建筑设备(9采暖系统)

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图9-6 单户式系统 1—散热器 2—膨胀水箱 3—小型锅炉
回水干管敷设在地沟内或地板上
机械循环热水供暖系统
(1)双管热水供暖系统 双管热水供暖系统按供水干管的位置不同,可分为上分、
中分、中分、下分(或上供、中供、下供)三种形式。
膨胀水箱:一般接至循环水泵吸入口前
集气罐:在供水干管末端最高处设置
图9-7 双管上供下回式热水供暖系统
不超压 不汽化 热水供热系统在运行或停止运行时,系统内热水的压力必须满足下列基本技术要求: 不倒空
3. 热水网路压力状况的基本技术要求
(1)在与热水网路直接相连的用户系统内,系统内热水的压力不应超过该用户系统
用热设备及其管道构件的承压能力。
如供暖用户系统一般常用的铸铁散热器,其承压能力为4×105Pa(40mH2O),作用在该 用户系统最底层散热器的表压力,无论在网路运行或停止运行时都不得超过此值。 (2)在高温水网路和用户系统内,水温超过100℃的地点,热媒压力应不低于该水温 下的汽化压力。 (3)与热水网路直接连接的用户系统,无论在网路循环水泵运转或停止工作时,其 用户系统回水管出口处的压力,必须高于用户系统的充水高度,以防止系统倒空吸入 空气,破坏正常运行和腐蚀管道。 (4)网路回水管内任一点的压力,都应比大气压力至少高出50kPa(5mH2O),以免 吸入空气。 (5)在热水网路的热力站或用户引入口处,供、回水管的资用压差,应满足热力站
国内称为区域供热(暖)。
根据供暖系统散热给室内的方式不同,可分为: 对流供暖:以对流换热为主要方式的供暖,称为对流供暖。 系统中的散热设备是散热器。
辐射供暖:以辐射传热为主的一种供暖方式。 辐射供暖系统的散热器,主要采用金属辐射板或 以建筑物部分顶棚、地板或墙壁作为辐射散热面。
传统的铸铁 散热器
5
水压图的分析
如果膨胀管仅连接在回水干管的某个位置,水压图如图9-29所示。
局部在循环水泵运行时,会出现低于静水压线的情况。 由此可见,在机械循环热水供暖系统中, 膨胀水箱不仅起到容纳系统水体积膨胀的作 用,还起着对系统定压的作用,因此也称其 为定压装置。 开式高位膨胀水箱是最简单的一种定压 装置。这种方式设备简单、安全可靠。
图9-12 机械循环单管垂直顺序式热水供暖系统
图9-13 带闭合管段的 单管垂直式热水供暖系统 1—立管 2—支管 3—闭合管
机械循环热水供暖系统
(3)水平串联热水供暖系统

水平串联的散热器不宜过多,过多时除后面的水温过低而使散热器片数 过多外,管道的热胀冷缩问题处理不好易漏水。为此系统的环路不宜过 长,每一环路的散热器以8~12组为宜。
?当系统循环水泵停止工作时,各点的压强水头是多少?
5
水压图的分析
利用动水压曲线,可以清晰地看出系统工作时各点的压力大小。 系统停止工作时的水压曲线,称为静水压曲线。
通过上述分析可知,热水供暖系统水压曲线的位置取决于定压装置对系统施 加的压力大小和定压点的位置。
采用开式高位水箱膨胀水箱定压的系统,各点 的压力取决于膨胀水箱的安装高度(静水压线高) 和膨胀管与系统的连接位置。 当膨胀水箱的安装高度超过用户系统的充水高 度,且膨胀水箱的膨胀管又连接在靠近循环水泵进 口侧时,就可以保证整个供暖系统,无论在运行或 停止运行时,各点的压力都超过大气压力。这样系 统中不会出现负压,不会引起热水汽化或吸入空气 等,从而保证系统可靠地运行。
机械循环系统
2、按供、回水方式的不同,可分为: 单管系统
双管系统
3、按系统管道敷设方式的不同,分为: 垂直式
水平式
4、按热媒温度的不同,分为:低温水供暖和高温水供暖系统。
靠水的密度差进行循环
靠机械力进行循环
自然循环热水供暖系统
自然循环热水供暖系统
工作原理及其环路作用压力
gh g g ghh g gh0 h h P 1 l
1. 液体管流能量方程及压头表达式
在液体管网中取任一管段,以0-0为基准线,在管段的1、2两断面间列能量方程, 用水头高度的形式表示为:
平均水头损失位置水头 位压 Nhomakorabea静压 压强水头
速度水头 动压
测压管水头 总水头
9.2.3 机械循环热水供暖系统的压力分布
2. 液体管网压力分布图----水压图
定义 水压曲线:在液体管路中,将各节点的测压管水头高度顺次连接起来形成的线。
图9-30 膨胀管连接在供水 干管上的水压图
5
水压图的分析
对于自然循环热水供暖系统,由于系统的循环作用压头小,水平供水干管的 压力损失只占一小部分,膨胀水箱水位与水平供水干管的标高差足以克服水平 供水干管的压力损失,因此供水干管上不会出现负压。
调,是一种推荐的做法,一般适 用于六层以下的建筑。
图9-9 机械循环双管下分式系统

有的高温水系统,把回水干管设 在最上层,称为倒流式系统。
图9-10 机械循环倒流系统
机械循环热水供暖系统
(2)单管热水供暖系统——特点


构造简单,节省管材,造价低;
采用上分式系统能够集中排除空气,可减轻垂直失调,是目前五六层 建筑物采用最多的一种系统,个别可用到十二层; 但层数过多,会使立管管径过大,下部水温过低,散热器面积过大而 不好布置。
三个部分在构造上都在一起
局部供暖系统
火墙、火炕
集中供暖系统
集中式供暖系统:热源和散热设备分别设置,用热 媒管道相连接,由热源向各个房间或各个建筑物供 给热量的供暖系统。
这是集中式热水供暖系统的示意图。
热水锅炉1与散热器2分别设置,通 过热水管道(供水管和回水管)3相连 接。循环水泵4使热水在锅炉内加热, 在散热器冷却后返回锅炉重新加热。 图中的膨胀水箱5用于容纳供暖系统 升温时的膨胀水量,并使系统保持 一定的压力。图中的热水锅炉,可 以向单幢建筑物供暖,也可以向多 幢建筑物供暖。对一个或几个小区 多幢建筑物的集中式供暖方式,在
对于常用的单管热水供暖系统,一般应按 异程式设计。

同程式系统的特点是各立管环路的总长 度都相等; 由于最近环路与最远立管环路长度相同,
所以环路的压力损失容易平衡。
但同程式系统的管径和长度都比异程式 相同大,增加了投资和施工工程量,且 如果设计与调节不好,个别立管可能水
循环停滞或倒流。
9.2.3 机械循环热水供暖系统的压力分布
或用户所需的作用压头。
高温水的汽化压力(表压)
水温(℃) 汽化压力 (mH2O)
100 0
110 4.6
120 10.3
130 17.6
140 26.9
150 32.6

从运行安全角度考虑,还应留有30~50kPa(3~5mH2O)的 富裕压力。
4
水压图的绘制
设膨胀水箱的水位线为j-j,其水头高度Hjo。
供水干管:在中间某一层的地板上或顶棚下设置

这种系统避免了上分式
系统明管敷设供水干管 时挡上腰窗的问题
缓和了上分式系统的垂 直失调现象
图9-8 双管中分式热水供暖系统
系统中的空气是通过最上层散热器上部 的放风门排除的。
供、回水干管:均敷设在地沟或地下室内

由于自然循环的作用压力,正好 被管道的沿程阻力所消耗,因此 可减少或消除双管系统的垂直失
水压图:可直观地表达管路中液体静压的分布状况的图。
作用 (1)利用水压曲线,可确定管道中任一点的静压值; (2)可表示出各管段的压力损失值; (3)确定管段的单位管长平均压降的大小。
当液体管道中各处的流速差别不大,则 的差值与管段1~2的 压力损失值相比,可忽略不计时,上式可该写为:
2 12 2 2g
M
图9-29 膨胀管连接在回水 干管上的水压图
5
水压图的分析
如果膨胀水箱连接在热水供暖系统的供水干管上,水压图如图9-30所示。
此时的静水压线高于系统的充水高度, 运行时的动水压线都降低了。 如果供暖系统的水平供水干管过长,阻 力损失较大,则有可能在干管上出现负压。 FB段供水干管的压力就低于大气压力, 就会吸入空气或发生水的汽化现象,影响系 统的正常运行,在机械循环热水供暖系统中, 应将膨胀水箱的膨胀管连接在循环水泵吸入 口侧的回水干管上。
如系统中不考虑漏水或加热时水膨胀的影响,即认 为系统已经处于稳定状况,因而在循环水泵运行时,膨 胀水箱的水位是不变的。O点处的压头就等于Hjo
当系统工作时,由于循环水泵驱动水在系统 中循环流动,A点的测压管水头必然高于O点测压 管水头,其差值应为管段OA的压力损失值。
同理,确定B、C、D、E各点的测压管水头高度。 顺次连接各点的测压管水头的顶端,就可得到 热水供暖系统的水压图。 系统工作时的水压图,称为动水压图。 循环水泵停止工作时的水压图,称为静水压图。 整个系统的水压曲线呈一条水平线。 各点的测压管水头都相等,其值为Hjo
P ghh g h
重力循环热水供暖系统
作用:1、贮存系统中水温上升时的膨胀水量; 2、恒定水系统的压力; 3、在此系统中,还起着排气作用
坡度:1、供水干管 i =0.5~1%; 2、散热器支管 i =1%; 3、回水干管 i =0.5~1%
图9-4 重力循环供暖系统 a)双管上供下回式系统 b)单管顺流式系统 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)11—止回阀
第9章 建筑供热采暖系统
供暖工程
供暖工程:指用人工的方法向室内供给热量,保持一定的室 内温度,以创造适宜的生活或工作环境的工程技术。 供暖系统包括三部分: 热媒制备(热源) 热媒输送(热力网,即输送管网) 热媒利用(散热设备)
根据这三个组 成部分的相互 位置关系
供暖系统分为局部供暖系统和集中式供暖系统。
与垂直式系统相比,具有如下特点: (1)系统的总造价一般要比垂直式系统低; (2)系统管路简单,节省管材,无穿过各层楼板的立管,施工方便; (3)有可能利用最高层的辅助空间(如楼梯间)架设开口式膨胀水箱,

不必在顶棚上再专设安装膨胀水箱的房间,不仅降低了建筑造价,还不 影响建筑物外形美观;
(4)根据建筑物的使用要求,可以按层调节供热量。 因此,水平式系统也是我国应用较多的一种形式。

p1 p2 z1 z 2 h1~ 2
因此可以认为:当两点之间没有水泵等动力源且流速变化可忽略时, 管道中任意两点的测压管水头高度之差就等于两点之间的压力损失 值。
9.2.3 机械循环热水供暖系统的压力分布
机械循环热水供暖系统
(4)同程式与异程式系统


根据各并联管段所在环路之间流程长短的差异情况,可分为同程式管网 和异程式管网。
定义:各环路之间的流程长度有显著差异的是异程式管网,没有显著差 异的为同程式管网。





在机械循环热水供暖系统中,当各环路的总长
度相差较大时,各立管环路的压力损失难以平 衡,有时在靠近总立管处即使选用了最小管径, 但仍有许多剩余压力,这样就会出现严重的水 平失调现象。 为了消除或减轻这种现象的发生,可采用同程 式系统。
单管跨越式
图9-5 单管上供下回式系统 1—散热器 2—锅炉 3—供水管 4—回水管 5—膨胀水箱 6—上水管及阀门 7—排水管
重力循环热水供暖系统
单户式系统:是重力循环热水供暖系统的一 种特殊形式,常作为单层房屋单户使用。
供水干管敷设在顶棚下或阁楼内
设置在内墙距地坪 300~400mm处。
设置在与散热 器同一层或低 于散热器。
好舒服!
辐射地板 我也是!
地板辐射采暖系统
集中供热系统

包括三部分: 热源:是指供热热媒的来源。目前最广泛应用的是:区域锅炉房
和热电厂。在此热源内,燃料燃烧产生的热能将热水或蒸汽加热。 此外,也可以利用核能、地热、电能、工业余热作为集中供热系 统的热源。
热网:由热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统。 热用户: 集中供热系统利用热能的用户,称为热用户。如室内
供暖、通风、空调、热水供应以及生产工艺用热系统等。
室外热力管网
以区域锅炉房为热源的热水供热系统,称为区域 锅炉房集中供热系统。
根据热媒的不同,可分为:
蒸汽采暖
热媒
热水采暖
蒸气
热水采暖
以热水为热媒的供暖系统,称为热水供暖系统。 1、按热水供暖系统循环动力的不同,分为: 自然循环系统
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