第三章热水供暖系统
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哈工大供热工程 第三章 热水供暖系统1
二、系统型式
1.双管上供下回式 双管上供下回式
左侧ⅠⅡ立管 只适用于较低层数 的建筑，对高层建筑 易产生垂直失调 右侧ⅢⅣⅤ立管
为单管上供下回 式，详见图3-8
图3—6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I；3-集气装置；4-膨胀水箱
3.单管上供下回式（单管顺流式） 3.单管上供下回式（单管顺流式） 单管上供下回式
垂直失调： 建筑物竖向房间出现冷热不均的现象。 双管系统：各层作用压力不同导致，楼层越多失调 就会越严重。 单管系统：各层散热器表面温度不一致导致。
重力循环系统特点： 不需要外来动力，运行时无噪声，调 节方便，管理简单。由于作用压头小，所 需管径大，只宜用于没有集中供热热源、 对供热质量有特殊要求的小型建筑物中。
3-2 机械循环热水供暖系统
垂直式系统、 垂直式系统、水平式系统 垂直系统： 垂直系统： 1.上供下回（单、双管） 上供下回（ 双管） 上供下回 2.下供下回双管； 下供下回双管； 下供下回双管 3.中供式系统； 中供式系统； 中供式系统 4.下供上回系统； 下供上回系统； 下供上回系统 5.混合式系统 混合式系统
供回水管道都布置在房间 的中部。 的中部。适用于旧房改造 接层的建筑
混合式系统 混合式系统是由下供上回式(倒流式) 和上供下回式（顺流式）两组串联 组成的系统。高温水自下而上进入 第Ⅰ组系统，通过散热器放热后水 温降低，然后再引入第Ⅱ组系统， 放热后循环水温度再降低，然后返 回热源。 由于两组系统串联，系统的 压力损失大些。这种系统一般只宜 使用在连接于高温热水网路上的卫 生要求不高的民用建筑或生产厂房。
图3．1 重力循环热水供暖 系统工作原理图 一散热器； 一热水锅炉； 1一散热器；2一热水锅炉；3一供水管路 回水管路； 4～回水管路；5一膨胀水箱
3 热水供暖系统
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
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
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
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
循环推动力 管内流速 管径 作用半径 耗电 维修 应用
重力循环
小 小 大 小 无 方便 小型
机械循环
大 大 小 大 水泵耗电 麻烦 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
第3章 室内热水供暖系统
供水干管设有向膨胀水箱上升的坡向，与水流方 向相反，其坡度为0.005﹏0.01；
散热器支管的坡度一般为0.01;
回水干管有向锅炉方向的向下坡度，坡度为 0.005﹏0.01;
这样，便于空气逆水流方向，经过干管汇集到系 统最高处，经过膨胀水箱排除。
3.重力循环热水供暖双管系统作用压力的计算：
在如图的双管系统中，由于供水同时在上、下三层散热 器内冷却，形成了三个并联环路和两个冷却中心。它们 的作用t压g 力分别为：
楼层越多，失调现象越严重。
单管系统：
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；
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。
第三章 室内热水供暖系统
3-2、机械循环热水供暖系统
式中； P ——重力循环系统的作用压力，Pa；
g ——重力加速度，m/s2, 取9.81 m/s2；
h ——冷却中心至加热中心的垂直距离，m；
h ——回水密度，㎏/m3；
g ——供水密度，㎏/m3。
散热器用供水管和回水管与加热中心（锅炉） 相连；
系统最高点设一膨胀水箱用以容纳水在受热后因 膨胀所增加的体积，并排除系统中的空气；
4. 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
第三章 供暖系统
• 蒸汽供暖系统利用的主要是蒸汽的汽化潜热。蒸汽进入散热器后 充满散热器，将热量散发到房间内，同时蒸汽冷凝成同温度的凝结水。
第一节 供暖系统概述
• （二）蒸汽供暖系统的分类
• • 1、按起始压力大小 •
高压蒸汽供暖系统
低压蒸汽供暖系统
• • 2、按蒸汽干管布置的不同 •
上供式 中供式 下供式
第一节 供暖系统概述
• 1、散热器的布置 • （1）散热器设置在外墙窗口下最为合理。 • （2）楼梯间内散热器应尽量分配在底层，因此底层散热器所加热的
空气能自动上升，从而补偿上部的热损失。
• 2、散热器的安装 • （1）安装散热器时，有脚的散热器可直立在地上；无脚的散热器可 用专门的托架挂在墙上。 • （2）散热器的安装可分为明装、暗装。
散热器与附件
温度较高的热水通过散热器，以对流或辐射的方式将热量传递给室内
空气，使空气加热升温，以达到供热的目的。 • 1、对散热器的要求 • 总体要求：有较高的传热系数，足够的机械强度和承压能力；制 造工艺简单，材料消耗少，表面光滑，不积灰尘，易清扫，占地面积 小，安装方便，耐腐蚀，外形美观。
第三节 散热器与附件
自然循环系统——靠水的密度差进行循环 2、按系统循环动力分 机械循环系统——靠机械力进行循环
第一节 供暖系统概述
• （二）自然循环系统 • 1、自然循环系统的工作原理：
膨胀水箱
散热器 供水管路 热水锅炉 回水管路
第一节 供暖系统概述
• 工作原理： • 在系统工作前，先将系统中充满冷水。当水在锅炉内 被加热后密度减小，同时受从散热器流回来密度较大的回 水的驱动，使热水沿供水干管上升流入散热器。在散热器 内水被冷却，再沿回水干管流回锅炉。
第一节 供暖系统概述
• （二）蒸汽供暖系统的分类
• • 1、按起始压力大小 •
高压蒸汽供暖系统
低压蒸汽供暖系统
• • 2、按蒸汽干管布置的不同 •
上供式 中供式 下供式
第一节 供暖系统概述
• 1、散热器的布置 • （1）散热器设置在外墙窗口下最为合理。 • （2）楼梯间内散热器应尽量分配在底层，因此底层散热器所加热的
空气能自动上升，从而补偿上部的热损失。
• 2、散热器的安装 • （1）安装散热器时，有脚的散热器可直立在地上；无脚的散热器可 用专门的托架挂在墙上。 • （2）散热器的安装可分为明装、暗装。
散热器与附件
温度较高的热水通过散热器，以对流或辐射的方式将热量传递给室内
空气，使空气加热升温，以达到供热的目的。 • 1、对散热器的要求 • 总体要求：有较高的传热系数，足够的机械强度和承压能力；制 造工艺简单，材料消耗少，表面光滑，不积灰尘，易清扫，占地面积 小，安装方便，耐腐蚀，外形美观。
第三节 散热器与附件
自然循环系统——靠水的密度差进行循环 2、按系统循环动力分 机械循环系统——靠机械力进行循环
第一节 供暖系统概述
• （二）自然循环系统 • 1、自然循环系统的工作原理：
膨胀水箱
散热器 供水管路 热水锅炉 回水管路
第一节 供暖系统概述
• 工作原理： • 在系统工作前，先将系统中充满冷水。当水在锅炉内 被加热后密度减小，同时受从散热器流回来密度较大的回 水的驱动，使热水沿供水干管上升流入散热器。在散热器 内水被冷却，再沿回水干管流回锅炉。
工学第三章热水供热系统的水力工况分析课件
01:14:10
29
01:14:10
13
水力工况变化的基本规律（定量计算的基础）
干线各管段的阻力数为SⅠ ,SⅡ SⅢ…SN 支线与用户的阻力系数为S1 ，S2 ,S3… Sn
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14
用户1
PAA S1V12 S1nV 2 V1 V1 / V
S1n S1
PAA S1nV 2 = SⅡ S2n V V1 2
用户2
PBB S2V22 S2n V V1 2
V2
V2 V
S1n .S2n S2 .SⅡn
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15
第m个用户的相对流量比
V m Vm V
S1n .S2n .S3n Sm .SⅡn .SⅢn
Smn SM n
任意两用户（d和m，且m>d）的流量比
Vm Vd
S(d 1)n .S(d 2)n . S(D1)n .S(D2)n .
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10
1.水力失调
热水供热系统中各热用户的实际流量与要求流量的不
一致性，称为该热用户的水力失调。其失调程度 可
用热用户的实际流量 值来衡量，即
Vs
与规定（设计）流量
Vg
的比
Vs /Vg
当 当
Vs＞＞Vg1时或，
1，供热系统处于正常水力工况； ＜＜1时，供热系统水力工况严重失
调。
△P不变，总阻力数↑，总流 量↓，供、回水管水压线变得 平缓，供水管水压线在b点 出现急剧下降；用户3、4、 5，本区段阻力数未变，总 作用压力↓，流量按相同比例 ↓，出现一致的等比失调；用 户1、2，作用压力按不同比 例↑，流量也按不同比例↑， 出现不等比的一致失调
01:14:10
第三章 供暖系统
图：自然循环采暖系统 (a)双管上供下回式；(b)单管顺流式 1.总立管；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；6.回水立管；7.回水干管；8.膨胀水箱连接管；9.充 水管(接上水管)；10.泄水管(接下水管)；11.止回阀
•
在采暖建筑物内同一竖向的各层房间的温度不符合设计 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 越大，垂直失调就会越严重。 • 多层建筑为避免垂直失调，多采用单管系统。单管式系 统的特点在于热水流入立管后，依次流入各层散热器，水 温逐渐降低，即流入各散热器的热水流量是相等的而水温 不同。每一根立管与锅炉、供回水干管组成一个回路，同 一根立管上的各层散热器就不会存在垂直失调。 • 自然循环热水采暖系统是最早采用的一种热水采暖方 式，已有约200年的历史，至今仍在应用。它装置简单， 运行时无噪声和不消耗电能。但由于其作用压力小、管径 大，作用范围受到限制，通常只能在单幢建筑物中应用， 其作用半径不宜超过50m。
了解供暖系统作用、组成、分类和 水蒸气的定压生产过程 特点；掌握热水供暖系统的特点
掌握垂直式和水平式系统特点；了 系统概念建立 解高层建筑热水供暖系统型式 《建筑给水排水及采暖 了解供暖管道的安装程序；熟悉安 工程施工质量验收规范》 装规范 （GB50242—2002） 了解散热器与辅助设备构造、工作 相关标准图集 原理；熟悉其安装要求 《地面辐射供暖技术规 了解地板辐射供暖原理特点；熟悉 程》（JGJ142—2004， 其施工条件和安装要求 J365—2004） 了解燃气特性；熟悉燃气管道安装 《城镇燃气设计规范》 要求 （GB50028—2006）
供热工程-第3章__热水供暖系统
图3．1 重力循环热水供暖 系统工作原理图 1一散热器；2一热水锅炉；3一供水管路 4～回水管路；5一膨胀水箱
2.作用压力分析
忽略管道散热，认为系统只有一个加热中心和一个 冷却中心 在底部断面两侧作用压力分别为P左和P右，依据流体 静力学的原理，则有 P左=h1ρ ɡɡ+h ρ ɡɡ+h0ρ hɡ P右=h1ρ ɡɡ+h ρ hɡ+h0ρ hɡ ∆P= P右-P左= h ρ hɡ-h ρ ɡɡ=hɡ(ρ h-ρ ɡ) Pa (3-1) 结论：供暖系统作用压头∆P与锅炉和散h=1m时，对于95/70℃的自然循环热水供暖系统， 其作用压头∆P=1x9.81x（977.81-961.92）=156Pa
图3-5 作用压力计算图
3-2 机械循环热水供暖系统
由水泵提供热水循环动力 一、系统特点 1.作用半径大，供暖范围大； 2.管径d较小，管内流速较大； 3.检修量大，耗电多. 该系统是目前应用最广泛的一种供暖系统
二、系统型式
1.双管上供下回式
左侧ⅠⅡ立管 只适用于较低层数 的建筑，对高层建筑 易产生垂直失调 右侧ⅢⅣⅤ立管
图3-13 分层式热水供暖系统
2.双水箱隔绝式供暖系统
◈上层系统与外网直接连接。当外网供水压
力低于高层建筑静水压力时，在用户供水 管上设加压水泵(如图3-14)。利用进、回
水箱两个水位高差h进行上层系统的水循
环。上层系统利用非满管流的溢流管6与 外网回水连接，溢流管6下部的满管高度 Hh取决于外网回水管的压力。
g
H3
H2
H1
写成通式：
h3
h2
h
h1 P gh1 ( g ) 1
gH ( 1 ) Pa (3-2)
2.作用压力分析
忽略管道散热，认为系统只有一个加热中心和一个 冷却中心 在底部断面两侧作用压力分别为P左和P右，依据流体 静力学的原理，则有 P左=h1ρ ɡɡ+h ρ ɡɡ+h0ρ hɡ P右=h1ρ ɡɡ+h ρ hɡ+h0ρ hɡ ∆P= P右-P左= h ρ hɡ-h ρ ɡɡ=hɡ(ρ h-ρ ɡ) Pa (3-1) 结论：供暖系统作用压头∆P与锅炉和散h=1m时，对于95/70℃的自然循环热水供暖系统， 其作用压头∆P=1x9.81x（977.81-961.92）=156Pa
图3-5 作用压力计算图
3-2 机械循环热水供暖系统
由水泵提供热水循环动力 一、系统特点 1.作用半径大，供暖范围大； 2.管径d较小，管内流速较大； 3.检修量大，耗电多. 该系统是目前应用最广泛的一种供暖系统
二、系统型式
1.双管上供下回式
左侧ⅠⅡ立管 只适用于较低层数 的建筑，对高层建筑 易产生垂直失调 右侧ⅢⅣⅤ立管
图3-13 分层式热水供暖系统
2.双水箱隔绝式供暖系统
◈上层系统与外网直接连接。当外网供水压
力低于高层建筑静水压力时，在用户供水 管上设加压水泵(如图3-14)。利用进、回
水箱两个水位高差h进行上层系统的水循
环。上层系统利用非满管流的溢流管6与 外网回水连接，溢流管6下部的满管高度 Hh取决于外网回水管的压力。
g
H3
H2
H1
写成通式：
h3
h2
h
h1 P gh1 ( g ) 1
gH ( 1 ) Pa (3-2)
第三章 室内热水供暖系统
配给多组散热器，冷却后的回水自每个散热器直接
沿回水立管或水平回水管流回热源的系统。
第一节
重力（自然）循环热水供暖系统
一、 系统工作原理及其作用压力
假设整个系统只有一个放热中心1( 散热 器)和一个加热中心2( 锅炉) ，用供水管3 和回水管4 把锅炉与散热器相连接，在 系统的最高处连接一个膨胀水箱5 ，用 它容纳水在受热后膨胀而增加的体积。
2
p gh1 h g gh2 2 g
H2
gH2 2 g gH1 h g
H1
四、自然循环热水供暖单管系统的作用压力
同理，当立管上串联几组散热器时，其循环作用压力的通 式可写成
P ghi ( i g ) gHi ( i i 1 )
四、自然循环热水供暖单管系统的作用压力
特点：热水进入立管 后,由上向下顺序流过各 层散热器，水温逐层降 低，各组散热器串联在 立管上。每根立管（包 括立管上各组散热器） 与锅炉、供回水干管形 成一个循环环路，各立
管环路是并联关系。
四、自然循环热水供暖单管系统的作用压力 右图中散热器S1和S2 串联在立管上。该立管 循环环路的作用压力 为：
或：p gHi ( i i 1 )
i N
h1 ( 1 2 ) h2 ( 2 3 ) p g h3 ( 3 4 ) 3.2(977.81972.88) 9.81 6.2(972.88 968.32) 9.2(968.32 961.92) 1009 7 P a .
第二节 机械循环热水供暖系统
一、机械循环系统的工作原理
（1）工作原理
重力循环热水供暖系统
《供热工程》第三课_热水供暖系统
P 2 g h 1 h 2 h g P 1 g h 2 h g
如上可见，通过上层散热器环路的作用压 力比通过底层散热器的大，其差值为
gh2 hg
P68
重力循环热水供暖双管系统的垂直失调
• 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。
• 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。
P66
热水供暖系统分类：
热水供暖系统分类：
热水供暖系统分类：
热水供暖系统分类：
低温水与高温水
• 在我国习惯认为水温低于100℃的热水为 低温水，水温超过100℃的热水称为高温 水
始供暖，给冬季施工带来很大方便。 • （3） 排除系统中的空气较困难。
P74
下供下回式系统排出空气的方式
4
5
>h
a 6
3 b
1 2
P74
下供下回式系统排出空气的方式
• 1)通过顶层散热器的冷风阀手动分散排气。 • 2)通过专设的空气管手动或自动集中排气。从散
热器和立管排出的空气，沿空气管送到集气装置， 定期排出系统外。集气装置的连接位置，应比水 平空气管低h米以上，即应大于图中a和b两点在 系统运行时的压差值，否则位于上部空气管内的 空气不能起到隔断作用，立管水会通过空气管串 流。因此，通过专设空气管集中排气的方法，通 常只用在作用半径小或压降小的系统中。
• 机械循环热水供暖系统成为应用最广泛的 一种供暖系统。
如上可见，通过上层散热器环路的作用压 力比通过底层散热器的大，其差值为
gh2 hg
P68
重力循环热水供暖双管系统的垂直失调
• 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。
• 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。
P66
热水供暖系统分类：
热水供暖系统分类：
热水供暖系统分类：
热水供暖系统分类：
低温水与高温水
• 在我国习惯认为水温低于100℃的热水为 低温水，水温超过100℃的热水称为高温 水
始供暖，给冬季施工带来很大方便。 • （3） 排除系统中的空气较困难。
P74
下供下回式系统排出空气的方式
4
5
>h
a 6
3 b
1 2
P74
下供下回式系统排出空气的方式
• 1)通过顶层散热器的冷风阀手动分散排气。 • 2)通过专设的空气管手动或自动集中排气。从散
热器和立管排出的空气，沿空气管送到集气装置， 定期排出系统外。集气装置的连接位置，应比水 平空气管低h米以上，即应大于图中a和b两点在 系统运行时的压差值，否则位于上部空气管内的 空气不能起到隔断作用，立管水会通过空气管串 流。因此，通过专设空气管集中排气的方法，通 常只用在作用半径小或压降小的系统中。
• 机械循环热水供暖系统成为应用最广泛的 一种供暖系统。
热水供暖系统
热水供暖系统
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。
热水供暖系统
四、重力循环热水供暖单管系统的作 用压力的计算
重力循环热水供暖系统主要分双管和单 管两种型式 。
热水供暖系统
i=0.5%～ 1%
8
2
4
5
1
3
6
i=0.5%～ 1%
7
i=0.5%～ 1%
11 9
(a)
10
(b)
热水供暖系统
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%。
热水供暖系统
2、下供下回
4
a 6
5
3 b
>h
1 2
热水供暖系统
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
热水供暖系统
3、中供式
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。
热水供暖系统
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
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。
热水供暖系统
四、重力循环热水供暖单管系统的作 用压力的计算
重力循环热水供暖系统主要分双管和单 管两种型式 。
热水供暖系统
i=0.5%～ 1%
8
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4
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1
3
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i=0.5%～ 1%
7
i=0.5%～ 1%
11 9
(a)
10
(b)
热水供暖系统
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%。
热水供暖系统
2、下供下回
4
a 6
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3 b
>h
1 2
热水供暖系统
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
热水供暖系统
3、中供式
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。
热水供暖系统
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
03热水供暖系统第一节、第二节
但温差增大，重力循环作用影响加大，使系统容易产生热 力失调，另外流量的减少，还会使系统水力稳定性下降， 一些换热设备的效率也会受到影响。
水温不同除了影响系统的热工性能、流量大小以外，还会 使水的密度、运动粘度等物性参数发生变化，引起系统 阻力有所改变。
水温度不同对管道材料的化学物理特性，如管道内表面的 氧化腐蚀、结垢状况，管材的热应力大小等，也有一定 的影响。
水平顺流式系统中串联散热器组数不易太多。
可在散热器上设放气阀或多组散热器用串联空气管来 排气。
2.上分式、下分式和中分式 ：
对垂直式水系统，还可根据供、回水干管在建筑物中的
位置进行系统的划分。
供水干管布置在建筑物上部空间，通过各个立管自上 而下进行介质分配的系统，称为上分式，也称上供式 或上行下给式；
自然循环系统：
水箱的膨胀管连接在供水总立管的最高处。
作用： （1）吸纳系统水温升高时热胀而多出的水量， 补充系统水温降低和泄漏时短缺的水量； （2）稳定系统的压力。
3）排气方式不同：
机械循环系统中水流速较大，一般都超过水中分离出的 空气泡的浮升速度，易将空气泡带入立管引起气塞。
供水干管：
沿水流设上升坡度（抬头走），坡度值不小于0.002，一 般为0.003，在供水干管末端最高点处设置集气罐，以便 空气能顺利地和水流同方向流动，集中到集气罐处排空 气。
设计时，F取得偏大，使温降增加，下部tpj不 合设计要求。
此外，立管的温降热量散在上部各房间。
四、重力（自然）循环系统型式：
1）排气：气体来源：充水时，系统中的空气没 有排除干净；析出的空气（水温的升高；水在 流动时压力降低）；停运时渗入的空气。
2）回水： 为此设坡度： 供水干管（0.5%-1%）—低头走，（水流速
水温不同除了影响系统的热工性能、流量大小以外，还会 使水的密度、运动粘度等物性参数发生变化，引起系统 阻力有所改变。
水温度不同对管道材料的化学物理特性，如管道内表面的 氧化腐蚀、结垢状况，管材的热应力大小等，也有一定 的影响。
水平顺流式系统中串联散热器组数不易太多。
可在散热器上设放气阀或多组散热器用串联空气管来 排气。
2.上分式、下分式和中分式 ：
对垂直式水系统，还可根据供、回水干管在建筑物中的
位置进行系统的划分。
供水干管布置在建筑物上部空间，通过各个立管自上 而下进行介质分配的系统，称为上分式，也称上供式 或上行下给式；
自然循环系统：
水箱的膨胀管连接在供水总立管的最高处。
作用： （1）吸纳系统水温升高时热胀而多出的水量， 补充系统水温降低和泄漏时短缺的水量； （2）稳定系统的压力。
3）排气方式不同：
机械循环系统中水流速较大，一般都超过水中分离出的 空气泡的浮升速度，易将空气泡带入立管引起气塞。
供水干管：
沿水流设上升坡度（抬头走），坡度值不小于0.002，一 般为0.003，在供水干管末端最高点处设置集气罐，以便 空气能顺利地和水流同方向流动，集中到集气罐处排空 气。
设计时，F取得偏大，使温降增加，下部tpj不 合设计要求。
此外，立管的温降热量散在上部各房间。
四、重力（自然）循环系统型式：
1）排气：气体来源：充水时，系统中的空气没 有排除干净；析出的空气（水温的升高；水在 流动时压力降低）；停运时渗入的空气。
2）回水： 为此设坡度： 供水干管（0.5%-1%）—低头走，（水流速
第三章热水供暖系统
压力差越大。
2.求单管系统各层立管的水温
根据式（3-10）
N
Qi
ti tg i Q (tg th)
由此可求出流出第三层散热器管路上的水温
℃ t3 tg
Q3 Q
(tg
th)
95
800 (9570) 2100
85.5
相应水的密度ρ3＝968.32kg/m3 流出第二层散热器管路上的水温t2为：
i1
i1
N
则P ghi(i g)＝g[h1(h g)h2(2 g)h3(3g)] i1
9.81[3.2(97.78196.192)3.0(97.28896.192)3.0(96.83296.192)]100.79pa
N
或P gHi(i i1)＝g[H1 (h g)H2(2 g)H3(3g)] i1
2.系统的回水干管向锅炉方向要有向下坡度 （0.5～1.0％），因为这样可以方便空气排除和停止运 行时系统积水向锅炉内排空。
三、重力循环热水供暖双管系统作用压力的计算
如图所示系统两台并联运行的散热器内的作用压力
可分别表示如下：∆P1＝gh1（ρh－ ρg ） pa（3-2）
∆P2＝g（h1＋h2）（ρh－ ρg ）
∑Q＝Q1+ Q2 +…… +Q8 w (3-6)
②通过立管的水流量，按起所担负的全部热负荷 计算，可用下式确定：
AQ 3 .6 Q
Q
G LC (tg th)4 .1(8 tg 7 th)0 .8tg 6 th kg/h (3-7)
式中：∑Q～立管的总热负荷，w
C～水的热容量C=4.187kJ/kg·℃
根据式（3-2）和式（3-3）的计算方法，通过各层散热器循 环环路的作用压力，分别为：
2.求单管系统各层立管的水温
根据式（3-10）
N
Qi
ti tg i Q (tg th)
由此可求出流出第三层散热器管路上的水温
℃ t3 tg
Q3 Q
(tg
th)
95
800 (9570) 2100
85.5
相应水的密度ρ3＝968.32kg/m3 流出第二层散热器管路上的水温t2为：
i1
i1
N
则P ghi(i g)＝g[h1(h g)h2(2 g)h3(3g)] i1
9.81[3.2(97.78196.192)3.0(97.28896.192)3.0(96.83296.192)]100.79pa
N
或P gHi(i i1)＝g[H1 (h g)H2(2 g)H3(3g)] i1
2.系统的回水干管向锅炉方向要有向下坡度 （0.5～1.0％），因为这样可以方便空气排除和停止运 行时系统积水向锅炉内排空。
三、重力循环热水供暖双管系统作用压力的计算
如图所示系统两台并联运行的散热器内的作用压力
可分别表示如下：∆P1＝gh1（ρh－ ρg ） pa（3-2）
∆P2＝g（h1＋h2）（ρh－ ρg ）
∑Q＝Q1+ Q2 +…… +Q8 w (3-6)
②通过立管的水流量，按起所担负的全部热负荷 计算，可用下式确定：
AQ 3 .6 Q
Q
G LC (tg th)4 .1(8 tg 7 th)0 .8tg 6 th kg/h (3-7)
式中：∑Q～立管的总热负荷，w
C～水的热容量C=4.187kJ/kg·℃
根据式（3-2）和式（3-3）的计算方法，通过各层散热器循 环环路的作用压力，分别为：
哈工大-供热工程-第3章 热水供暖系统
图3．1 重力循环热水供暖 系统工作原理图 一散热器； 一热水锅炉； 1一散热器；2一热水锅炉；3一供水管路 回水管路； 4～回水管路；5一膨胀水箱
2.作用压力分析 作用压力分析
忽略管道散热，认为系统只有一个加热中心和一个 忽略管道散热， 冷却中心 在底部断面两侧作用压力分别为P 在底部断面两侧作用压力分别为 左和P右，依据流体 静力学的原理， 静力学的原理，则有 P左=h1ρɡɡ+h ρɡɡ+h0ρhɡ h P右=h1ρɡɡ+h ρhɡ+h0ρhɡ h ɡ=hɡ(ρ (3∆P= P右-P左= h ρhɡ-h ρɡɡ=hɡ(ρh-ρɡ) Pa (3-1) h 结论：供暖系统作用压头∆P与锅炉和散热器的高差h、 结论：供暖系统作用压头∆ 与锅炉和散热器的高差h 与锅炉和散热器的高差 供回水温度对应的供回水密度ρ 有关。 供回水温度对应的供回水密度ρɡ、ρh有关。 h=1m时 对于95/70 的自然循环热水供暖系统， 95/70℃ 当h=1m时，对于95/70℃的自然循环热水供暖系统， 其作用压头∆ 1 9.81 9.81x（977.81-961.92） 其作用压头∆P=1x9.81 （977.81-961.92）=156Pa
图3-13 分层式热水供暖系统
2.双水箱隔绝式供暖系统 双水箱隔绝式供暖系统
◈上层系统与外网直接连接。当外网供水压
力低于高层建筑静水压力时，在用户供水 管上设加压水泵(如图3-14)。利用进、回 水箱两个水位高差h进行上层系统的水循 环。上层系统利用非满管流的溢流管6与 外网回水连接，溢流管6下部的满管高度 Hh取决于外网回水管的压力。
图3-9 单管跨越式
5.单管下供上回式（单管倒流式） 单管下供上回式（单管倒流式） 单管下供上回式
2.作用压力分析 作用压力分析
忽略管道散热，认为系统只有一个加热中心和一个 忽略管道散热， 冷却中心 在底部断面两侧作用压力分别为P 在底部断面两侧作用压力分别为 左和P右，依据流体 静力学的原理， 静力学的原理，则有 P左=h1ρɡɡ+h ρɡɡ+h0ρhɡ h P右=h1ρɡɡ+h ρhɡ+h0ρhɡ h ɡ=hɡ(ρ (3∆P= P右-P左= h ρhɡ-h ρɡɡ=hɡ(ρh-ρɡ) Pa (3-1) h 结论：供暖系统作用压头∆P与锅炉和散热器的高差h、 结论：供暖系统作用压头∆ 与锅炉和散热器的高差h 与锅炉和散热器的高差 供回水温度对应的供回水密度ρ 有关。 供回水温度对应的供回水密度ρɡ、ρh有关。 h=1m时 对于95/70 的自然循环热水供暖系统， 95/70℃ 当h=1m时，对于95/70℃的自然循环热水供暖系统， 其作用压头∆ 1 9.81 9.81x（977.81-961.92） 其作用压头∆P=1x9.81 （977.81-961.92）=156Pa
图3-13 分层式热水供暖系统
2.双水箱隔绝式供暖系统 双水箱隔绝式供暖系统
◈上层系统与外网直接连接。当外网供水压
力低于高层建筑静水压力时，在用户供水 管上设加压水泵(如图3-14)。利用进、回 水箱两个水位高差h进行上层系统的水循 环。上层系统利用非满管流的溢流管6与 外网回水连接，溢流管6下部的满管高度 Hh取决于外网回水管的压力。
图3-9 单管跨越式
5.单管下供上回式（单管倒流式） 单管下供上回式（单管倒流式） 单管下供上回式
热水供暖系统的原理
热水供暖系统的原理
热水供暖系统是一种常见的采暖方式，其原理基于收集和分发热水来提供室内的暖气。
该系统包括一个供热设备，如锅炉或热水器，以及一系列管道和散热器。
首先，供热设备会加热水，并将其通过管道输送到暖气散热器。
在散热器内部，热水通过金属片或铜管，将热量传递给周围空气。
散热器通常位于房间的墙壁或地板下方，以最大程度地均匀分布热量。
一旦散热器将热量释放到空气中，冷却的水会通过管道回流到供热设备，再次加热。
这个过程周期性地重复，以保持恒定的室内温度。
为了确保整个系统运行顺畅，还需安装和配备一些其他设备。
其中包括水泵，用于推动热水在管道中流动；扩展水箱，用于容纳热水的膨胀；以及控制阀门和温度传感器，用于监测和调整系统的温度。
与其他采暖方式相比，热水供暖系统具有一些明显的优势。
首先，热水能够更有效地携带热量，相较于空气传播热量，热水散发温暖更均匀。
其次，热水的温度易于控制，可根据需要进行调整，提供更舒适的居住环境。
此外，热水供暖系统还可以与其他设备，如太阳能热水器或地热系统等相结合，进一步提高能源效率。
总之，热水供暖系统通过加热和循环热水，将热量传递到房间
内，从而实现室内暖气。
它是一种有效，可靠且舒适的采暖方式，广泛应用于许多家庭和建筑物中。
第3章室内热水供暖系统
优点是构造简单； 缺点是整幢建筑的供暖系统往往是统一的整体，缺乏
独立调节能力，不利于节能与自主用热。但其结构简 单，节约管材，仍可做为具有独立产权的民用建筑与 公共建筑供暖系统使用。 根据循环动力不同，可分为重力（自然）循环热水供 暖系统和机械循环热水供暖系统。
第三章 室内热水供暖系统
1.确定合理的引入口位置.宜设在建筑物热负荷 对称分布的位置
2.布置干管时,先确定系统形式，系统应合理分 成若干支路,且尽量阻力易于平衡。
3.供暖系统管路布置与敷设应符合暖通设计规范 和施工安装技术规程上的要求.
单双混合式系统第三章室内热水供暖系统当高层建筑面积较大或是成片的高层小区可靠考虑将高层建筑竖向按高度分区在垂直方向上分为二个或多个采暖分区分别由不同的采暖系统与设备供给各区域供暖参数可保持一致
第三章 室内热水供暖系统
第三章 室内热水供暖系统
第三章 室内热水供暖系统
第三章 室内热水供暖系统
热媒主要有三类： 热水、蒸汽与热风：以热水作为热媒的供暖系统，称
g ——重力加速度，m/s2, 取9.81 m/s2；
h ——冷却中心至加热中心的垂直距离，m；
h ——回水密度，㎏/m3；
g ——供水密度，㎏/m3。
散热器用供水管和回水管与加热中心（锅炉） 相连；
系统最高点设一膨胀水箱用以容纳水在受热后因 膨胀所增加的体积，并排除系统中的空气；
1.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 。
独立调节能力，不利于节能与自主用热。但其结构简 单，节约管材，仍可做为具有独立产权的民用建筑与 公共建筑供暖系统使用。 根据循环动力不同，可分为重力（自然）循环热水供 暖系统和机械循环热水供暖系统。
第三章 室内热水供暖系统
1.确定合理的引入口位置.宜设在建筑物热负荷 对称分布的位置
2.布置干管时,先确定系统形式，系统应合理分 成若干支路,且尽量阻力易于平衡。
3.供暖系统管路布置与敷设应符合暖通设计规范 和施工安装技术规程上的要求.
单双混合式系统第三章室内热水供暖系统当高层建筑面积较大或是成片的高层小区可靠考虑将高层建筑竖向按高度分区在垂直方向上分为二个或多个采暖分区分别由不同的采暖系统与设备供给各区域供暖参数可保持一致
第三章 室内热水供暖系统
第三章 室内热水供暖系统
第三章 室内热水供暖系统
第三章 室内热水供暖系统
热媒主要有三类： 热水、蒸汽与热风：以热水作为热媒的供暖系统，称
g ——重力加速度，m/s2, 取9.81 m/s2；
h ——冷却中心至加热中心的垂直距离，m；
h ——回水密度，㎏/m3；
g ——供水密度，㎏/m3。
散热器用供水管和回水管与加热中心（锅炉） 相连；
系统最高点设一膨胀水箱用以容纳水在受热后因 膨胀所增加的体积，并排除系统中的空气；
1.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 。
(整理)3热水供热系统的供热调节.
三 热水供热系统的供热调节第一节 概 述热水供热系统的热用户，主要有供暖，通风，热水供应和生产工艺用热系统等。
这些用热系统的热负荷并不是恒定的，如供暖通风热负荷随室外气象条件(主要是室外气温)变化，热水供应和生产工艺随使用条件等因素而不断地变化。
为了保证供热质量，满足使用要求，并使热能制备和输送经济合理，就要对热水供热系统进行供热调节。
在城市集中热水供热系统中，供暖热负荷是系统的最主要的热负荷，甚至是唯一的热负荷。
因此，在供热系统中，通常按照供暖热负荷随室外温度的变化规律，作为供热调节的依据。
供热(暖)调节的目的，在于使供暖用户的散热设备的放热量与用户热负荷的变化规律相适应，以防止供暖热用户出现室温过高或过低。
根据供热调节地点不同，供热调节可分为集中调节，局部调节和个体调节三种调节方式。
集中调节在热源处进行调节，局部调节在热力站或用户入口处调节，而个体调节直接在散热设备(如散热器，暖风机、换热器等)处进行调节。
集中供热调节容易实施，运行管理方便，是最主要的供热调节方法。
但即使对只有单一供暖热负荷的供热系统，也往往需要对个别热力站或用户进行局部调节，调整用户的用热量。
对有多种热负荷的热水供热系统，通常根据供暖热负荷进行集中供热调节，而对于其它热负荷(如热水供应，通风等热负荷)，由于其变化规律不同于供暖热负荷，则需要在热力站或用户处配以局部调节，以满足其要求。
对多种热用户的供热调节，通常也称为供热综合调节。
集中供热调节的方法，主要有下列几种： 1．质调节——改变网路的供水温度； 2．分阶段改变流量的质调节；3．间歇调节——改变每天供暖小时数。
近年来，在热水供热系统中，由于供暖热用户与网路采用间接连接，以及采用变速水泵技术来改变网路循环水量，故也采用了质量—流量调节——即同时改变网路供水温度和流量，进行集中供热调节。
第二节 供暖热负荷供热调节的基本公式供暖热负荷供热调节的主要任务是维持供暖房屋的室内计算温度t n 。
华东理工大学-供热工程-第三章 热水供暖系统
散热器之间管路的水温ti的计算:
为了计算单管系统重力循环作用压力， 需要求出各个冷却中心之间管路中水的密 度ρi 为此，就首先要确定各散热器之间管 路的水温ti。
36
现仍以图3—5为例
37
设供、回水温度分别为tg、th。建筑物为八层(N=8)，每层散热器 的散热量分别为Q1，Q2…….Q8，即立管的热负荷为：
1
1×10-5
0.101972
0.101972 17
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。
• 图3—2(a)为双管上供下回式系统，右 侧图 3—2(b)为单管上供下回顺流式系统。
18
1.总立管；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，6.回水立管，7.回水干管，8.膨胀水 箱连接管，9.充水管(接上水管)，10.泄水管(接下水道)。
3
•
4
• 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。
• 在各个国家，对于高温水与低温水的界 限，都有自己的规定，并不统一。某些国 家的热水分类标准，可见表3—1。
5
6
在我国，习惯认为：水温低于或等于 100℃的热水，称为低温水，水温超过100℃ 的热水，称为高温水。
20
三、重力循环热水供暖双管系统作 用压力的计算
在如图3—3的双管系统中，由于供水同时在 上、下两层散热器内冷却，形成了两个并联环 路和两个冷却中心。它们的作用压力分别为：
ΔP1:通过底层散热器aS1b环路的作用压力，Pa；
ΔP1=gh1(ρh－ρg)
Pa
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p2 g(h0h hg h1pag )
断面A－A两侧之差值，即系统的循环作用压力为
p p1 p2 gh(h （3g-1)）
第三章热水供暖系统
式中：∆P～重力循环系统的作用压力，pa
g～重力加速度，取9.81m/s2
h～冷却中心至加热中心的垂直距离，m ρ1～回水密度，kg/m3 ρ2～供水密度，kg/m3 不同水温下水的密度，可由p319上的附录3-1查出。
第三章热水供暖系统
如假设图3-1的循环路最低点的断面A－A处有一个假 想阀门，若突然将阀门关闭，则在断面A－A两侧受到 不同的水柱压力。这两方所受的水柱压力差就是驱动水 在系统内进行循环流动的作用压力。
设P1和P2分别表示A－A断面右侧和左侧水柱压力， 则：
p1 g(h0h hh h1pga)
室内热水供暖系统，大多数采用低温水作为热媒， 设计供、回水温度多采用95/70℃(也有采用85/60 ℃ ), 高温水供暖系统一般宜在生产厂房中采用 ，设计供、回 水温大多采用120～130第℃三章/热7水0供～暖系8统0 ℃
第一节 重力（自然）循环热水供暖系统
一、重力循环热水供暖的工作原理及其作用压力
由（3-1）公式可以看出，起循环作用的只有散热器 中心和锅炉中心之间这段高度内的水柱差。
如供水温度为95℃，回水为70℃，则每米高度差可产 生的作用力为：
∆P=gh（ ρ1－ ρ2 ）＝9.81×1×（977.81－ 961.92）＝156pa＝15.9毫米水柱
二、重力循环热水供暖系统的主要型式 第三章热水供暖系统
(tg
th)
℃ （3-9）
第三章热水供暖系统
根据上述计算方法，串连N组散热器的系统，流出第i组散热
四、重力循环热水供暖单管系统的作用压力计算
由图可见引起重力循环作用压力的高度差是（h1＋ h2）米，由散热器冷却后水的密度分别为ρ2和ρh，其 循环作用压力值可表达成：
∆P=gh1(ρh- ρg)+gh2(ρ2- ρg) pa (3-4) 将该式改写成 ∆P=g（h第1三+章h热2水）供暖(ρ系统2- ρg) ＋ gh1(ρh－ρ2)
A～单位换算系数
（1w＝1J/s=3600/1000kJ/h=3.6kJ/h）
tg. tk～立管的供回水温度
➂计算流出某一层散热器的水温ti（例如是第二层的t2）， 就可以根据上述热平衡公式推出
先由
GL
0.86
(Q2
Q3 (tg
Q8 ) t2)
kg/h （3-8）
得
t2Leabharlann tgQ2Q3
Q8 Q
∑Q＝Q1+ Q2 +…… +Q8 w (3-6)
②通过立管的水流量，按起所担负的全部热负荷 计算，可用下式确定：
A Q
3.6 Q
Q
GL
C(tg
th)
4.18第7三(章t g热水供t h暖)系统
0.86 tg
th
kg/h
(3-7)
式中：∑Q～立管的总热负荷，w
C～水的热容量C=4.187kJ/kg·℃
ρg ～供暖系统供水的密度，kg/m3 hi～从计算的冷却中心到冷却中心（i－1）之间的 垂直距离，m；当计算的冷却中心i＝1时，hi表示与锅 炉中心的垂直距离，m。
ρi～流出所计算的第三冷章热却水供中暖系心统 的水的密度，kg/m3
Hi～从计算的冷却中心到锅炉中心之间的垂直距离， m
ρi＋1～进入所计算的冷却中心i的水的密度（当i＝N 时， ρg ＝ρi＋1 ）
第三章热水供暖系统
从上面的计算式可以看出，单管热水供暖系统的 作用压力与水温变化，加热中心与冷却中心的高度差以 及冷却中心的个数等因素有关。
为了计算单管系统重力循环作用压力，需要求出 各个冷却中心之间管路中水的密度ρi。为此，就首先 确定各散热器之间管路的水温ti。
①现仍以图3-5为例，设供、回水温度分别为tg、 tn，建筑物为八层，每层散热器的散热量分别为Q1、 Q2 Q3,即立管的热负荷为：
第三章 热水供暖系统
热水供暖系统，可按下述方法分类： 1.按系统循环动力区分：可分为靠水的密度差进行循 环的重力循环系统。靠机械（水泵）力进行循环的机械循 环系统。 2.按供、回水方式区分：可分为单管和双管系统。 3.按系统管道敷设方式区分：可分为垂直式和水平式 系统。 4.按热媒温度区分：可分为低温水和高温水供暖系统。 我国习惯认为水温低于100℃为低温水，水温高于100℃ 为低温水。
第三章热水供暖系统
如图所示上供下回式重力循环热水供暖系统管道布 置的主要特点：
1.系统的供水干管必须有向膨胀水箱方向上升的流 向，其反向坡度为0.5％～1.0%,而散热器支管坡度一般 为1％，以方便系统中空气顺利排出。
因为系统水平干管水流速度小于0.2m/s，而干管 中空气气流的浮升速度为0.1～0.2m/s，在支管中浮升 速度为0.25m/s，因此空气顺利浮出经系统最高点在膨 胀水箱排出。
2.系统的回水干管向锅炉方向要有向下坡度 （0.5～1.0％），因为这样可以方便空气排除和停止运 行时系统积水向锅炉内排空。
三、重力循环热水供暖双管系统作用压力的计算
如图所示系统两台并联运行的散热器内的作用压力
可分别表示如下：∆P1＝gh1（ρh－ ρg ） pa（3-2）
∆P2＝g（h1＋h2）（ρh－ ρg ）
第三章热水供暖系统
＝gH2（ρ2－ ρg ）＋gH1 (ρh－ ρ2 ） 同理，如有向图3-5所示的循环环路中有N组串连
的冷却中心时，可表达如下：
N
N
p ghi (i g ) gHi (i i1) pa (3-5)
i1
i1
式中：N～循环环路中的冷却中心（散热器）总数
i～表示N个中心的顺序数，令沿水流方向最后一 组散热器为i＝1。
＝ ∆P1＋gh 2（ρ第h－三章热ρ水供g暖系）统 pa
（3-3）
第三章热水供暖系统
由此可见，通过上层散热器环路的作用压力∆P2比 通过底层散热器的作用压力∆P1大。因而在计算上层环 路时，必须考虑这个差值。
这就是双管系统缺陷，虽然各散热器的进出口水温 都一样，但是由于进出口作用压力不一样，而使水流量 不同，一般是采用各层选用不同的水管口径来平衡阻力 差，如仍不能消除这样差距，则就会出现上热下冷的系 统垂直失调现象，楼层越多，这种现象越严重。
断面A－A两侧之差值，即系统的循环作用压力为
p p1 p2 gh(h （3g-1)）
第三章热水供暖系统
式中：∆P～重力循环系统的作用压力，pa
g～重力加速度，取9.81m/s2
h～冷却中心至加热中心的垂直距离，m ρ1～回水密度，kg/m3 ρ2～供水密度，kg/m3 不同水温下水的密度，可由p319上的附录3-1查出。
第三章热水供暖系统
如假设图3-1的循环路最低点的断面A－A处有一个假 想阀门，若突然将阀门关闭，则在断面A－A两侧受到 不同的水柱压力。这两方所受的水柱压力差就是驱动水 在系统内进行循环流动的作用压力。
设P1和P2分别表示A－A断面右侧和左侧水柱压力， 则：
p1 g(h0h hh h1pga)
室内热水供暖系统，大多数采用低温水作为热媒， 设计供、回水温度多采用95/70℃(也有采用85/60 ℃ ), 高温水供暖系统一般宜在生产厂房中采用 ，设计供、回 水温大多采用120～130第℃三章/热7水0供～暖系8统0 ℃
第一节 重力（自然）循环热水供暖系统
一、重力循环热水供暖的工作原理及其作用压力
由（3-1）公式可以看出，起循环作用的只有散热器 中心和锅炉中心之间这段高度内的水柱差。
如供水温度为95℃，回水为70℃，则每米高度差可产 生的作用力为：
∆P=gh（ ρ1－ ρ2 ）＝9.81×1×（977.81－ 961.92）＝156pa＝15.9毫米水柱
二、重力循环热水供暖系统的主要型式 第三章热水供暖系统
(tg
th)
℃ （3-9）
第三章热水供暖系统
根据上述计算方法，串连N组散热器的系统，流出第i组散热
四、重力循环热水供暖单管系统的作用压力计算
由图可见引起重力循环作用压力的高度差是（h1＋ h2）米，由散热器冷却后水的密度分别为ρ2和ρh，其 循环作用压力值可表达成：
∆P=gh1(ρh- ρg)+gh2(ρ2- ρg) pa (3-4) 将该式改写成 ∆P=g（h第1三+章h热2水）供暖(ρ系统2- ρg) ＋ gh1(ρh－ρ2)
A～单位换算系数
（1w＝1J/s=3600/1000kJ/h=3.6kJ/h）
tg. tk～立管的供回水温度
➂计算流出某一层散热器的水温ti（例如是第二层的t2）， 就可以根据上述热平衡公式推出
先由
GL
0.86
(Q2
Q3 (tg
Q8 ) t2)
kg/h （3-8）
得
t2Leabharlann tgQ2Q3
Q8 Q
∑Q＝Q1+ Q2 +…… +Q8 w (3-6)
②通过立管的水流量，按起所担负的全部热负荷 计算，可用下式确定：
A Q
3.6 Q
Q
GL
C(tg
th)
4.18第7三(章t g热水供t h暖)系统
0.86 tg
th
kg/h
(3-7)
式中：∑Q～立管的总热负荷，w
C～水的热容量C=4.187kJ/kg·℃
ρg ～供暖系统供水的密度，kg/m3 hi～从计算的冷却中心到冷却中心（i－1）之间的 垂直距离，m；当计算的冷却中心i＝1时，hi表示与锅 炉中心的垂直距离，m。
ρi～流出所计算的第三冷章热却水供中暖系心统 的水的密度，kg/m3
Hi～从计算的冷却中心到锅炉中心之间的垂直距离， m
ρi＋1～进入所计算的冷却中心i的水的密度（当i＝N 时， ρg ＝ρi＋1 ）
第三章热水供暖系统
从上面的计算式可以看出，单管热水供暖系统的 作用压力与水温变化，加热中心与冷却中心的高度差以 及冷却中心的个数等因素有关。
为了计算单管系统重力循环作用压力，需要求出 各个冷却中心之间管路中水的密度ρi。为此，就首先 确定各散热器之间管路的水温ti。
①现仍以图3-5为例，设供、回水温度分别为tg、 tn，建筑物为八层，每层散热器的散热量分别为Q1、 Q2 Q3,即立管的热负荷为：
第三章 热水供暖系统
热水供暖系统，可按下述方法分类： 1.按系统循环动力区分：可分为靠水的密度差进行循 环的重力循环系统。靠机械（水泵）力进行循环的机械循 环系统。 2.按供、回水方式区分：可分为单管和双管系统。 3.按系统管道敷设方式区分：可分为垂直式和水平式 系统。 4.按热媒温度区分：可分为低温水和高温水供暖系统。 我国习惯认为水温低于100℃为低温水，水温高于100℃ 为低温水。
第三章热水供暖系统
如图所示上供下回式重力循环热水供暖系统管道布 置的主要特点：
1.系统的供水干管必须有向膨胀水箱方向上升的流 向，其反向坡度为0.5％～1.0%,而散热器支管坡度一般 为1％，以方便系统中空气顺利排出。
因为系统水平干管水流速度小于0.2m/s，而干管 中空气气流的浮升速度为0.1～0.2m/s，在支管中浮升 速度为0.25m/s，因此空气顺利浮出经系统最高点在膨 胀水箱排出。
2.系统的回水干管向锅炉方向要有向下坡度 （0.5～1.0％），因为这样可以方便空气排除和停止运 行时系统积水向锅炉内排空。
三、重力循环热水供暖双管系统作用压力的计算
如图所示系统两台并联运行的散热器内的作用压力
可分别表示如下：∆P1＝gh1（ρh－ ρg ） pa（3-2）
∆P2＝g（h1＋h2）（ρh－ ρg ）
第三章热水供暖系统
＝gH2（ρ2－ ρg ）＋gH1 (ρh－ ρ2 ） 同理，如有向图3-5所示的循环环路中有N组串连
的冷却中心时，可表达如下：
N
N
p ghi (i g ) gHi (i i1) pa (3-5)
i1
i1
式中：N～循环环路中的冷却中心（散热器）总数
i～表示N个中心的顺序数，令沿水流方向最后一 组散热器为i＝1。
＝ ∆P1＋gh 2（ρ第h－三章热ρ水供g暖系）统 pa
（3-3）
第三章热水供暖系统
由此可见，通过上层散热器环路的作用压力∆P2比 通过底层散热器的作用压力∆P1大。因而在计算上层环 路时，必须考虑这个差值。
这就是双管系统缺陷，虽然各散热器的进出口水温 都一样，但是由于进出口作用压力不一样，而使水流量 不同，一般是采用各层选用不同的水管口径来平衡阻力 差，如仍不能消除这样差距，则就会出现上热下冷的系 统垂直失调现象，楼层越多，这种现象越严重。