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1、第三章室内供暖系统,热水供暖系统的分类（p66）,循环动力,机械循环热水供暖系统,自然循环热水供暖系统,2、,主要由水泵提供动力,靠水密度差形成动力,管道敷设方式,垂直式,水平式,3、,热水供暖系统的分类,3-1 自然循环系统（p67）,一、工作原理,A-A断面两侧的水柱压力分别为：,A-A断面两侧的压差即为系统水的循环动力：,水循环动力的形成：,3-1 自然循环系统,注意：作用压力大小取决于温差和高差两个因素,3-1 自然循环系统,二、主要形式,可以是垂直单、双管式，也可是水平单、双管式。只是受作用压力的限制，一般系统形式较简单。,原因是：受高度限制，自然循环作用压力不可能很大，系统复杂，会
2、造成系统作用压力不够，水流减慢，甚至不循环。,三、作用压力的计算,通过上层散热器水的作用压力为：,易出现上热下冷的垂直失调现象。层数越多，垂直失调越严重。,1、双管上供下回式系统,显然：,通过底层散热器水的作用压力为：,各层散热器并联，进入各层散热器的水温近似相同。（忽略在管中的冷却）,3-1 自然循环系统,3-1 自然循环系统,三、作用压力的计算,2、单管上供下回式系统,各层散热器串联，进入各层散热器的水温逐层降低。,进入各层散热器的水温不同，也会出现上热下冷的垂直失调现象。,3-1 自然循环系统,3、自然循环系统总作用压力,三、作用压力的计算,未考虑沿途冷却时的作用压力，即按上述公式得出的
3、计算值。,水在管路中冷却产生的附加压力（附录3-2）,四、自然循环系统的特点：,1、装置简单，运行无噪音，不消耗电能；,2、作用压力小，作用范围小，适于单幢建筑；,3、水平供水干管、水平回水干管均有沿流 向方向的坡度（）；,4、水箱兼起稳压、放气作用。,3-1 自然循环系统,3-2 机械循环热水供暖系统（p73),一、主要型式及其特点,作用压力不受限制，型式多种多样,上供下回式,散热器,i=0.2%0.3%,i=0.20.3%,膨胀水箱,锅炉,水泵,集气罐,截止阀,调节阀,单管顺流式,单管跨越式,双管式,管路布置符合对流特点，用的最普遍,与自然循环上供下回式系统的不同：,增加了循环水泵和排气装
4、置；水箱的连接位置不同；水平供、回水坡度不小于0.2%，宜采用0.3%；水平供水干管的坡向与重力循环系统相反。,3-2 机械循环热水供暖系统,下供下回式,h,a,b,空气管,放风阀,i,供水干管先进底层，无效热损失小；安好一层后即可使用，给施工带来方便；排气困难。,适于顶棚下难以布置供水干或有地下室的建筑。,下供下回式系统的特点：,下供下回式系统的排气方式：,通过冷风阀手动分散放气；通过空气管手动或自动集中排气。,3-2 机械循环热水供暖系统,中 供 式,减轻上供下回式楼层多时的垂直失调现象；上部需设排气装置；可避免顶层梁底标高过低，致使水平干管挡窗户的现象。,中供式系统的特点：,可用于加建楼
5、层的原有建筑物，或“品”字形建筑。,3-2 机械循环热水供暖系统,下供上回式（倒流式）,i,i,i,i,底层散热器的面积小，便于布置；便于通过水箱排气，无需设置排气阀；对高温热水供暖系统，可减少布置高架水箱的 困难；K值低于上供下回式，总散热器的面积增多。,倒流式系统特点：,3-2 机械循环热水供暖系统,常用于高温水供暖系统。,混合式,特点：系统压力损失大，室温难于保证。适于外网为高温水,且建筑对温度要求不很严格的情况下。,水平式系统,空气管,空气管,水平单管顺流式,水平单管跨越式,水平双管式,水平式系统,水平式系统的特点：,总造价低；管路简单；无需穿各层楼板的立管，施工方便；膨胀水箱可设在顶
6、层的辅助空间，降低造价。,二、同程式与异程式系统,i=0.2%0.3%,i=0.20.3%,垂直同程式系统,3-2 机械循环热水供暖系统,水平异程式系统,供水,回水,水平同程式系统,供水,回水,3-2 机械循环热水供暖系统,一、管路布置,需考虑：建筑物具体条件、外网特点,总体原则:力求结构简单、节省材料、便于调节、排气、易于阻力平衡。,3-3 热水供暖系统管路布置与附设（p77),具体包括：引入口位置、环路划分、干管位置等,3-3 热水供暖系统管路布置与附设,引入口宜设置在建筑物热负荷对称分布位置,根据建筑物情况将系统划分成2个或多个环路，各环路的损失应易于平衡。,3-3 热水供暖系统管路布置
7、与附设,3-3 热水供暖系统管路布置与附设,3-3 热水供暖系统管路布置与附设,敷设时应考虑：1、上供下回式系统的顶层梁与窗顶间的距离应满足供水干管的坡度和集气罐的设置要求。回水干管若敷设在地面上，底层散热器下部和地面间的距离也应满足回水干管敷设坡度的要求。距离不够时，应设在半通行地沟或不通行地沟内。地沟上每隔一定距离应设置活动盖板。,二、管路敷设,管路敷设分明装和暗装，一般情况下明设。敷设时应按相应规范进行。,3-3 热水供暖系统管路布置与附设,2、尽量避免出现局部向上凹凸现象，以免产生气塞。在局部高点处，应设置排气装置。局部最底点，应考虑设置排水阀。,3-3 热水供暖系统管路布置与附设,3
8、、回水干管过门时，应设置排水或排空装置。,4、立管应尽量设置在外墙角处。楼梯间及其它有冻结危险的地方，应单设置立管。,3-3 热水供暖系统管路布置与附设,5、室内供、回水管上应设阀门；各并联环路的起、末端应各设一个阀门，立管上、下端应各设一个阀门，以便于检修关闭。,6、穿过建筑物基础、变形缝的采暖管道，以及埋在建筑结构内的立管，应采取防止由于建筑物下沉而损坏管道的措施。穿过隔墙或楼板时，宜装套管。,3-4 住宅分户热计量采暖系统特点(p78),对新建住宅,系统应具备如下功能：分户调节、分户控制与关断、分户热计量,为此，管路布置应具如下特点：公用部分单独设置采暖系统，每户内形成独立的环路系统,目
9、前，普遍采用的分户计量采暖系统是：共用立管,分户独立式系统，其组成：1、户内系统 2、单元立管系统 3、连接外网的水平干管系统,户内系统,立管系统,水平供回水干管系统,一、户内水平采暖系统,3-4 住宅分户热计量采暖系统特点,入户装置在上一层,上分双管式,入户装置在本层,3-4 住宅分户热计量采暖系统特点,下分双管式,主要管段埋设,全部管道明装,用得较多,3-4 住宅分户热计量采暖系统特点,简单、阻力大；不能个体调节；末端散热不好。,水平单管顺流式,用得较少,3-4 住宅分户热计量采暖系统特点,水平单管跨越式,能个体调节；可同侧连接，也可异侧连接,3-4 住宅分户热计量采暖系统特点,各散热器并
10、联；各散热器内水温近似相等；各散热器散热效果基本相同；能个体调节；但管道多。,水平双管同程式,水平双管异程式,3-4 住宅分户热计量采暖系统特点,各散热器并联；各散热器内水温相等；能个体调节；但阻力不易平衡；管道多。,3-4 住宅分户热计量采暖系统特点,水平章鱼式系统,各散热器并联；可集中控制调节各散热器；适于热水地板采暖。,3-4 住宅分户热计量采暖系统特点,3-4 住宅分户热计量采暖系统特点,二、单元立管采暖系统,一般放置于楼梯间单独设置的采暖管井内，采用异程式。一个单元可设置一组供回水立管，也可设两组。立管上需装自动排气阀。,3-4 住宅分户热计量采暖系统特点,三层重力形成的作用压力：,
11、异程式，三层环路最长，同条件下，损失最大。,总作用压力最大。,异程两者互相弥补，减轻垂直失调,立管为什么不用同程式系统？,3-4 住宅分户热计量采暖系统特点,三、水平干管采暖系统一般设置于采暖地沟内或地下室的顶棚下；一般为同程式；,四、分户采暖系统的入口装置,3-4 住宅分户热计量采暖系统特点,户内采暖系统入口 装置,设于采暖管井内，主要有：热表、除污器、锁闭阀 热表宜设于供水管上，前设除污器。,建筑热力入口装置,3-4 住宅分户热计量采暖系统特点,温度计、压力表,应设置于回水管上，前设除污器。,宜设置于采暖管道竖井下部，首层楼梯间下部设热力小室、或热力小箱。地下室专用房间内。,3-4 住宅分
12、户热计量采暖系统特点,3-4 高层建筑热水供暖系统,设计高层建筑供暖系统时，需注意：,高层建筑可采用的系统型式：,冷风渗透耗热量计算问题系统的型式和与外网的连接方式问题,一、分层式供暖系统（竖向分区式）在垂直方向分成两个或两个以上独立系统，下层系统通常与室外网路直接连接，上层网路与外网采用隔绝式连接。有以下几种：,底层散热器承受水静压大 更易出现垂直失调,设热交换器式分层系统,1.热交换器2.循环水泵3.膨胀水箱,特点：是高层建筑常用型式。比较适于外网为高温水的供暖系统。,设双水箱式分层系统,1.加压水泵2.回水箱3.进水箱4.进水箱溢流管5.信号管6.回水箱溢流管,特点：简化入口设备，降低系
13、统造价和运行管理费用。开式水箱容易进气，造成腐蚀。外网水温低时更适用。,二、双线式系统,1.供水干管2.回水干管3.双线立管4.散热器支管5.截止阀6.排水阀7.节流孔板8.调节阀,3-4 高层建筑热水供暖系统,垂直双线式,易出现水平失调现象，一般采用同程式系统或用孔板消除。,3-4 高层建筑热水供暖系统,1.供水干管2.回水干管3.双线水平管4.散热器5.截止阀6.节流孔板7.调节阀,水平双线式,3-4 高层建筑热水供暖系统,可分层调节。易出现垂直失调，水平分支管上装节流孔板，用于消除失调。,三、单、双管混合式,3-4 高层建筑热水供暖系统,特点：避免双管系统楼层过多时产生垂直失调现象。同时
14、又避免单管系统散热器支管管径过粗、不能进行局部调节的缺点。,单、双管特点互相弥补,3-4 高层建筑热水供暖系统,四、专用分区供暖,竖向按高度分区，分为两个或多个采暖区，分别由不同的采暖系统和设备供暖。,适于成片高层小区或高层建筑面积较大，,3-4 高层建筑热水供暖系统,五、高层建筑直连（静压割断）供暖,直连的难点是：回水降压,采用上、下端静压隔断器是其中的一种方式。,就其能耗、氧蚀问题有争议。,高层建筑“直连供暖”技术是目前供热领域研究的“热点”问题之一,3-4 高层建筑热水供暖系统,为恒压差节流阀,对高层建筑供热定压与节电问题的探讨 青岛高远热能动力设备有限公司朱建文青岛金田热电有限公司崔维
15、学 海工英派尔工程有限公司刘 铭,3-4 高层建筑热水供暖系统,供回水机系统,采用水水喷射器引射低区回水方案,3-4 高层建筑热水供暖系统,水汽引射器方案系统示意图,采用水力升压器的系统,采用水力变压器的系统,一、膨胀水箱（p86）,作用：a.容纳水受热膨胀而增加的体积；b.在自然循环系统中，起排气作用；c.在机械循环系统中，起稳压作用。,构造：有矩形和圆形两种。一般为钢板焊制。,膨胀水箱上连有膨胀管、溢流管、信号管（检查管）、排水管及循环管等。,3-5 室内热水供暖系统主要设备和附件,3-5 室内热水供暖系统主要设备和附件,膨胀管、循环管和溢流管上不设置阀门，以免偶然关断时系统压力增高、水箱
16、冻结和水从水箱溢出。,当膨胀水箱设在不供暖的房间内时，膨胀管和循环管之间应有1.53m的距离，以使水能缓慢循环流动，防止水箱内的水冻结。,3-5 室内热水供暖系统主要设备和附件,选型：膨胀水箱的型号和规格，由有效容积决定。,膨胀水箱的有效容积指检查管至溢流管之间的容积，其计算公式为：,：水的膨胀系数，1/,：每供给1kw热量所需的系统水容量，L/kw；,：供暖系统设计热负荷，kw；,：水温的最大波动值，,对于低温热水供暖系统：,3-5 室内热水供暖系统主要设备和附件,（L）,二、排气设备（p87）,排气设备主要有：集气罐、自动排气阀和冷风阀。,集气罐：,3-5 室内热水供暖系统主要设备和附件,
17、D100250mm,集气罐设于供水干管最高处；运行时定期打开排气阀（放到出水时为止）排气管应引至附近排水设施处；,15mm排气管,3-5 室内热水供暖系统主要设备和附件,可根据如下要求选择集气罐的规格尺寸：(1)集气罐的有效容积应为膨胀水箱有效容积的1；(2)集气罐的直径应大于或等于干管直径的1.52倍；(3)应使水在集气罐中的流速不超过0.05ms。,3-5 室内热水供暖系统主要设备和附件,选型：,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,3-5 室内热水供暖系统主要设备和附件,冷风阀：,3-5 室内热水供暖系统主要设备和附件,3-5 室内
18、热水供暖系统主要设备和附件,三、除污器,有立式直通、卧式直通和卧式角通三种。采暖系统常用立式直通式。,四、热量表,由以下三部分组成：1、热水流量计 用以测量流经换热系统的热水流量。2、一对温度传感器 分别测量供水温度和回水温度，并进而热得到供回水温差。3、积分仪 根据与其相连的流量计和温度传感器提供的流量和水的温差，通过热量计算方程，算出用户所用的热量。,用于热量测量与计算，并用于计费结算依据。,3-5 室内热水供暖系统主要设备和附件,选用：,户用热量表：热量表按系统设计流量选用，额定流量下的水流阻力宜不大于25kPa,3-5 室内热水供暖系统主要设备和附件,建筑物入口热量表：流量计按系统设计流量的80%选用，额定流量下的水流阻力宜不大于20kPa,根据额定流量选择热量表,五、散热器温控阀,3-5 室内热水供暖系统主要设备和附件,由两部分组成：阀体、感温元件控制部分,特点：阻力大,作用：可恒定室温，节约能源,3-5 室内热水供暖系统主要设备和附件,六、锁闭阀,主要起关断作用。,如图所示，设 h1=3.2m，h2=h3=3.0m，散热器：Q1=700W，Q2=600W，Q3=800W，系统供水温度95，回水温度70，求：双管系统的重力循环循环作用压力；单管系统的重力循环循环作用压力。,作 业 3：,
