供暖系统及其分类

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P2 g(h0 h h1g h2 g h3g )
该环路的自然压头为:
P1 P1 P2 gh1(h g ) (11-1)
i=0.003
th
g
h
A
A
i=0.003
图11-1 自然循环热水 供暖系统工作原理图
h0 h1
对于经过第二层散热器的循环环路 则断面A-A右侧的水柱压力为: 断面A-A左侧的水柱压力为:
另一方面,采用蒸汽系统的管道管径较小,所以 蒸汽系统的初投资要比热水系统少。
蒸汽供暖系统的缺点
5、蒸汽供暖系统的热惰性很小,并采用间歇调节, 系统的加热和冷却都很快,房间温度波动较大, 特别适应于人群迅速集散的建筑如工业车间、 大礼堂、影剧院等。不适合办公、居住建筑。
6、蒸汽供暖系统采用间歇调节,系统管道内交替 充满空气、蒸汽,腐蚀快,系统寿命短。
P P1 P2 gh1(h g ) P2
9.8 3 (977 962) 100 441100 541Pa
P P1 P2 g(h1 h2 )(h g ) P2
9.8 (3 3) (977 962) 100 882 100 982Pa
假定图中最低点断面A-A处有一假想阀门,若突然 将阀门关闭,则断面A-A两侧所受到的水柱压力之差 就是驱使水进行循环流动的自然压头。
h3
h2
对于经过第一层散热器的循环环路 断面A-A右侧的水柱压力为:
P1 g(h0 h h1h h2 g h3g )
tg
断面A-A左侧的水柱压力为:
中流动速度较慢, 散热器内容易积垢 应用范围:分户热计量的 居住建筑;对室温要求不 高且不宜使用垂直系统的 工业及公用建筑。
DN10手动放风门
Z型补偿器
水平顺流(水平串联)式系统
DN10手动放风门
水平路的长度 近似相等的系统
2
不等的称为异程系统
9
第二篇 供热通风与空气调节
供热工程 定义:利用热媒(如水、蒸汽或其他介质)将热能从 热源输送到各热用户的工程技术
集中供热系统的组成
集中供热:从一个或多个热源通过热网向城市、城镇 或其中某些区域热用户供热。
1、供热热源:将天然的或人造的能源形态转化为 符合供热要求的能源装置。 如热电厂、区域锅炉房、分散锅炉房 2、热网(一次网):由热源向热用户输送和分配 供热介质(热水或蒸汽)的管线系统 3、热用户:从供热系统获得热能的用热装置。 如采暖系统、通风空调系统、 热水供应系统、生产工艺消耗热能装置
局部供暖系统:将热源和散热设备合并成一个整体, 分散设置在各个房间里的供暖系统。
局部供暖系统包括火炉采暖、煤气采暖及电热采暖。 如火炉、红外线煤气炉、电暖器、电热膜等。
集中供暖系统:由远离采暖房间的热源、输热管道和 房间内的散热设备等三部分组成的 工程设施,称为集中供暖系统。
热媒:把热量从热源输送到散热设备的物质叫热媒。
7、因散热器表面温度较高,产生较强的热对流, 引起扬尘,卫生条件较差。
蒸汽供暖系统的分类
1、按蒸汽压力分: 高压蒸汽供暖系统(> 1.7x105 Pa) 低压蒸汽供暖系统(≤ 1.7x105 Pa) 真空蒸汽供暖系统(< 1.0x105 Pa)
2、按蒸汽干管布置的不同分: 上供下回式、下供下回式
3、按立管布置的特点分:单管式、双管式
因为散热器的承压能力相对 较小,当建筑高度超过散热 器承压能力时必须垂直分区
二、双线式系统
1.垂直双线单管供暖系统
立管在竖向成Π型结构, 一根上升管,一根下降管, 因此可以近似认为每层 散热器的平均温度相同, 可以避免垂直失调。
散热器采用蛇形管或辐射板
2.水平双线单管供暖系统
具有水平式供暖系统的特点, 能够进行分层调节调节。
结论
1、对于多层建筑,若各层房间的热负荷相同,采用的 立、支管相同,则流经上层散热器的流量多于实际 需要量,流经下层散热器的流量少于实际需要量, 这会造成上层房间温度偏高,下层房间温度偏低, 即垂直失调现象。
2、由于自然压头很小,为了保证输送所需的流量, 系统管径不致过大,要求锅炉中心与散热器中心的 垂直距离不小于2.5~3m。
因此经过计算,立管第一层散热器的循环环路的自然压头 P 为:
P P1 P2
(11-3)
经过计算,立管第二层散热器的循环环路的自然压头 P 为:
P P1 P2
(11-4)
自然压头算例
下面以供热系统的水平距离为20m,h1=3m,h2=3m, 供水温度为tg= 95℃,ρg= 962 kg/m2;供水温度为 th= 70℃,ρh= 977 kg/m2 为例计算自然压头 P、 P。 解:查附表6-1 得ΔP2=100Pa,则:
垂直双线供暖系统 水平双线供暖系统
单、双管混合式系统
定义:在垂直方向上分为若干组,每组 若干层(2~3层),每一组均为 双管系统,各组之间用单管相连
系统中的每一组双管系统,只对2~3层 房屋供暖,形成的自然压头仅在2~3层 中起作用,避免了纯双管系统造成的 严重的垂直失调现象;
纯垂直单管系统通过支管流量为立管 流量(单侧连接)或约一半立管流量 (双侧连接),而混合式系统通过 支管流量仅约为垂直单管系统的1/2~1/3, 因此支管管径较小,便于施工。
4、按回水动力的不同分:重力回水、机械回水
三种压强的关系
1.以绝对真空为基准 2.以当地大气压强为基准
表压 绝对压强 真空度
余压(绝压)
实测压强
当地大气压强 实测压强
绝对零压
表 压= 绝对压强 - 当地大气压强 真空度=当地大气压强 - 余压(绝压) 表 压= - 真空度
一、低压蒸汽供暖系统
i=0.003 3
i=0.003
3 10
4 5
11
同程系统环路压力 1
损失容易平衡,
因此较大的建筑物
8
一般都采用同程系统。
7 i=0.003
同程系统较异程系统多耗管材, 在较小的建筑物一般都采用异程系统。
高层建筑供暖特点
1972年联合国国际高层建筑会议 : 1、9~16层(最高为50米) 2、17~25层(最高到75米) 3、26~40层(最高到100米) 4、40层以上(超高层建筑)
第二节 蒸汽供暖系统
蒸汽供暖的特点:
1、蒸汽供暖是以水蒸气为热媒,水蒸气在散热器中 进行相变(凝结)放出汽化潜热,由于汽化潜热
(2500 kJ / kg)比水的温降放热量(1.84Δt.kJ/kg) 要大得多。所以:
a、对于流入散热器的过热蒸汽或饱和蒸汽及流出 散热器的过冷凝水或饱和凝水,都可近似认为 其放热量等于汽化潜热。
低压蒸汽供暖系统的
2
凝水回流有两种形式:
4 10
5
1、重力回水:
凝水依靠重力
1
回流到锅炉中。
2、机械回水: 凝水依靠重力回流 到凝结水箱中, 再用水泵送入锅炉
顺流式和跨越式。 5、按通过各立管的循环环路的总长度是否相等分:
同程式、异程式。
机械循环双管上供下回式
9
2 11
i=0.003
3
10
4
5
1 8
6 7 i=0.003
1-热水锅炉;2-供水总立管;3-供水干管;4-供水立管; 5-散热器 6-回水立管;7-回水干管;8-循环水泵;9-膨胀水箱;10-集气罐;11-膨胀管
3、在自然循环热水供暖系统中,由于水的流速较小 (<0.2m/s),水平供水干管可以逆流排气排入膨胀 水箱,但要求水平供水干管必须有向膨胀水箱方向 向上的坡度,且不得小于0.5%~1%。
结论
4、因自然压头很小,因而干管长度不宜过长,否则 系统的管径就会过大。 因此,系统的作用半径不宜大于50米。
5、自然循环热水供暖系统仅能用于有地下室、地坑的 一些较小的独立的建筑。
机械循环热水供暖系统
系统组成:锅炉、输热管道、水泵、散热器、膨胀水箱 及排气装置。
系统分类: 1、按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、按立管与散热器连接形式不同分:
双管式、单管式、单双管混合式 3、单管式又分为垂直单管式和水平单管式。 4、单管式按散热器支管与单管连接方式分:
优点:可调节各房间的散热量,各层的散热器比较均衡
缺点:由于自然压头的存在,造成系统垂直失调,即上 部房间温度偏高,下部房间温度偏低。楼层越高,失调 越严重。因此,双管系统不宜在四层以上的建筑中采用
膨胀水箱
机械循环双管下供下回式
优点:可以调节
9
各房间的散热量,
各层的散热器比较均衡。
垂直失调较双管
11
区域热水锅炉房供热系统 区域蒸汽锅炉房供热系统
第八章 供暖系统及其分类
供暖系统定义:
在冬季,室外温度低于室内温度,房间内的热 量通过围护结构(墙、窗、门、地面、屋顶等) 不断向外散失,为使室内保持所需的温度,就必 须向室内供给相应的热量,这种向室内供给热量 的工程设备叫做供暖系统。
供暖系统的分类
b、对于同样热负荷蒸汽供暖所需的蒸汽流量要比 热水供暖所需的热水流量小得多。
蒸汽供暖系统的优点
2、蒸汽的比容是热水的比容的数百倍,因此蒸汽 在管中的流速,通常采用比热水高得多的数值, 但阻力损失较小。
3、蒸汽的密度小,不会产生很大静压力 --相对应于热水的分层供暖
4、因蒸汽热媒一般比热水热媒的温度高, 传热系数 K(K=A(tp-tn)ß)较大, 而散热器散热面积 F=Q/K*Δt,因此对于同一 建筑而言,采用蒸汽系统可减少散热器数量;
3、按系统的每组立管根数分:单管和双管系统 4、按系统的管道敷设方式分:垂直式和水平式
自然循环热水供暖系统
特点:这种系统中不设循环水泵,仅靠供、回水的 温度差而形成的密度差所产生的压力使水在 系统中进行循环。
这种水的循环作用压力称为自然压头。
下面对自然压头进行理论分析,以二层房屋为例: 首先假定系统沿程热损失为零,即系统中的热媒仅在 锅炉内升温及在散热器内降温。
上供下回式要弱一些
空气管
10
4 5
6
i=0.003 8
7 3 i=0.003 1
注意:双管系统不宜在四层以上的建筑中采用。
单管上供下回式
优点: 立管少,安装方便。 不存在垂直失调问题。
2
缺点:由于水温是 逐层递减的,所以 下层散热器片数多, 1 占地面积大。
8
单管上供下回式还 分为顺流式和跨越式。
P1 g(h0 h h1h h2 h h3g ) P2 g(h0 h h1g h2 g h3g )
该环路的自然压头为: P1 P1 P2 g(h1 h2 )( h g ) (11-2)
再考虑管路沿途热损失 P2 ,它与系统的水平距离、锅炉到 散热器的高度、总干管至计算立管之间的水平距离有关。 具体数值见附录六附表6-1。
机械循环双管上供下回式
循环水泵:提供循环动力,促使水在系统内循环。 一般安装在回水干管上
膨胀水箱:容纳系统水热胀冷缩的体积及系统定压 (高于大气压力以避免水泵吸入口处水产生汽化)
一般通过膨胀管与水泵吸入口相连,并设于系统最高处
集气罐(自动排气阀):聚集和排出系统中空气。 设于供水干管的末端,也就是供水干管的最高处
《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95): 1、10层及10层以上的居住建筑 2、建筑高度超过24m的公共建筑
高层建筑热水供暖系统
•系统分类: 1、分层式供暖系统; 2、双线式系统; 3、单、双管混合式系统。
一、分层式供暖系统 定义:高层建筑热水供暖
系统在垂直方向分成 若干个系统。 亦称垂直分区。这是高层 供暖常用的一种供暖形式
9
i=0.003
3
10
4 5
11
7 i=0.003
图11-4 异程单管上供下回式
跨越式可克服顺流式无法调节各房间调节散热量的缺陷
•水平顺流式系统:
优点:最省管材,管路简单, 便于施工。因无沿墙立 管,不影响室内美观。
缺点:末端散热器较多。 散热器排气困难。 不能进行局部调节
•水平跨越式系统:
优点:可以进行局部调节。 缺点:由于水在散热器
热媒主要有:热水、蒸汽、热空气
局部供暖系统
集中供暖系统
第一节 热水供暖系统
定义:以热水作为热媒的供暖系统。 它是目前最广泛使用的一种供暖系统。
热水供暖系统的分类:
1、按热媒参数分:低温热水供暖系统(<100 ℃ ) 高温热水供暖系统(>100 ℃ )
2、按系统循环动力分: 自然循环(即重力循环)和机械循环系统
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