高职采暖系统课件

供暖系统
一.热水供暖系统 自然循环热水供暖系统 机械循环热水供暖系统 高层建筑热水供暖系统 二.蒸汽供暖系统
一.热水供暖系统
㈠ 分类 1.按系统循环动力的不同，分为: 自然循环系统(靠流体的密度差进行循环的系统) 机械循环系统 ( 靠外加的机械 ( 水泵 ) 力循环的系 统）。 2.按供、回水方式的不同，分为单管系统和双管 系统。(如图所示)
膨胀水箱的安装高度根据要求的定压压力确定。
机械循环下供下回式系统 (如图所示) 一般适用于平屋顶建筑物的顶层难以布置干管的 场合，以及有地下室的建筑，当无地下室时， 供、回水干管一般敷设在底层地沟内；

系统的供回水干管都敷设在底层散热器下面，系 统内空气的排除较为困难； 通过顶层散热器的冷风阀手动分散排气或者通过 专设的空气管手动或集中自动排气。
单、双管混合式系统 (如图所示)

散热器自垂直方向分为若干组，每组包含若干层， 在每组内采用双管形式，组与组之间则用单管 连接;
避免了双管系统在楼层过多时出现严重竖向失调 现象，也避免散热器支管管径过粗的缺点,有的 散热器还能局部调节，兼有单、双管系统的特 点。
单、双管混合式系统
二.蒸汽供暖系统

2.方式： 上供下回式单管和双管热水供暖系统 (如图所示) 与自然循环相比，增加了循环水泵、排气装置， 另外膨胀水箱的连接位置、供水干管的坡向也 不同。
立管
3
4 3
机械循环上供下
回式热水供暖系统
1-热水锅炉
2-循环水泵
1 2
3-集气装置 4-膨胀水箱
机械循环系统中，注意解决以下几个主要问题： 排气问题: 系统中的水流速度常超过从水中分离出来的空气 泡的浮升速度； 为使气泡不被带入立管，不允许水和气泡逆向流 动； 供水干管应按水流方向设上升坡度，使气泡随水 流方向汇集到系统最高点，通过设在最高点的 排气装置，将空气排出系统外。
2.国内高层建筑热水供暖主要有以下几种形式： 分层式供暖系统 是目前常用的一种形式。(如图所示)
在垂直方向将供暖系统分成两个或两个以上相互 独立的系统。
下层系统通常直接与室外网路相连，上层系统与 外网采用隔绝式连接。
分层式热水 供暖系统
垂直双线式单管热水供暖系统 由竖向的1形单管式立管组成(如图所示);
1 2
4-膨胀水箱

水平串联式系统 一根立管水平串联起多组散热器的布置形式。
简捷，安装简单，少穿楼板，施工方便， 造价较 低； 对各层有不同使用功能和不同温度要求的建筑物， 便于分层调节和管理； 单管水平式系统串联散热器很多时，运行中易出 现前端过热，末端过冷的水平失调现象。每个 环路散热器组数以8~12组为宜。


单管跨越式系统: 克服了单管式不能单独调节热媒流量，且下层 散热器热媒入口温度过低的弊病。 热水在散热器前分成两部分：一部分流入散热 器；另一部分流入散热器进出口之间的跨越管 内。
（如图所示）
上供下回式 : 热水干管敷设高度在所有散热器之 上
自然循环供暖系统
i=0.5%～1% 8 4 5 6 i=0.5%～1% (a) 11 9 10 (b) 1 3 2
1.与自然循环热水供暖系统的比较： 是一种主要的供暖方式，采用水泵为系统提供循环动 力，可以负担单幢、多幢建筑，甚至区域范围内的供 暖，是自然循环所不能及的；

管路布置的灵活性大，系统布置型式多样，以适应 不同的建筑构造; 机械循环系统中自然压头仍然存在，即双管系统存在 垂直失调和单管系统不能局部调节、下层水温较低等。 在实际工程中，仍以单管顺流式采用居多。

散热器常采用蛇形管或辐射板式结构,立管由上升 立管和下降立管组成; 各层散热器的平均温度近似相同;
每组1形单管式立管最高点处设排气装置;
立管阻力较小易产生水平失调，在每根立管的回 水管上设置孔板以增大阻力或采用同程式系统。
3 7 1 6 2
4 5 8
1-供水干管 2-回水干管 3-双线立管 4-散热器 5-截止阀 6-排水阀 7-节流孔板 8-调节阀
3
机械循环中供式热水 供暖系统 （a）上部系统—
3 供水管
下供下回式双管系统
（b）下部系统—
上供下回式单管系统
回水管
(a)
(b)
机械循环下供上回式热水供暖系统 （如图所示） 供水干管设在下部，回水干管设在上部，立管布 置常采用单管顺流式；

水的流向与空气流向一致，都是由下而上。上部 设有膨胀水箱，排气方便； 散热器内热媒的平均温度几乎等于散热器的出水 温度，传热效果低于上供下回式； 在相同的立管供水温度下，散热器的面积要增加。
(一)特点 1. 蒸汽在散热设备中从蒸汽冷凝成凝结水，从气 相变成液相，在此过程中放出汽化潜热；而 热水在散热器中只有温度降低，无相态变化;
2. 同样质量流量的蒸汽比热水携带的热量高出许 多,对同样的热负荷，蒸汽供热时所需的蒸汽 质量流量比热水流量少很多;
3. 蒸汽和凝结水在系统管路内流动时，其状态参 数变化较大,随着压力的降低，凝水部分会重新 汽化，形成“二次蒸汽”，造成蒸汽供暖系统 设计和运行管理出现困难； 4.散热设备的热媒温度为蒸汽压力对应的饱和温 度，比一般热水供暖系统热媒的温度高，散热 器的面积少于热水供暖系统。但散热器表面温 度高，易烧烤散热器上方的有机灰尘，产生异 味，卫生条件不佳，因此限制了蒸汽供暖系统 在民用建筑中的使用。
自然循环供暖工作原理
3 1
1-散热器 2-热水锅炉
ρg
ρh
h
3-供水管路 4-回水管路 5-膨胀水箱
2 A p 左 A
4 p 右
2.工作压力
假定水温只在锅炉内上升和散热器中下降，则可 以计算出自然循环的作用压力的大小。以系统 A-A断面为例： 断面A-A右侧压力：P 1 h0 h g h h g h1 g g 断面A-A左侧压力：P2 h0 h g h g g h1 g g 断面两侧的压力差即为系统的作用压力：
i
3 i
机械循环下供上回 式（倒流式）热水 供暖系统 1-热水锅炉
2-循环水泵
3-膨胀水箱
i 1 2
i
异程式系统： （如前所示） 总立管与各分立管构成的循环环路的总长度是不 相等的；

靠近总立管的分立管，循环长度较短，远离总立 管的分立管，循环长度较长； 最远环路同最近环路之间的压力损失相差很大，， 造成靠近总立管附近的分立管供水量过剩，而 系统末端立管供水不足，供热量达不到要求。

单管系统： 各层的冷却中心串联在一个循环管路上，从上 而下逐渐冷却过程所产生的压力迭加在一起形 成一个总压力，因此不存在垂直失调问题；
即使最低层散热器低于锅炉中心，也可以使水 循环流动； 由于下层散热器入口的热媒温度低，下层散热 器的面积比上层要多； 在多层和高层建筑中，宜用单管系统。
㈢机械循环热水供暖系统
单管系统
双管系统
3.按管道敷设方式不同，分为垂直式系统和水平 式系统。 4.按热媒温度不同，分为低温水供暖系统和高温 水供暖系统。 我国习惯认为：低于或等于 100℃的热水，称为 “ 低 温 水 ” ； 超 过 100 的 热 水 ， 称 为 “ 高 温 水”。 室内热水供暖系统大多采用低温水供暖，设计供、 回水温度采用95/75℃，高温水供暖宜在生产厂 房中使用。
（a）双管上供下回式 系统 （b）单管顺流式系统 1-总立管
7
2-供水干管 3-供水立管 4-散热器供水支管 5-散热器回水支管
4.系统中空气的排除 重要性: 系统中若积存空气，就会形成气塞，阻碍水的 正常循环。

要求: 系统内的空气应能随时顺利地排除。
上供下回自然循环系统排除空气的措施: 自然循环中水流速度较慢则水中的空气能够逆 着水流方向聚集到高处;
5.由于蒸汽供暖系统间歇工作，管内蒸汽、空气 交替出现，加剧了管道内壁的氧化腐蚀，尤其 是凝结水管，腐蚀更快，使用寿命比热水系统 要短； 6.蒸汽具有比容大、密度小的特点，不会在系统 中产生很大的水静压力，对设备的承压要求不 高； 7.蒸汽供暖系统供汽时热得快，停汽时冷得也快， 适合于间歇运行的用户，如会议厅、剧院等。
回水干管坡向与自然循环相同。供、回水干管的 坡度为0.003,不得小于0.002。 水泵连接点: 水泵应装在回水总管上； 使水泵的工作温度相对降低，改善水泵的工作条 件，延长水泵的使用寿命； 使系统内的高温部分处于正压状态，不致使热水 因压力过低而汽化，有利于系统正常工作。
膨胀水箱的连接点与安装高度： 为避免系统内水汽化、吸入空气，系统需要保持 足够的压力。由于系统内热水都是连通在一起 的，只要把系统内某一点的压力恒定，则其余 点的压力也自然得以恒定。可以选定一个定压 点，定压装置由膨胀水箱兼任 。系统工作时， 维持膨胀水箱内的水位高度不变，则整个系统 的压力得到恒定 。 膨胀水箱与系统的连接点选在循环水泵的进口侧。
同程式系统： （如图所示） 在异程式系统的基础上增加了回水管长度，使各 分立管循环环路的管长相等，环路间的压力损 失易于平衡，热量分配易于达到设计要求；

管材用量稍多一些，地沟深度需加大一点； 系统环路较多、管道较长时，常采用同程式系统 布置。
4
立管
同程式系统
i 3
1-热水锅炉
2-循环水泵
3-集气罐
P P 1 P 2 gh( h g )
式中： △P——自然循环系统的作用压力，Pa; h——冷却中心至加热中心的垂直距离，m g——重力加速度m/s2，取98 m/s2; h ——回水密度，kg/m3; g ——供水密度，kg/m3。之间的密 度差及散热器与锅炉间的高差。 自然循环供暖系统由于循环压力小，其作用半 径（总立管至最远立管的水平距离）不宜超过 50m。
4 5 6 a 3 b >h
机械循环下供下回 式系统 1- 热水锅炉