（各类可流动的物质）在管道或容器的各个部分存在较大的压力差或流量差，为减小或平衡该差值，在相应的管道或容器之间装设阀门，用以调节两侧压力的相对平衡，或通过分流的方法达到流量的平衡。图5-32散热器温控阀图5-33平衡阀5.3采暖设备和附件5.3.10气候补偿器在采用热计量的采暖系统中，有效利用自由热，按照室内采暖的实际需求，对采暖系统的供热量进行有效的调节，将有利于供热的节能。气候补偿器就能够完成此功能。

气候补偿器的功能特性如下：（1）根据室外温度变化控制三通调节阀来调节供水温度，避免建筑物中因过热而开启窗户的现象。（2）通过设定时间控制器，设定不同时间段的不同室温要求，可以减少房间夜间或无人时的供暖量。（3）能够使散热器恒温阀更有效地利用从太阳辐射、电器和人体等热源获得的额外热量，以节省房间和系统的供暖量。（4）对于未安装散热器恒温阀的建筑，安装一个额外房间探头，可以利用太阳辐射等额外热量，维持室温稳定，节省供暖量。5.4采暖系统的布置及敷设

5.4.1室外供热管道的布置及敷设

1．管道的布置供热管道应尽量经过热负荷集中的地方，且以线路短、便于施工为宜。管线尽量布置在地势较平坦、土质良好、地下水位低的地方。同时还要考虑和其他地上管线的相互关系。2．管道的敷设室外采暖管道的敷设方式可分为：（1）管沟敷设。根据管沟内人行通道的设置情况，分为通行管沟、半通行管沟和不通行管沟。（2）埋地敷设。对于直径DN≤500mm的热力管道均可采用埋地敷设。（3）架空敷设。分为三种形式：低支架敷设、中支架敷设、高支架敷设。5.4采暖系统的布置及敷设

5.4.2热力入口的布置及敷设

室内采暖系统与供热管道的连接处，叫做室内采暖系统热力入口，入口处一般装有必要的设备和仪表。图5-38采暖系统热力入口示意图5.4采暖系统的布置及敷设

5.4.3建筑采暖管道的布置及敷设室内供暖系统的种类和形式应根据建筑物的使用特点和要求来确定，一般是在选定了系统的种类(热水还是蒸汽系统)和形式(上供还是下供，单管还是双管，同程还是异程)后进行系统的管网布置。1．热水采暖系统管道的布置与敷设采暖系统的引入口一般宜在建筑物中部。系统应合理地设若干支路，而且尽量使各支路的阻力易于平衡。在布置采暖系统管网时，一般先在建筑平面图上布置散热器，然后布置干管，再布置立管，最后绘出管网系统图。布置系统时力求管道最短，便于管理，并且不影响房间的美观。

采暖系统的安装方法，有明装和暗装两种。采用明装还是暗装，要依建筑物的要求而定，一般民用建筑、公共建筑以及工业厂房都采用明装，装饰要求较高的建筑物，采用暗装。5.4采暖系统的布置及敷设

5.4.3建筑采暖管道的布置及敷设2．蒸汽采暖系统管道的布置与敷设

蒸汽采暖系统管路布置的基本要求与热水供暖系统基本相同，还要注意以下几点。（1）水平敷设的供汽和凝结水管道必须有足够的坡度并尽可能地使汽、水同向流动。（2）布置蒸汽供暖系统时应尽量使系统作用半径小，流量分配均匀。（3）合理地设置疏水器。（4）为避免蒸汽管路中的沿途的凝结水进入蒸汽立管造成水击现象，供汽立管应从蒸汽干管的上方或侧上方接出。（5）水平干式凝结水干管通过过门地沟时，需将凝结水管内的空气与凝结水分流，应在门上设空气绕行管。5.4采暖系统的布置及敷设

5.4.3建筑采暖管道的布置及敷设3．低温热水地板辐射加热管的布置与敷设

（1）低温热水地板辐射采暖构造（2）系统设置图5-39低温热水地板辐射采暖系统安装示意图5.4采暖系统的布置及敷设

5.4.4采暖系统常用管材供暖系统的管材有以下几种。1．焊接钢管焊接钢管及镀锌钢管常用于输送低压流体，是供暖工程中最常用的管材。焊接钢管使用时压力小于等于1MPa，输送介质的温度小于等于130℃。焊接钢管的DN小于等于32mm时，用螺纹接方式连接；DN大于等于40mm时，用焊接方式连接。2．无缝钢管无缝钢管主要用于系统需承受较高压力的室内供暖系统，焊接连接。3．其他管材其他供暖系统的管材有交联铝塑复合管(XPAP)、聚丁烯管(PB)、交联聚乙烯管(PE—X)、无规共聚丙烯管(PP—R)，用于低温热水地板辐射采暖系统。5.4采暖系统的布置及敷设

5.4.5采暖系统管道、设备的防腐与保温

1．防腐

在管道工程中，各种管材、设备为了防止其产生锈蚀而受到破坏，需要对这些管材和设备进行防腐处理。（1）管道防腐的程序（2）常用油漆（3）防腐要求2．保温（1）保温的一般要求（2）常用的保温材料（3）保温层的做法（4）保护层的做法5.5建筑采暖施工图5.5.1施工图的组成室内采暖施工图由文字部分和图示部分组成。

1．文字部分（1）设计施工说明（2）图纸目录（3）图例（4）设备材料表2．图示部分（1）系统图（2）平面图（3）详图5.5建筑采暖施工图5.5.2建筑采暖施工图的识读建筑采暖系统安装于建筑物内，因此要先了解建筑物的基本情况，然后阅读采暖施工图中的设计施工说明，熟悉有关的设计资料、标准规范、采暖方式、技术要求及引用的标准图等。平面图和系统图是采暖施工图中的主要图纸，看图时应相互联系和对照，一般按照热媒的流动方向阅读，即：供水总