热水供暖系统

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求解
双管系统循环作用压力
∆Pi = gH i ( ρ h − ρ g )
单管系统各层立管水温
ti = t g −
∑Q ∑Q
i =1 i N
N
i
(t g − t h )
i
单管系统作用压力 ∆P = ∑ ghi ( ρ i − ρ g ) = ∑ gH i ( ρ i − ρ i +1 )
i =1 i =1
N
N
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思考：
单管跨越式系统的自然循环作用压头如何计算？ 水平式系统的自然循环作用压头如何计算？
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重力循环垂直单管系统重力作用压头
(a)单管顺流式
(b)单管跨越式
排气问题
• 为何积气？ • 什么后果？ • 如何排气？
i=0.5%~1%
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膨胀水箱的设置位置、作用
300-500 mm
作用：容纳膨胀水，补水 排气 定压
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双管上供下回式重力循环热水供暖系统
水在散热器内冷却，在图中第1点与第2点并联的管路间通过散热 器的支路存在附加重力作用压头，增加了通过散热器的流量，被 称为散热器的小循环作用压头。
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小循环作用压头的计算
小循环作用压头： P = gh' ( ρ out − ρ in ) h’为散热器冷却中 ∆ 心（图中空心小圆圈表示）至水平支路管道中心的垂直高度。
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借助小循环作用压头可理解的问题
1.单管跨越式系统为何不会短路。 2.散热器上进下出连接时的传热效果为何要比下进上出连接效果 好。 key.下进上出式连接的散热器的小循环作用压头减小循环动力， 不利于提高散热器流量，而上进下出连接的小循环作用压头增大 循环动力，有利于提高散热器流量。因此，在管径组合及立管流 量相同的情况下，上进下出的进流系数大于下进上出。
2) 按系统管道敷设方式分
①垂直式系统
②水平式系统
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热水供暖系统分类 (continue)
3) 按供、回水方式分 ①单管系统;②双管系统
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4) 按 供 水 干 管 布 置 位 置 分
1.1 上供下回式（单、双管） 1.2 双管上供上回式 1.3 双管下供下回式 1.4 双管中供式 1.5 下供上回式（单、双管） 1.6 上供中回式（单、双管） 1.7 混合式
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1.1 上供下回式
保证干管带坡度敷设空间
•阀门设置
i=0.5%～1%
8
2
4 5 1 3
6 7
i=0.5%～1% i=0.5%～1%
11
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9 (b) Company Logo
(a)
10
2．重力循环热水供暖系统工作原理和作用压力
膨胀水箱
2.1 系统构成 2.2 工作原理 2.3自然(循环)作用压力
供水管路 ρg
i=0.003
i=0.003
i=0.003
i=0.003
机械循环热水 供暖系统型式
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与自然循环系统有何区别？
Company Logo 1.热水锅炉；2.循环水泵；3.集气装置；4.膨胀水箱
回 顾
i=0.5%~1%
i=0.5%~1%
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系统特点
• 水流速度低，升温慢； 装 置简单； 无噪声、不耗电； 作用半径小，管径大、作用 范围受限。
应用
• 作用半径≯50m的单幢建筑
作用半径
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1.2 单管顺流式
1.3 单管跨越式
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3.4 综合循环作用压力
水在管路中沿途冷却，温度和密度沿程变化
影响各层散热器进、出口水温 增大自然循环作用压力
重力循环热水供暖系统中，自然作用压力不大，确定实际循 环作用压力时必须考虑水在管路冷却所产生的附加作用压力
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∆P2 − ∆P1 = gh2 ( ρ h − ρ g )
双管系统各层循环作用压力不同。 垂直失调：由于流量分配不均而使同一竖向各层房间
的室温不符合设计要求，出现上下冷热不均的现象
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思考：
1）楼层增多，会对双管系统的水力工况产生什么影响？ 2）同一双管系统，供回水温度分别为95/70℃和70/50℃ 时，哪个水力工况较好？
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关于热媒种类的规定和说明 (sup.)
集中采暖系统的热媒，应根据建筑物的用途、供热情况 和当地气候特点等条件，经技术经济比较确定，并应按 下列规定选择： (from 规范) 1) 民用建筑应采用热水做热媒； 2) 工业建筑，当厂区只有采暖用热或以采暖用热为主时 宜采用高温水做热媒； 当厂区供热以工艺用蒸汽为主 时，在不违反卫生、技术和节能要求的条件下，可采用 蒸汽做热媒。
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热水供暖系统分类
1) 按系统循环动力分
①重力（自然）循环系统
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②机械（强迫）循环系统
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热水供暖系统分类 (continue)
i =1
N
= ∑ gH i ( ρ i − ρ i +1 )
i =1
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N
Analysis
∆P = ∑ ghi ( ρ i − ρ g ) = ∑ gH i ( ρ i − ρ i +1 )
i =1 i =1 N N
作用压力的影响因素：水温变化、加热中心与冷却中心的 高差、冷却中心个数。 一根立管上所有散热器只有一个共同的重力循环作用压头 单管系统各层进出口水温不同，散热器的k随各层散热器 平均计算温度差而变化，导致垂直失调。
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热水供暖系统分类 (continue)
5) 按管道系统环路长度分
4
立管 I II III IV
2
①异程式系统
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②同程式系统
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热水供暖系统分类 (continue)
6) 按热媒温度分
∆P1 = gh1 ( ρ h − ρ g )
环路as2b的作用压力： ∆P2 = g (h1 + h2 )( ρ h − ρ g ) 上下层作用压力差： ∆P2 − ∆P1 = gh2 ( ρ h − ρ g )
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双管系统的垂直失调原因
h1
散热器
∆P = P − P2 1 = hg ( ρ h − ρ g )
h
回水管路 热水锅炉 ρh A
• 要求深入理解、灵活应用
h0
P左
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A
P右
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3．重力循环热水供暖系统作用压力的计算 3.1 双管系统自然作用压力 环路as1b的作用压力：
•只需注意图中冷却中心到加热中心的高度的取法。
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水 平 式 系 统 散 热 器 的 重 力 作 用 压 头
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水平单管顺流式
水平单管跨越式
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3.3 单管系统散热器的小循环作用压头 (sup.)
G L = 0.86
∑Q
i
N
i
t g − ti
(2)
由式(1)=式(2)，可得
ti = t g −
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∑Q ∑Q
i =1 i N
N
i
(t g − t h )
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i
例题3-1
已知：h1, h2, h3, Q1, Q2, Q3, tg, th 求解：双管系统循环作用压力；单管系统的ti、作用压力
第三章 热水供暖系统(1)
建筑环境与设备工程 于 涛
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主要内容
3.1 传统室内热水供暖系统 3.2 分户采暖热水供暖系统 3.3 高层建筑热水供暖系统 3.4 室内热水供暖系统主要设备及附件
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大纲要求
基本要求: 掌握自然循环和机械循环热水供暖系统的分类和适 用场合、分户采暖系统型式。 重点与难点: 掌握机械循环热水供暖系统的垂直式和水平式系统 在工程中的应用； 不同形式机械循环热水供暖系统在具体工程中的应用
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各冷却中心管路中的密度？
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求 解 ti
设通过立管流量为GL 以整根立管为分析对象，则 G L = 0.86
∑Q
i =1
N
i
t g − th
(1)
以某层散热器及其上部散热器为分析对象 ，则
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3.2 单管顺流系统的自然作用压力
∆P = gh1 ( ρ h − ρ g ) + gh2 ( ρ 2 − ρ g )
= gH 2 ( ρ 2 − ρ g ) + gH1 ( ρ h − ρ 2 )
∆P = ∑ ghi ( ρ i − ρ g )
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二、机械循环热水供暖系统 机械循环热水供暖系统的特点：
• 增设水泵，水流速大，管径小、升温快。 • 维修工作量大，运行费用增加。 • 供暖范围大，广泛用于多幢建筑或区域供暖
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①低温水供暖系统（t≤100℃） ②高温水供暖系统（110-130℃ / 70-80℃ ）
• 常用的低温水采暖供回水温度
①中小型锅炉房直接供热——95℃/70℃ ②热电联产或大型区域锅炉房间接供暖时，二级管网设计 供回水温度——85℃/60℃ ③地板辐射采暖——60℃/50℃
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水在循环环路中冷却的附加作用压力，查表
∆Pzh = ∆P + ∆Pf
总的循环作用压力 水在散热器内冷却所产生的作用压力
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思考：总结单、双管系统有何区别？ Key: 1)作用压力不同 2)散热器平均热媒温度不同 3)垂直失调原因不同
主要内容
3.1 传统室内热水供暖系统 3.2 分户采暖热水供暖系统 3.3 高层建筑热水供暖系统 3.4 室内热水供暖系统主要设备及附件
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§3.1 传统室内热水供暖系统
一、重力循环热水供暖系统
1. 主要型式
1.1 双管上供下回式
i=0.5%~1%
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垂直单管系统的进流系数 （上进下出）
30*20*25表示立管、支管、跨越管的管径分别为DN32、DN20、DN25
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垂直单管系统的进流系数 （下进上出）
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Notice
机械循环热水供暖系统中，膨胀水箱的作用：1）吸纳 膨胀水量和补水；2）定压。 若条件限制，供回水干管可无坡度敷设，但管中水流 速度不得小于0.25 m/s。 散热器支管坡度：1%-2%。
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1.垂直式系统