室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)課件

第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)

第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)

熱媒主要有三類：熱水、蒸汽與熱風：以熱水作為熱媒的供暖系統(tǒng)，稱為熱水供暖系統(tǒng)：分類1.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)。見表3-1我國習慣認為：低于或等于100℃的熱水，稱為“低溫水”；超過100的熱水，稱為“高溫水”。室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)大多采用低溫水供暖，設計供、回水溫度采用95/75℃，高溫水供暖宜在生產(chǎn)廠房中使用。第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)2.按系統(tǒng)循環(huán)動力的不同可分為：重力（自然）循環(huán)系統(tǒng)：靠流體的密度差進行循環(huán)的系統(tǒng).機械循環(huán)系統(tǒng)：靠外加的機械(水泵)力循環(huán)的系統(tǒng).4.按散熱器供、回水方式的不同可分為：單管系統(tǒng)和雙管系統(tǒng)。

第一節(jié)傳統(tǒng)室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)

傳統(tǒng)室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)是相對于新出現(xiàn)的分戶供暖系統(tǒng)而言的，就是我們經(jīng)常說的“大采暖”系統(tǒng)，通常以整幢建筑作為對象來設計供暖系統(tǒng)，沿襲的是前蘇聯(lián)上供下回的垂直單、雙管順流式系統(tǒng)。優(yōu)點是構造簡單；缺點是整幢建筑的供暖系統(tǒng)往往是統(tǒng)一的整體，缺乏獨立調(diào)節(jié)能力，不利于節(jié)能與自主用熱。但其結構簡單，節(jié)約管材，仍可做為具有獨立產(chǎn)權的民用建筑與公共建筑供暖系統(tǒng)使用。根據(jù)循環(huán)動力不同，可分為重力（自然）循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)和機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)。第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)3-1、重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)一.重力循環(huán)熱水供暖的工作原理及其作用壓力：如假設圖3-1的循環(huán)環(huán)路最低點的斷面A-A處有一個假想閥門。若突然將閥門關閉，則在斷面A-A兩側受到不同的水柱壓力。這兩方所受到的水柱壓力差就是驅(qū)使水在系統(tǒng)內(nèi)進行循環(huán)流動的作用壓力。圖3-1重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)

第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)散熱器用供水管和回水管與加熱中心（鍋爐）相連；系統(tǒng)最高點設一膨脹水箱用以容納水在受熱后因膨脹所增加的體積，并排除系統(tǒng)中的空氣；鍋爐未加熱之前，系統(tǒng)內(nèi)各處都充滿溫度相同的冷水。隨著水在鍋爐內(nèi)被加熱，水溫上升，密度減小而變輕，熱水沿供水干管上升流入散熱器，在散熱器內(nèi)熱水放熱而冷卻，密度變大，沿干管流回鍋爐，這樣形成一個循環(huán)流動。從公式可知，循環(huán)壓力取決于冷熱水之間的密度差及散熱器與鍋爐間的高差。自然循環(huán)供暖系統(tǒng)由于循環(huán)壓力小，其作用半徑（總立管至最遠立管的水平距離）不宜超過50m。為加大循環(huán)壓力，鍋爐房一般建在地下室。2.重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的主要型式：雙管系統(tǒng)：定義:散熱器的供水管和回水管分別設置。特點：每組散熱器都能組成一個循環(huán)環(huán)路，每組散熱器的供水溫度基本是一致的，各組散熱器可自行調(diào)節(jié)熱媒流量，互相不受影響。單管系統(tǒng)：定義:散熱器的供回水立管共用一根管。特點：立管上的散熱器串聯(lián)起來構成一個循環(huán)環(huán)路，從上到下各樓層散熱器的進水溫度不同，溫度依次降低，每組散熱器的熱媒流量不能單獨調(diào)節(jié)。自然循環(huán)供暖系統(tǒng)（a）雙管上供下回式系統(tǒng)（b）單管順流式系統(tǒng)1-總立管2-供水干管3-供水立管4-散熱器供水支管5-散熱器回水支管系統(tǒng)中空氣的排除重要性:

系統(tǒng)中若積存空氣，就會形成氣塞，阻礙水的正常循環(huán)。要求:

系統(tǒng)內(nèi)的空氣應能隨時順利地排除。上供下回自然循環(huán)系統(tǒng)排除空氣的措施:

自然循環(huán)中水流速度較慢則水中的空氣能夠逆著水流方向聚集到高處;供水干管設有向膨脹水箱上升的坡向，與水流方向相反，其坡度為0.005﹏0.01；散熱器支管的坡度一般為0.01;回水干管有向鍋爐方向的向下坡度，坡度為0.005﹏0.01;這樣，便于空氣逆水流方向，經(jīng)過干管匯集到系統(tǒng)最高處，經(jīng)過膨脹水箱排除。4.重力循環(huán)熱水供暖單管系統(tǒng)的作用壓力的計算：h1h2h3tgQ3Q2Q1t3t2系統(tǒng)總作用壓力△P=g(h1+h2+h3)(3-g)+g(h1+h2)(2-3)+gh1(h-2)Pa單管系統(tǒng)與雙管系統(tǒng)相比，除了作用壓力計算不同外，各層散熱器的平均進出水溫度也是不相同的。在雙管系統(tǒng)中，各層散熱器的平均進出水溫度是相同的；在單管系統(tǒng)中，各層散熱器的進出口水溫是不相等的。越在下層，進水溫度越低，因而各層散熱器的傳熱系數(shù)K值也不相等。由于這個影響，單管系統(tǒng)立管的散熱器總面積一般比雙管系統(tǒng)的稍大些。第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)雙管系統(tǒng)：各層散熱器與鍋爐間形成獨立的循環(huán)，因而隨著從上層到下層，冷卻中心與加熱中心的高差逐層減小，各層循環(huán)壓力也出現(xiàn)由大到小的現(xiàn)象，上層作用壓力大，流經(jīng)散熱器的流量多。下層作用壓力小，流經(jīng)散熱器的流量小，因而造成上熱下冷的垂直失調(diào)現(xiàn)象；樓層越多，失調(diào)現(xiàn)象越嚴重。3-2、機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)

機械循環(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)中設置了循環(huán)水泵，靠水泵的機械能，使水在系統(tǒng)中強制循環(huán)。

一、垂直式系統(tǒng)

垂直式系統(tǒng)，按供、回水干管布置位置不同，有下列幾種型式：1.上供下回式雙管和單管熱水供暖系統(tǒng)2.下供下回式雙管熱水供暖系統(tǒng)；3.中供式熱水供暖系統(tǒng)；4.下供上回式（倒流式）熱水供暖系統(tǒng)；5.混合式熱水供暖系統(tǒng)。第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)1.上供下回式雙管和單管熱水供暖系統(tǒng)

排氣問題:1.系統(tǒng)中的水流速度常超過從水中分離出來的空氣泡的浮升速度；2.為使氣泡不被帶入立管，不允許水和氣泡逆向流動；3.供水干管應按水流方向設上升坡度，使氣泡隨水流方向匯集到系統(tǒng)最高點，通過設在最高點的排氣裝置，將空氣排出系統(tǒng)外。4.回水干管坡向與自然循環(huán)相同。供、回水干管的坡度為0.003,不得小于0.002。膨脹水箱的連接點與安裝高度1.為避免系統(tǒng)內(nèi)水汽化、吸入空氣，系統(tǒng)需要保持足夠的壓力。由于系統(tǒng)內(nèi)熱水都是連通在一起的，只要把系統(tǒng)內(nèi)某一點的壓力恒定，則其余點的壓力也自然得以恒定。可以選定一個定壓點，定壓裝置由膨脹水箱兼任。系統(tǒng)工作時，維持膨脹水箱內(nèi)的水位高度不變，則整個系統(tǒng)的壓力得到恒定。2.膨脹水箱與系統(tǒng)的連接點選在循環(huán)水泵的進口側。3.膨脹水箱的安裝高度根據(jù)要求的定壓壓力確定。2.機械循環(huán)下供下回式系統(tǒng)圖機械循環(huán)下供下回式系統(tǒng)圖1—熱水鍋爐；2—循環(huán)水泵；3—集氣罐；4—膨脹水箱；5—空氣管；6—冷風閥第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)特點水平供水干管敷設在系統(tǒng)的中部；上部系統(tǒng)可用上供下回式，也可用下供下回式，下部系統(tǒng)則用上供下回式；中供式系統(tǒng)減輕了上供下回式樓層過多，易出現(xiàn)垂直失調(diào)的現(xiàn)象，同時可避免頂層梁底高度過低，使供水干管擋住頂層窗戶，妨礙其開啟。4.機械循環(huán)下供上回式熱水供暖系統(tǒng)第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)機械循環(huán)下供上回式（倒流式）1-熱水鍋爐；2-循環(huán)水泵；3-膨脹水箱特點第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)可有單管、雙管系統(tǒng)排氣好：水、氣流動方向一致氣泡浮升速度：水平干管0.1～0.2m/s，立管0.25m/s散熱器內(nèi)的水流動方向是下進上出，傳熱系數(shù)低于上進下出5.混合式熱水供暖系統(tǒng)。機械循環(huán)混合式熱水供暖系統(tǒng)

第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)特點由下供上回系統(tǒng)和上供下回兩組串聯(lián)組成。壓損大，使用少。6.異程式系統(tǒng)和同程式系統(tǒng)：異程式系統(tǒng)：總立管與各分立管構成的循環(huán)環(huán)路的總長度是不相等的；靠近總立管的分立管，循環(huán)長度較短，遠離總立管的分立管，循環(huán)長度較長；最遠環(huán)路同最近環(huán)路之間的壓力損失相差很大，，造成靠近總立管附近的分立管供水量過剩，而系統(tǒng)末端立管供水不足，供熱量達不到要求。同程式系統(tǒng)在異程式系統(tǒng)的基礎上增加了回水管長度，使各分立管循環(huán)環(huán)路的管長相等，環(huán)路間的壓力損失易于平衡，熱量分配易于達到設計要求；管材用量稍多一些，地溝深度需加大一點；系統(tǒng)環(huán)路較多、管道較長時，常采用同程式系統(tǒng)布置。

二、水平式系統(tǒng)

水平式系統(tǒng)按供水管與散熱器的連接方式分，同樣可分為順流式和跨越式兩類。這些連接圖示，在機械循環(huán)和重力循環(huán)系統(tǒng)中都可應用。單管水平串聯(lián)式

單管水平跨越式

第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)水平式系統(tǒng)與垂直式系統(tǒng)相比，具有如下優(yōu)點：（a）系統(tǒng)的總造價，一般要比垂直式系統(tǒng)低；（b）管路簡單，無穿過各層樓板的立管，施工方便；（c）有可能利用最高層的輔助空間（如樓梯間、廁所等），架設膨脹水箱，不必在頂棚上專設安裝膨脹水箱的房間。這樣不僅降低了建筑造價，還不影響建筑物外形美觀。第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)3-3、室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的管路布置一、室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的管路布置

室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)管路布置合理與否，直接影響到系統(tǒng)造價和使用效果。應根據(jù)建筑物的具體條件（如建筑的外形、結構尺寸等），與外網(wǎng)連接的形式以及運行情況等因素來選擇合理的布置方案，力求系統(tǒng)管道走向布置合理，節(jié)省管材，便于調(diào)節(jié)和排除空氣，而且要求各并聯(lián)環(huán)路的阻力損失易于平衡。供暖系統(tǒng)的引入口宜設置在建筑物熱負荷對稱分配的位置，一般宜在建筑中部。這樣可以縮短系統(tǒng)的作用半徑。在民用建筑和生產(chǎn)廠房輔助性建筑中，系統(tǒng)總立管在房間內(nèi)的布置不應影響人們的生活和工作。第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)布置方式示意圖（a）四個分支環(huán)路的異程式系統(tǒng)（b）兩個分支環(huán)路的同程式系統(tǒng)第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)二.布置原則1.確定合理的引入口位置.宜設在建筑物熱負荷對稱分布的位置2.布置干管時,先確定系統(tǒng)形式，系統(tǒng)應合理分成若干支路,且盡量阻力易于平衡。3.供暖系統(tǒng)管路布置與敷設應符合暖通設計規(guī)范和施工安裝技術規(guī)程上的要求.a.管路應明裝,特殊要求時暗裝,盡可能布置在房間角落,且每根立管上,下端應裝閥門,便于檢修放水.b.樓梯間除與廁所,廚房可合用一根立管外,一般單獨設置立管.c.上供下回系統(tǒng)中,供水干管多設在頂棚下,頂棚的過梁底標高距窗戶頂部之間距離應滿足供水干管坡度和設置集氣罐所需的高度.d.回水干管一般設在地板下,利用地下室或地溝,也可設在地面上.設在地溝內(nèi)時,可以采用半通行地溝和不通行地溝.e.為減少耗熱量及防止凍結,凡在悶頂或管溝等可能受到劇烈冷卻地方,供暖管道要保溫。f.安裝在同一房間的散熱器允許串聯(lián),其連接管徑一般采用Dg32.g.管道安裝時,立管應垂直地面安裝.同一房間的散熱器安裝高度應一致,且干管和散熱器支管具有規(guī)范要求的坡度.h.管道穿樓板或隔墻時,為使管道自由移動且不損壞樓板或墻面,應在穿樓板或隔墻的位置預埋套管.中間加填料.第二節(jié)分戶采暖熱水供暖系統(tǒng)

分戶采暖是以經(jīng)濟手段促進節(jié)能。采暖系統(tǒng)節(jié)能的關鍵是改變熱用戶的現(xiàn)有“室溫高，開窗放”的用熱習慣，這就要求采暖系統(tǒng)在用戶側具有調(diào)節(jié)手段，先實現(xiàn)分戶控制與調(diào)節(jié)，為下一步分戶計量創(chuàng)造條件。根據(jù)這一特點以及我國民用住宅的結構型式，樓梯間、樓道等公用部分應設置獨立采暖系統(tǒng)，室內(nèi)的分戶采暖主要由以下三個系統(tǒng)組成:1.滿足熱用戶用熱需求的戶內(nèi)水平采暖系統(tǒng)，就是按戶分環(huán)，每一戶單獨引出供回水管，一方面便于供暖控制管理，另一方面用戶可實現(xiàn)分室控溫。2.向各個用戶輸送熱媒的單元立管采暖系統(tǒng)，即用戶的公共立管，可設于樓梯間或?qū)Ｓ玫牟膳芫畠?nèi)。3.向各個單元公共立管輸送熱媒的水平干管采暖系統(tǒng)。

第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)一、戶內(nèi)水平采暖系統(tǒng)型式與特點考慮到美觀一般采用下進下出的方式。并根據(jù)實際情況，水平管道可明裝，沿踢腳板敷設；水平管道暗裝，鑲嵌在踢腳板內(nèi)或暗敷在地面預留的溝槽內(nèi)。

第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)

二、單元立管采暖系統(tǒng)型式與特點

設置單元立管的目的：在于向戶內(nèi)采暖系統(tǒng)提供熱媒，是以住宅單元的用戶為服務對象，一般放置于樓梯間內(nèi)單獨設置的采暖管井中。

第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)三、水平干管采暖系統(tǒng)型式與特點設置水平干管的目的在于向單元立管系統(tǒng)提供熱媒，是以民用建筑的單元立管為服務對象，一般設置于建筑的采暖地溝中或地下室的頂棚下。

第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)四、分戶采暖系統(tǒng)的入戶裝置分戶采暖的入戶裝置安裝位置可分為戶內(nèi)采暖系統(tǒng)入戶裝置與建筑采暖入口熱力裝置。第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)第三節(jié)高層建筑熱水供暖系統(tǒng)隨著城市發(fā)展，新建了許多高層建筑。相應對高層建筑供暖系統(tǒng)的設計，提出了一些新的問題。首先是高層建筑供暖系統(tǒng)設計熱負荷的計算問題。它的計算特點已在本書第一章第九節(jié)有所闡述。其次是高層建筑供暖系統(tǒng)的型式和與室外熱水網(wǎng)路的連接問題。由于高層建筑熱水供暖系統(tǒng)的水靜壓力較大，因此，它與室外熱網(wǎng)連接時，應根據(jù)散熱器的承壓能力，外網(wǎng)的壓力狀況等因素，確定系統(tǒng)的型式及其連接方式。此外，在確定系統(tǒng)型式時，還要考慮由于建筑層數(shù)多而加重系統(tǒng)垂直失調(diào)的問題.第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)一、分層式供暖系統(tǒng)在高層建筑供暖系統(tǒng)中，垂直方向分兩個或兩個以上的獨立系統(tǒng)稱為分層式供暖系統(tǒng)。下層系統(tǒng)通常與室外網(wǎng)路直接連接。它的高度主要取決于室外網(wǎng)路的壓力工況和散熱器的承壓能力。上層建筑與外網(wǎng)采用隔絕式連接（見圖3-23），利用水加熱器使上層系統(tǒng)的壓力與室外網(wǎng)路的壓力隔絕。上層系統(tǒng)采用隔絕式連接，是目前常用的一種型式。當外網(wǎng)供水溫度較低，使用熱交換器所需加熱面過大而不經(jīng)濟合理時，可考慮采用如圖3-24所示的雙水箱分層式供暖系統(tǒng)。

第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)分層式熱水供暖系統(tǒng)

雙水箱分層式熱水供暖系統(tǒng)

第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)二、雙線式系統(tǒng)雙線式系統(tǒng)有垂直式和水平式兩種型式。垂直雙線式單管熱水供暖系統(tǒng)1-供水干管；2-回水干管；3-雙線立管；4-散熱器；5-截止閥；6-排水閥；7-節(jié)流孔板；8-調(diào)節(jié)閥第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)水平雙線式熱水供暖系統(tǒng)1-供水干管；2-回水干管；3-雙線水平管；4-散熱器；5-截止閥；6-節(jié)流孔板；7-調(diào)節(jié)閥第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)三、單、雙管混合式系統(tǒng)

這種系統(tǒng)的特點是：既避免了雙管系統(tǒng)在樓層數(shù)過多時出現(xiàn)的嚴重豎向失調(diào)現(xiàn)象，同時又能避免散熱器支管管徑過粗的缺點，而且散熱器還能進行局部調(diào)節(jié)。

單雙混合式系統(tǒng)第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)四、專用分區(qū)供暖當高層建筑面積較大或是成片的高層小區(qū)，可靠考慮將高層建筑豎向按高度分區(qū)，在垂直方向上分為二個或多個采暖分區(qū)，分別由不同的采暖系統(tǒng)與設備供給，各區(qū)域供暖參數(shù)可保持一致。分區(qū)高度主要由散熱器的承壓能力、系統(tǒng)管材附件的材質(zhì)性能以及系統(tǒng)的水力工況特性決定。分區(qū)后前兩節(jié)介紹的常規(guī)采暖系統(tǒng)及分戶采暖系統(tǒng)的各種結構形式均可采用。

第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)五、高層建筑直連（靜壓隔斷）式供暖系統(tǒng)第三章室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)第四節(jié)室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)主要設備及附件1.膨脹水箱

(1).膨脹水箱作用

a.貯存系統(tǒng)加熱后的膨脹水量;b.排氣

c.定壓(2).膨脹水箱結構

a.膨脹管:不允許裝閥門

b.溢流管:不允許裝閥門

c.信號管:引到鍋爐洗滌盆,檢查系統(tǒng)充水情況

e.循環(huán)管:保證水箱的水不斷循環(huán)以防凍結.2、熱水供暖系統(tǒng)排除空氣的設備采用100~250mm的短管組成,分:臥式和立式.自動排氣閥冷風閥

設在散熱器上部的絲孔上,手動排除空氣.依靠罐內(nèi)水的浮力自動打開排氣閥.集氣罐3、散熱器溫控閥

散熱器溫控閥是一種自動控制散熱器散熱量的設備，它由兩部分組成。一部分為閥體部分，另一