热水供暖系统

第三章热水供暖系统热水供暖系统:以热水作为热媒的供暖系统。热水供暖系统的分类1．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。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。国别低温水中温水高温水美国＜120℃120-176℃＞176℃日本＜110℃110-150℃＞150℃德国＜110℃＞110℃原苏联＜115℃＞115℃第一节重力（自然）循环热水供暖系统一、重力（自然）循环热水供暖系统的工作原理及其作用压力1、工作原理当水在锅炉内加热后，水的密度减小；在散热器内被冷却后，水的密度增加。整个系统将因供回水密度差的不同而维持循环流动。维持该系统循环流动的压力称为自然作用压力。hhhAA2g35右01h41左PPρρ2、作用压力)(21gghhhhgp左12()hhgpghhh右()hgpppgh右左hhhAA2g35右01h41左PPρρ从上式中可以看出：自然循环系统的作用压力：1、与锅炉中心和散热器中心的垂直距离成正比；2、与供回水的密度差成正比；二、重力循环热水供暖系统的主要型式重力循环热水供暖系统主要分双管和单管两种型式。31110i=0.5%～1%6i=0.5%～1%975i=0.5%～1%1482(a)(b)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：系统的供水干管必须有向膨胀水箱方向上升的流向。其反向的坡度为0．5％~1．0％；散热器支管的坡度一般取1%。这是为了使系统内的空气能顺利地排除，因系统中若积存空气，就会形成气塞，影响水的正常循环。回水干管应有向锅炉方向向下坡向，其坡度一般为0.5％～1%。三、重力循环热水供暖双管系统作用压力的计算)(11ghghp))((212ghhhgp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的现象。垂直失调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。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人．垂直失调就会越严重。四、重力循环热水供暖单管系统的作用压力的计算从上面的分析可见，单管热水供暖系统的作用压力与水温、加热中心与冷却中心的高度差以及冷却中心的个数有关，且每一根立管只有一个重力循环作用压力。为了计算单管系统重力循环作用压力，需求出各个冷却中心之间管路中水的密度，为此，首先要确定各冷却中心管路的水温。单管系统各点水温的计算单管系统与双管系统相比，除了作用压力不同外，各层散热器的进出口水温也是不同的。因而各层散热器的K值不同，从而影响散热器面积的多少五、考虑水沿管路冷却时重力循环的作用压力在工程计算中，总的循环作用压力zhfppp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。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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。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。机械循环热水供暖系统成为应用最广泛的一种供暖系统。一、机械循环热水供暖系统和重力循环热水供暖系统的比较重力循环机械循环循环推动力小大管内流速小大管径大小作用半径小大耗电无水泵耗电维修方便麻烦应用小型大、中型共性（1）均有膨胀水箱和空气排除问题，但排气方式不同。（2）均有重力循环作用压力。二、机械循环热水供暖系统的主要型式垂直式：上供下回下供下回中供式下供上回水平式：水平串联式水平跨越式（一）垂直式1、上供下回213立管I4IIIIIIVV3（1）分类双管、单管顺流式、单管跨越式单管顺流式系统的特点是：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。它最严重的缺点是不能进行局部调节。与顺流式相比，单管跨越式系统所需的散热器面积比顺流式系统大一些。双管系统可单独调节，但容易产生垂直失调（2）坡向坡度供水干管：按水流方向设上升坡度，坡度值不得小于0.002，宜采用0.003回水干管：按水流方向设下降坡度，坡度值不得小于0.002，宜采用0.0032、下供下回12a453bh6特点：（1）阻力平衡比上供下回式容易（2）无效热损失少（3）冬季施工方便（4）排气困难3、中供式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。3、中供式4、下供式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在异程式系统中，通过各个立管的循环环路长度不相等，远主立管的环路长，近主立管的环路短，通过各个立管的压力损失较难平衡，在远近立管处出现流量失调而引起在水平方向上冷热不均的现象-----水平失调同程式系统142立管IIIIIIIV3异程：简单，水平失调（近热远冷）同程：管材用量大，水平失调小，用在较大供热半径的建筑12(2)(1)(1)(2)21（二）、水平式系统排气困难每个散热器上设跑风设空气管散热器串联过多时出现水平热力失调与垂直系统比，造价低，施工方便（三）、适合分户计量式系统第三节高层建筑热水供暖系统高层建筑热水供暖系统的两大特点：系统静压力高；垂直失调严重一、分层式系统1、隔绝式上层成为独立系统，与外网水力隔离解决散热器承压能力减少垂直失调2、双水箱分层式热水供暖系统上层利用两水箱高差自然循环解决散热器承压问题开式水箱，空气易进入系统，导致加大腐蚀二、双线式系统（1）垂直双线式单管热水供暖系统（2）水平双线式热水供暖系统三、单双管混合式系统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1、热力入口（供暖系统的引入口）位置：应设置在建筑物热负荷对称分布的位置用户供暖系统与热水管网的连接形式：直接连接间接连接2、系统分支形式系统管道走向合理、节省管材、便于调节和排除空气、各个环路阻力损失容易平衡。有两个分支环路的同程式系统布置形式。一般宜将供水干管的始端放置在朝北向—侧，而末端设在朝南向一侧。二、热水供暖系统的主要设备和附件（一）、膨胀水箱1、作用用来贮存热水供暖系统加热的膨胀水量。在重力循环上供下回式系统中，起着排气作用。恒定供暖系统的压力。（一）、膨胀水箱2、结构由钢板焊成一圆形或方形水箱，箱上连有五根管：膨胀管、溢流管、排水管、信号管、循环管。3、膨胀水箱型号选择容积：式中：vp—膨胀水箱的有效容积－－水的体积膨胀系数vc—系统内的水容量－考虑系统内水受热和冷却时水温的最大波动值maxpcvtvmaxt4、膨胀水箱与系统的连接（1）自然循环设在系统最高点（2）机械循环设在水泵入口处(二)热水供暖系统排除空气的设备集气罐图型号选择：按保证其中水流速不超过0.5m/s(二)热水供暖系统排除空气的设备(二)热水供暖系统排除空气的设备(三）、除污设备作用：清除和过滤管路中的杂质和污垢。安装位置：空调总回水管采暖系统入口各种换热设备之前各种小口径调压装置之前选择(确定管径）除污器或过滤器横断面流速宜取0.1m/s（四）、分集水器、分气缸（1）当需要从总管接出两个以上的分支环路时，考虑各个环路之间的压力平衡和使用功能要求，宜采用分气缸、分水器、集水器。（2）分气缸直径的确定G:通过分汽缸的总蒸汽流量，t/hv：筒身蒸汽流速，10~15m/s:蒸汽密度kg/m3vGD595.0（3）分水器、集水器筒身直径按照断面流速0.1m/s确定，或估算D=1.5~3dmax分水器集水器一般应安装压力表、温度计、并应保温（五）、调压装置（1）调压板（孔板）当外网热源参数比较稳定时，宜用调压板调整各建筑物入口处供水干管上的压力。调压板只用于P＜1000KPa的系统中，调压板前应设置除污器或过滤器，以防止阻塞调压板通孔。fGDd2GHDf812.01021.2324D：管道内径,mmH：所需消耗的压头,kpaG：用户入口蒸汽或热水流量m3/h:蒸汽密度kg/m3(2)截止阀当供热系统不大时，可采用截止阀来调节。其特点是节约投资，不易堵塞，便于检修。（3）平衡阀当供热系统较大时，尤其是扩建管网时，宜用专门调节用的平衡阀来调节。解决水平失调效果比较好。调节原理通过改变阀门开度，来达到改变阀门阻力的目的。平衡阀相当于一个局部阻力系数可变的节流元件。安装使用要点建议安装在回水管路上尽可能安装在直管段上注意新需要与原有系统水流量的平衡不应随便变动阀的开度不必再安装截止阀系统增设或取消环路时应重新调试整定谢谢大家