最新-供暖系統(tǒng)及其分類-PPT精品課件

1、第十一章 供暖系統(tǒng)及其分類供暖系統(tǒng)定義： 在冬季，室外溫度低于室內溫度，房間內的熱量 通過圍護結構（墻、窗、門、地面、屋頂?shù)龋┎粩?向外散失，為使室內保持所需的溫度，就必須向 室內供給相應的熱量，這種向室內供給熱量的工程 設備叫做供暖系統(tǒng)。局部供暖系統(tǒng)：將熱源和散熱設備合并成一個整體， 分散設置在各個房間里的供暖系統(tǒng)。 局部供暖系統(tǒng)包括火爐采暖、煤氣采暖及電熱采暖。 如火爐、紅外線煤氣爐、電暖器、電熱膜等。集中供暖系統(tǒng)：由遠離采暖房間的熱源、輸熱管道和 房間內的散熱設備等三部分組成的 工程設施，稱為集中供暖系統(tǒng)。熱媒：把熱量從熱源輸送到散熱設備的物質叫熱媒。熱媒主要有：熱水、蒸汽、熱空氣。供暖

2、系統(tǒng)的分類局 部 供 暖 系 統(tǒng)集 中 供 暖 系 統(tǒng)定義：以熱水作為熱媒的供暖系統(tǒng)。 它是目前最廣泛使用的一種供暖系統(tǒng)。熱水供暖系統(tǒng)的分類：1、按熱媒參數(shù)分：低溫熱水供暖系統(tǒng)（100 ） 高溫熱水供暖系統(tǒng)（100 ）2、按系統(tǒng)循環(huán)動力分： 自然循環(huán)（即重力循環(huán)）和機械循環(huán)系統(tǒng)3、按系統(tǒng)的每組立管根數(shù)分：單管和雙管系統(tǒng)4、按系統(tǒng)的管道敷設方式分：垂直式和水平式第一節(jié) 熱水供暖系統(tǒng)自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)特點：這種系統(tǒng)中不設循環(huán)水泵，僅靠供、回水的 溫度差而形成的密度差所產生的壓力使水在 系統(tǒng)中進行循環(huán)。這種水的循環(huán)作用壓力稱為自然壓頭。下面對自然壓頭進行理論分析，以二層房屋為例：首先假定系統(tǒng)沿程熱

3、損失為零，即系統(tǒng)中的熱媒僅在鍋爐內升溫及在散熱器內降溫。假定圖中最低點斷面A-A處有一假想閥門，若突然將閥門關閉，則斷面A-A兩側所受到的水柱壓力之差就是驅使水進行循環(huán)流動的自然壓頭。對于經(jīng)過一層散熱器的循環(huán)環(huán)路斷面A-A右側的水柱壓力為：斷面A-A左側的水柱壓力為：該環(huán)路的自然壓頭為：AAi=0.003i=0.003h3h2h1h0圖11-1 自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)工作原理圖（11-1）斷面A-A左側的水柱壓力為：該環(huán)路的自然壓頭為：再考慮管路沿途熱損失 ，它與系統(tǒng)的水平距離、鍋爐到散熱器的高度、總干管至計算立管之間的水平距離有關。具體數(shù)值見附表16。因此經(jīng)過計算，立管第一層散熱器的循環(huán)環(huán)路的

4、自然壓頭 為： （11-3）（11-2）經(jīng)過計算，立管第二層散熱器的循環(huán)環(huán)路的自然壓頭 為：（11-4）對于經(jīng)過二層散熱器的循環(huán)環(huán)路則斷面A-A右側的水柱壓力為：下面以供熱系統(tǒng)的水平距離為20m，h1=3m，h2=3m，供水溫度為tg= 95，g= 962 kg/m2;供水溫度為th= 70，h= 977 kg/m2 為例計算自然壓頭 、 。 自 然 壓 頭 算 例解：查附表16得P2=100Pa，則：1、對于多層建筑，若各層房間的熱負荷相同，采用的 立、支管相同，則流經(jīng)上層散熱器的流量多于實際 需要量，流經(jīng)下層散熱器的流量少于實際需要量， 這會造成上層房間溫度偏高，下層房間溫度偏低， 即垂直

5、失調現(xiàn)象。2、由于自然壓頭很小，為了保證輸送所需的流量， 系統(tǒng)管徑不致過大，要求鍋爐中心與散熱器中心的 垂直距離不小于2.53m。3、在自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)中，由于水的流速較小 （0.2m/s），水平供水干管可以逆流排氣排入膨脹 水箱，但要求水平供水干管必須有向膨脹水箱方向 向上的坡度，且不得小于0.5%1%。結 論結 論4、因自然壓頭很小，因而干管長度不宜過長，否則 系統(tǒng)的管徑就會過大。 因此，系統(tǒng)的作用半徑不宜大于50米。5、自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)僅能用于有地下室、地坑的 一些較小的獨立的建筑。機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)系統(tǒng)組成：鍋爐、輸熱管道、水泵、散熱器、膨脹水箱 及排氣裝置。系統(tǒng)分類：1、按

6、供水干管位置不同分： 上供下回式、下供下回式、下供上回式等2、按立管與散熱器連接形式不同分： 雙管式、單管式、單雙管混合式3、單管式又分為垂直單管式和水平單管式。4、單管式按散熱器支管與單管連接方式分： 順流式和跨越式。5、按通過各立管的循環(huán)環(huán)路的總長度是否相等分： 同程式、異程式。1-熱水鍋爐；2-供水總立管；3-供水干管；4-供水立管； 5-散熱器6-回水立管；7-回水干管；8-循環(huán)水泵；9-膨脹水箱；10-集氣罐；11-膨脹管6i=0.003i=0.003358219410711機械循環(huán)雙管上供下回式機械循環(huán)雙管上供下回式循環(huán)水泵：提供循環(huán)動力，促使水在系統(tǒng)內循環(huán)。 一般安裝在回水干管上

7、膨脹水箱：容納系統(tǒng)水熱脹冷縮的體積及系統(tǒng)定壓 （高于大氣壓力以避免水泵吸入口處水產生汽化）一般通過膨脹管與水泵吸入口相連，并設于系統(tǒng)最高處集氣罐（自動排氣閥）：聚集和排出系統(tǒng)中空氣。 設于供水干管的末端，也就是供水干管的最高處 優(yōu)點：可調節(jié)各房間的散熱量，各層的散熱器比較均衡缺點：由于自然壓頭的存在，造成系統(tǒng)垂直失調，即上部房間溫度偏高，下部房間溫度偏低。樓層越高，失調越嚴重。因此，雙管系統(tǒng)不宜在四層以上的建筑中采用膨 脹 水 箱i=0.003i=0.003358194106711空氣管優(yōu)點：可以調節(jié)各房間的散熱量，各層的散熱器比較均衡。垂直失調較雙管上供下回式要弱一些機械循環(huán)雙管下供下回式注

8、意：雙管系統(tǒng)不宜在四層以上的建筑中采用。i=0.003i=0.003圖11-4 異程單管上供下回式358219410711優(yōu)點：立管少，安裝方便。不存在垂直失調問題。缺點：由于水溫是逐層遞減的，所以下層散熱器片數(shù)多，占地面積大。單管上供下回式還分為順流式和跨越式。單管上供下回式跨越式可克服順流式無法調節(jié)各房間調節(jié)散熱量的缺陷水平順流（水平串聯(lián)）式系統(tǒng)Z型補償器DN10手動放風門水平跨越式系統(tǒng)DN10手動放風門水平順流式系統(tǒng)：優(yōu)點：最省管材，管路簡單， 便于施工。因無沿墻立 管，不影響室內美觀。缺點：末端散熱器較多。 散熱器排氣困難。 不能進行局部調節(jié)水平跨越式系統(tǒng)：優(yōu)點：可以進行局部調節(jié)。缺點

9、：由于水在散熱器 中流動速度較慢， 散熱器內容易積垢應用范圍：分戶熱計量的居住建筑；對室溫要求不高且不宜使用垂直系統(tǒng)的工業(yè)及公用建筑。同程式和異程式同程式：通過各立管的 循環(huán)管路的長度 近似相等的系統(tǒng)不等的稱為異程系統(tǒng)同程系統(tǒng)環(huán)路壓力損失容易平衡，因此較大的建筑物一般都采用同程系統(tǒng)。i=0.003i=0.003358219410711同程系統(tǒng)較異程系統(tǒng)多耗管材，在較小的建筑物一般都采用異程系統(tǒng)。第五節(jié) 高層建筑供暖特點高層民用建筑設計防火規(guī)范（GB 50045-95）： 1、10層及10層以上的居住建筑 2、建筑高度超過24m的公共建筑1972年聯(lián)合國國際高層建筑會議 ： 1、916層（最高為

10、50米） 2、1725層（最高到75米） 3、2640層（最高到100米） 4、40層以上（超高層建筑）系統(tǒng)分類：1、分層式供暖系統(tǒng)；2、雙線式系統(tǒng)；3、單、雙管混合式系統(tǒng)。一、分層式供暖系統(tǒng)定義：高層建筑熱水供暖 系統(tǒng)在垂直方向分成 若干個系統(tǒng)。亦稱垂直分區(qū)。這是高層供暖常用的一種供暖形式因為散熱器的承壓能力相對較小，當建筑高度超過散熱器承壓能力時必須垂直分區(qū)高層建筑熱水供暖系統(tǒng)垂直雙線供暖系統(tǒng)水平雙線供暖系統(tǒng)二、雙線式系統(tǒng)1.垂直雙線單管供暖系統(tǒng)立管在豎向成型結構,一根上升管，一根下降管，因此可以近似認為每層散熱器的平均溫度相同，可以避免垂直失調。散熱器采用蛇形管或輻射板2.水平雙線單管供

11、暖系統(tǒng)具有水平式供暖系統(tǒng)的特點，能夠進行分層調節(jié)調節(jié)。定義：在垂直方向上分為若干組，每組 若干層（23層），每一組均為 雙管系統(tǒng)，各組之間用單管相連系統(tǒng)中的每一組雙管系統(tǒng)，只對23層房屋供暖，形成的自然壓頭僅在23層中起作用，避免了純雙管系統(tǒng)造成的嚴重的垂直失調現(xiàn)象；純垂直單管系統(tǒng)通過支管流量為立管流量（單側連接）或約一半立管流量（雙側連接），而混合式系統(tǒng)通過支管流量僅約為垂直單管系統(tǒng)的1/21/3，因此支管管徑較小，便于施工。單、雙管混合式系統(tǒng)第二節(jié) 蒸汽供暖系統(tǒng)蒸汽供暖的特點：1、蒸汽供暖是以水蒸氣為熱媒，水蒸氣在散熱器中 進行相變（凝結）放出汽化潛熱，由于汽化潛熱（2500 kJ / k

12、g）比水的溫降放熱量（1.84t.kJ/kg） 要大得多。所以： a、對于流入散熱器的過熱蒸汽或飽和蒸汽及流出 散熱器的過冷凝水或飽和凝水，都可近似認為 其放熱量等于汽化潛熱。 b、對于同樣熱負荷蒸汽供暖所需的蒸汽流量要比 熱水供暖所需的熱水流量小得多。2、蒸汽的比容是熱水的比容的數(shù)百倍，因此蒸汽 在管中的流速，通常采用比熱水高得多的數(shù)值， 但阻力損失較小。3、蒸汽的密度小，不會產生很大靜壓力 相對應于熱水的分層供暖4、因蒸汽熱媒一般比熱水熱媒的溫度高， 傳熱系數(shù) K（K=A(tp-tn)）較大， 而散熱器散熱面積 F=Q/K*t，因此對于同一 建筑而言，采用蒸汽系統(tǒng)可減少散熱器數(shù)量； 另一方

13、面，采用蒸汽系統(tǒng)的管道管徑較小，所以 蒸汽系統(tǒng)的初投資要比熱水系統(tǒng)少。蒸汽供暖系統(tǒng)的優(yōu)點5、蒸汽供暖系統(tǒng)的熱惰性很小，并采用間歇調節(jié)， 系統(tǒng)的加熱和冷卻都很快，房間溫度波動較大， 特別適應于人群迅速集散的建筑如工業(yè)車間、 大禮堂、影劇院等。不適合辦公、居住建筑。6、蒸汽供暖系統(tǒng)采用間歇調節(jié)，系統(tǒng)管道內交替 充滿空氣、蒸汽，腐蝕快，系統(tǒng)壽命短。7、因散熱器表面溫度較高，產生較強的熱對流， 引起揚塵，衛(wèi)生條件較差。蒸汽供暖系統(tǒng)的缺點1、按蒸汽壓力分： 高壓蒸汽供暖系統(tǒng)（ 1.7x105 Pa） 低壓蒸汽供暖系統(tǒng)（ 1.7x105 Pa） 真空蒸汽供暖系統(tǒng)（ 1.0 x105 Pa）2、按蒸汽干管布

14、置的不同分： 上供下回式、下供下回式3、按立管布置的特點分：單管式、雙管式4、按回水動力的不同分：重力回水、機械回水蒸汽供暖系統(tǒng)的分類絕對壓強表壓真空度余壓（絕壓）表 壓 絕對壓強 - 當?shù)卮髿鈮簭娬婵斩犬數(shù)卮髿鈮簭?- 余壓（絕壓）表 壓 - 真空度絕對零壓當?shù)卮髿鈮簭妼崪y壓強實測壓強1.以絕對真空為基準 2.以當?shù)卮髿鈮簭姙榛鶞嗜?種 壓 強 的 關 系一、低壓蒸汽供暖系統(tǒng)低壓蒸汽供暖系統(tǒng)的凝水回流有兩種形式：1、重力回水： 凝水依靠重力 回流到鍋爐中。2、機械回水： 凝水依靠重力回流 到凝結水箱中， 再用水泵送入鍋爐工程中多采用機械回水方式i=0.003i=0.003機械回水雙管上供下回

15、式蒸汽供暖系統(tǒng)358219467101-蒸汽鍋爐； 2-蒸汽總立管；3-蒸汽干管； 4-蒸汽立管；5-散熱器； 6-凝結水立管；7-凝結水干管；8-凝結水泵；9-凝結水箱； 10-疏水器.疏水器：阻止蒸汽通過，只允許凝結水及不凝氣體 （空氣）及時排往凝結水管的一種裝置。注意：在每組散熱器后都要安裝疏水器。恒溫式疏水閥： 啟閉由內部裝有酒精的 金屬波形囊控制。 機械回水蒸汽系統(tǒng)設計注意事項沿途凝水：蒸汽在管道中流動時會向外散失熱量， 因供暖系統(tǒng)一般用飽和蒸汽，很容易造成 一部分蒸汽凝結成水，叫做“沿途凝水”。水擊現(xiàn)象：高速流動的蒸汽和凝結水在遇到閥門、彎頭 等改變流動方向的部件時，會產生“水擊”

16、現(xiàn)象為了及時排除沿途凝水，避免水擊現(xiàn)象的發(fā)生，應使汽、水同向流動，即蒸汽干管應有沿流動方向向下的坡度，必要時在蒸汽干管下部接凝結水管道并設疏水器空氣是不凝性氣體，系統(tǒng)運行時如不能及時排除系統(tǒng)中的空氣，它會堵在管道和散熱器中，影響系統(tǒng)的散熱量順利排除系統(tǒng)中的空氣是保證系統(tǒng)正常工作的必要條件凝結水箱：一般按 1520 min 最大小時凝水量設計。 在熱源處的總凝結水箱也可按 0.51h 最大小時凝水量設計。凝結水泵：應按少于30min的時間將凝結水箱的 凝結水送入鍋爐的標準進行設計。凝結水箱和凝結水泵小結： 及時排除空氣（影響散熱） 凝水順利送回鍋爐（設置凝結水箱、水泵） 防止蒸汽逸入凝水管（設置

17、疏水閥） 避免水擊現(xiàn)象為避免水泵吸入口處壓力過低造成凝結水汽化，以至造成氣蝕、水泵停轉現(xiàn)象，保證水泵正常工作，凝結水泵的最大吸水高度及最小正壓水頭高度要受凝結水溫度的制約。為安全考慮，當凝結水溫度小于70時，水泵必須低于水箱底面0.5m。凝結水泵的安裝定義：壓力為 1.7x105 4.0 x105 Pa 的蒸汽供暖系統(tǒng)。高壓蒸汽供暖系統(tǒng)常與生產用汽合用，生產用汽壓力一般較高，所以從鍋爐房來的蒸汽需經(jīng)減壓閥減壓。高壓蒸汽供暖系統(tǒng)形式：上供下回式、下供下回式、 單管式、雙管式等形式 為了避免高壓蒸汽和凝結水在立管中方向流動發(fā)出噪聲并產生水擊現(xiàn)象，一般高壓蒸汽供暖系統(tǒng)均采用雙管上供下回系統(tǒng)。高壓蒸汽

18、供暖系統(tǒng)高壓蒸汽供暖系統(tǒng)的特點1、高壓蒸汽供暖系統(tǒng)由于散熱器可能漏氣，加上 二次蒸發(fā)汽的存在，造成凝水管路會有蒸汽存在， 所以在每個散熱器的蒸汽和凝結水支管上都應設 閥門，以調節(jié)供汽并保證關斷。2、因疏水器單個排水能力遠超過每組散熱器的 凝水量，故系統(tǒng)僅在每一支凝水干管的末端 設疏水器。高壓蒸汽供暖系統(tǒng)的特點3、由于凝結水溫度較高，通過疏水器減壓后，會產生 二次蒸汽。所以在進入凝結水箱之前要設置二次 蒸發(fā)器及水水換熱器。4、由于管道溫度變化大，要考慮補償問題。5、高壓蒸汽供暖系統(tǒng)的管徑和散熱器片數(shù)都小于低壓 蒸汽供暖系統(tǒng)，因此具有較好的經(jīng)濟性。 但是由于安全、衛(wèi)生條件很差，所以僅能用于 工業(yè)廠

19、房。第三節(jié) 供暖系統(tǒng)的管路布置和主要設備1、根據(jù)建筑的特點，確定供暖系統(tǒng)的熱媒及系統(tǒng)形式2、合理確定引入口位置： 一般設置在熱負荷中心位置即長度方向的中線上， 并要服從室外熱力管網(wǎng)的總體布局。3、布置管道時，應力求管道最短，便于維護管理， 不影響房間的美觀。供暖系統(tǒng)的管路布置的總體原則：供暖系統(tǒng)的管路布置的總體原則4、在上供下回式系統(tǒng)中，對于美觀要求較高的民用 建筑，供水干管布置在頂棚內。 如頂棚內無法布置且建筑物是平屋頂，可在屋頂上 建造專門的管槽，其他建筑干管布置在頂棚下。5、回水干管敷設在地下室頂棚下、地溝內、地面上。 地溝宜采用半通行地溝（地溝分通行地溝、半通行 地溝、不通行地溝），每隔一定距離應設活動蓋板i=0.005i=0.005i=0.01i=0.005排污絲堵立管凝結水干管過門連接方式 回水干管過門連接方式i=0.003i=0.003i=0.003空氣繞行管敷設在地面上的回水干管（凝結水管）過門時，設