3 熱水供暖系統(tǒng)

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1、第三章 熱水供暖系統(tǒng) 熱水供暖系統(tǒng):以熱水作為熱媒的供暖系統(tǒng)。熱水供暖系統(tǒng)的分類1按系統(tǒng)循環(huán)動(dòng)力的不同，可分為重力(自然)循環(huán)系統(tǒng)和機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)。2按供、回水方式的不同，可分為單管系統(tǒng)和雙管系統(tǒng)。3按系統(tǒng)管道敷設(shè)方式的不同，可分為垂直式和水平式系統(tǒng)。4按熱媒溫度的不同，可分為低溫水供暖系統(tǒng)和高溫水供暖系統(tǒng)。國(guó)別低溫水中溫水高溫水美國(guó)120 120-176 176 日本110 110-150 150 德國(guó)110 110 原蘇聯(lián)115 115 第一節(jié) 重力（自然）循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)一、重力（自然）循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的工作原理及其作用壓力 1、工作原理 當(dāng)水在鍋爐內(nèi)加熱后，水的密度減??；在散熱器內(nèi)被冷卻

2、后，水的密度增加。整個(gè)系統(tǒng)將因供回水密度差的不同而維持循環(huán)流動(dòng)。維持該系統(tǒng)循環(huán)流動(dòng)的壓力稱為自然作用壓力自然作用壓力。hhhAA2g35右01h41左PPn2、作用壓力)(21gghhhhgp左12()hhgpg hhh右()hgpppgh 右左hhhAA2g35右01h41左PPn從上式中可以看出：自然循環(huán)系統(tǒng)的作用壓力：1、與鍋爐中心和散熱器中心的垂直距離成正比；2、與供回水的密度差成正比；二、重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的主要型式重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)主要分雙管和單管兩種型式。31110i=0.5%1%6i=0.5%1%975i=0.5%1%1482(a)(b)n上供下回式重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)管道

3、布置的一個(gè)主要特點(diǎn)是：系統(tǒng)的供水干管必須有向膨脹水箱方向上升的流向。其反向的坡度為0510；散熱器支管的坡度一般取1%。這是為了使系統(tǒng)內(nèi)的空氣能順利地排除，因系統(tǒng)中若積存空氣，就會(huì)形成氣塞，影響水的正常循環(huán)?；厮晒軕?yīng)有向鍋爐方向向下坡向，其坡度一般為0.51%。三、重力循環(huán)熱水供暖雙管系統(tǒng)作用壓力的計(jì)算)(11ghghp)(212ghhhgpn在雙管系統(tǒng)中，由于各層散熱器與鍋爐的高差不同，雖然進(jìn)入和流出各層散熱器的供、回水溫度相同(不考慮管路沿途冷卻的影響)，也將形成上層作用壓力大、下層作用壓力小的現(xiàn)象。如選用不同管徑仍不能使各層阻力損失達(dá)到平衡，由于流量分配不均，必然要出現(xiàn)上熱下冷上熱下冷

4、的現(xiàn)象。垂直失調(diào)n在供暖建筑物內(nèi)，同一豎向的各層房間的室溫不符合設(shè)計(jì)要求的溫度，而出現(xiàn)上、下層冷熱不勻的現(xiàn)象，通常稱作系統(tǒng)垂直失調(diào)。n雙管系統(tǒng)的垂直失調(diào)，是由于通過(guò)各層的循環(huán)作用壓力不同而出現(xiàn)的；而且樓層數(shù)越多，上下層的作用壓力差值越人垂直失調(diào)就會(huì)越嚴(yán)重。四、重力循環(huán)熱水供暖單管系統(tǒng)的作用壓力的計(jì)算 n從上面的分析可見(jiàn)，單管熱水供暖系統(tǒng)的作用壓力與水溫、加熱中心與冷卻中心的高度差以及冷卻中心的個(gè)數(shù)有關(guān)，且每一根立管只有一個(gè)重力循環(huán)作用壓力。n為了計(jì)算單管系統(tǒng)重力循環(huán)作用壓力，需求出各個(gè)冷卻中心之間管路中水的密度，為此，首先要確定各冷卻中心管路的水溫。單管系統(tǒng)各點(diǎn)水溫的計(jì)算n單管系統(tǒng)與雙管系統(tǒng)相

5、比，除了作用壓力不同外，各層散熱器的進(jìn)出口水溫也是不同的。因而各層散熱器的K值不同，從而影響散熱器面積的多少五、考慮水沿管路冷卻時(shí)重力循環(huán)的作用壓力n在工程計(jì)算中，總的循環(huán)作用壓力zhfppp n重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)是最早采用的一種熱水供暖方式，已有約200年的歷史，至今仍在應(yīng)用。F系統(tǒng)特點(diǎn)系統(tǒng)特點(diǎn) 它裝置簡(jiǎn)單，運(yùn)行時(shí)無(wú)噪音和不消耗電能。但由于其作用壓力小，管徑大，作用范圍受到限制。重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)通常只能在單幢建筑物中應(yīng)用，其作用半徑不宜超過(guò)50m。第二節(jié) 機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)n機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)與重力循環(huán)系統(tǒng)的主要差別是在系統(tǒng)中設(shè)置了循環(huán)水泵。n設(shè)置了循環(huán)水泵，增加了系統(tǒng)的經(jīng)常運(yùn)行電

6、費(fèi)和維修工作量；但由于水泵所產(chǎn)生的作用壓力很大，因而供暖范圍可以擴(kuò)大。機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)不僅可用于單幢建筑物中。也可以用于多幢建筑，甚于發(fā)展為區(qū)域熱水供暖系統(tǒng)。n機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)成為應(yīng)用最廣泛的一種供暖系統(tǒng)。一、機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)和重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的比較重力循環(huán)機(jī)械循環(huán)循環(huán)推動(dòng)力小大管內(nèi)流速小大管徑大小作用半徑小大耗電無(wú)水泵耗電維修方便麻煩應(yīng)用小型大、中型n共性 （1）均有膨脹水箱和空氣排除問(wèn)題，但排氣方式不同。（2）均有重力循環(huán)作用壓力。二、機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的主要型式 n垂直式：上供下回 下供下回 中供式 下供上回n水平式：水平串聯(lián)式 水平跨越式（一）垂直式n1、上供下回21

7、3立 管I4IIIIIIVV3n（1）分類 雙管、單管順流式、單管跨越式 單管順流式系統(tǒng)的特點(diǎn)是：v立管中全部的水量順次流入各層散熱器。順流式系統(tǒng)型式簡(jiǎn)單、施工方面，造價(jià)低，是國(guó)內(nèi)目前一般建筑廣泛應(yīng)用的一種形式。v它最嚴(yán)重的缺點(diǎn)是不能進(jìn)行局部調(diào)節(jié)。與順流式相比，單管跨越式系統(tǒng)所需的散熱器面積比順流式系統(tǒng)大一些。雙管系統(tǒng)可單獨(dú)調(diào)節(jié)，但容易產(chǎn)生垂直失調(diào)n（2）坡向坡度 供水干管：按水流方向設(shè)上升坡度，坡度值不得小于0.002，宜采用0.003 回水干管：按水流方向設(shè)下降坡度，坡度值不得小于0.002，宜采用0.0032、下供下回12a453bh6n特點(diǎn)：（1）阻力平衡比上供下回式容易 （2）無(wú)效熱

8、損失少 （3）冬季施工方便 （4）排氣困難3、中供式n 中供式系統(tǒng)的特點(diǎn)：中供式系統(tǒng)可避免由于頂層梁底標(biāo)高過(guò)低,致使供水干管擋住頂層窗戶的不合理布置,并減輕了上供下回式樓層過(guò)多,易出現(xiàn)垂直失調(diào)的現(xiàn)象；但上部系統(tǒng)要增加排氣裝置。3、中供式4、下供式n倒流式系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：(1)無(wú)需設(shè)置集氣罐等排氣裝置。(2)底層散熱器的面積減小，便于布置。(3)當(dāng)采用高溫水供暖系統(tǒng)時(shí)，可減少布置高架水箱的困難。(4)散熱器的面積要比上供下回順流式系統(tǒng)的面積增多。i12iii3n在異程式系統(tǒng)中，通過(guò)各個(gè)立管的循環(huán)環(huán)路長(zhǎng)度不相等，遠(yuǎn)主立管的環(huán)路長(zhǎng)，近主立管的環(huán)路短，通過(guò)各個(gè)立管的壓力損失較難平衡，在遠(yuǎn)近立管處出現(xiàn)

9、流量失調(diào)而引起在水平方向上冷熱不均的現(xiàn)象-水平失調(diào)同程式系統(tǒng)142立管IIIIIIIV3n異程：簡(jiǎn)單，水平失調(diào)（近熱遠(yuǎn)冷）n同程：管材用量大，水平失調(diào)小，用在較大供熱半徑的建筑12(2)(1)(1)(2)21（二）、水平式系統(tǒng) 排氣困難排氣困難 每個(gè)散熱器上設(shè)跑風(fēng)設(shè)空氣管每個(gè)散熱器上設(shè)跑風(fēng)設(shè)空氣管 散熱器串聯(lián)過(guò)多時(shí)出現(xiàn)水平熱力失調(diào)散熱器串聯(lián)過(guò)多時(shí)出現(xiàn)水平熱力失調(diào) 與垂直系統(tǒng)比，造價(jià)低，施工方便與垂直系統(tǒng)比，造價(jià)低，施工方便（三）、適合分戶計(jì)量式系統(tǒng)第三節(jié) 高層建筑熱水供暖系統(tǒng)n高層建筑熱水供暖系統(tǒng)的兩大特點(diǎn)：系統(tǒng)靜壓力高；垂直失調(diào)嚴(yán)重n一、分層式系統(tǒng) 1、隔絕式n上層成為獨(dú)立系統(tǒng)，與外網(wǎng)水力隔

10、離n解決散熱器承壓能力n減少垂直失調(diào)n2、雙水箱分層式熱水供暖系統(tǒng)上層利用兩水箱高差自然循環(huán)解決散熱器承壓?jiǎn)栴}開(kāi)式水箱，空氣易進(jìn)入系統(tǒng)，導(dǎo)致加大腐蝕二、雙線式系統(tǒng)（1）垂直雙線式單管熱水供暖系統(tǒng)（2）水平雙線式熱水供暖系統(tǒng)三、單雙管混合式系統(tǒng)第四節(jié) 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的管 路布 置和主要設(shè)備及附件一、室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的管路布置n1、熱力入口（供暖系統(tǒng)的引入口）位置：應(yīng)設(shè)置在建筑物熱負(fù)荷對(duì)稱分布的位置 用戶供暖系統(tǒng)與熱水管網(wǎng)的連接形式：直接連接 間接連接2、系統(tǒng)分支形式 系統(tǒng)管道走向合理、節(jié)省管材、便于調(diào)節(jié)和排除空氣、各個(gè)環(huán)路阻力損失容易平衡。有兩個(gè)分支環(huán)路的同程式系統(tǒng)布置形式。一般宜將供水干管的

11、始端放置在朝北向側(cè)，而末端設(shè)在朝南向一側(cè)。二、熱水供暖系統(tǒng)的主要設(shè)備和附件二、熱水供暖系統(tǒng)的主要設(shè)備和附件（一）、膨脹水箱1、作用n用來(lái)貯存熱水供暖系統(tǒng)加熱的膨脹水量。n在重力循環(huán)上供下回式系統(tǒng)中，起著排氣作用。n恒定供暖系統(tǒng)的壓力。（一）、膨脹水箱n2、結(jié)構(gòu) 由鋼板焊成一圓形或方形水箱，箱上連有五根管：膨脹管、溢流管、排水管、信號(hào)管、循環(huán)管。n3、膨脹水箱型號(hào)選擇 容積：式中：vp膨脹水箱的有效容積 水的體積膨脹系數(shù) vc系統(tǒng)內(nèi)的水容量 考慮系統(tǒng)內(nèi)水受熱和冷卻時(shí)水溫的最大波動(dòng)值maxpcvtv maxtn4、膨脹水箱與系統(tǒng)的連接 （1）自然循環(huán) 設(shè)在系統(tǒng)最高點(diǎn) （2）機(jī)械循環(huán) 設(shè)在水泵入口處

12、(二)熱水供暖系統(tǒng)排除空氣的設(shè)備n集氣罐 圖n型號(hào)選擇：按保證其中水流速不超過(guò)0.5m/s(二)熱水供暖系統(tǒng)排除空氣的設(shè)備(二)熱水供暖系統(tǒng)排除空氣的設(shè)備(三）、除污設(shè)備n作用：清除和過(guò)濾管路中的雜質(zhì)和污垢。n安裝位置：空調(diào)總回水管采暖系統(tǒng)入口各種換熱設(shè)備之前各種小口徑調(diào)壓裝置之前n選擇(確定管徑）除污器或過(guò)濾器橫斷面流速宜取0.1m/s（四）、分集水器、分氣缸n（1）當(dāng)需要從總管接出兩個(gè)以上的分支環(huán)路時(shí)，考慮各個(gè)環(huán)路之間的壓力平衡和使用功能要求，宜采用分氣缸、分水器、集水器。n（2）分氣缸直徑的確定 G:通過(guò)分汽缸的總蒸汽流量，t/h v：筒身蒸汽流速，1015 m/s :蒸汽密度kg/m3

13、vGD595.0n（3）分水器、集水器 筒身直徑按照斷面流速0.1m/s確定，或估算D=1.53dmax 分水器集水器 一般應(yīng)安裝壓力表、溫度計(jì)、并應(yīng)保溫（五）、調(diào)壓裝置n（1）調(diào)壓板（孔板）當(dāng)外網(wǎng)熱源參數(shù)比較穩(wěn)定時(shí)，宜用調(diào)壓板調(diào)整各建筑物入口處供水干管上的壓力。調(diào)壓板只用于P1000KPa的系統(tǒng)中，調(diào)壓板前應(yīng)設(shè)置除污器或過(guò)濾器，以防止阻塞調(diào)壓板通孔。fGDd2GHDf812.01021.2324D：管道內(nèi)徑,mmH：所需消耗的壓頭,kpaG：用戶入口蒸汽或熱水流量m3/h:蒸汽密度kg/m3(2)截止閥n當(dāng)供熱系統(tǒng)不大時(shí)，可采用截止閥來(lái)調(diào)節(jié)。其特點(diǎn)是節(jié)約投資，不易堵塞，便于檢修。（3）平衡閥 當(dāng)供熱系統(tǒng)較大時(shí)，尤其是擴(kuò)建管網(wǎng)時(shí)，宜用專門調(diào)節(jié)用的平衡閥來(lái)調(diào)節(jié)。解決水平失調(diào)效果比較好。調(diào)節(jié)原理調(diào)節(jié)原理 通過(guò)改變閥門開(kāi)度，來(lái)達(dá)到改變閥門阻力的目的。平衡閥相當(dāng)于一個(gè)局部阻力系數(shù)可變的節(jié)流元件。n適用場(chǎng)合 建筑物內(nèi)的采暖（或空調(diào)）系統(tǒng)各支路之間的流量平衡；小區(qū)供熱管網(wǎng)中各樓之間的水流量的平衡；熱力站的一、二次環(huán)路的水流量的平衡；鍋爐或冷水機(jī)組水流量的平衡；n安裝使用要點(diǎn)建議安裝在回水管路上盡可能安裝在直管段上注意新需要與原有系統(tǒng)水流量的平衡不應(yīng)隨便變動(dòng)閥 的開(kāi)度不必再安裝截止閥系統(tǒng)增設(shè)或取消環(huán)路時(shí)應(yīng)重新調(diào)試整定 謝謝大家