室内热水供暖系统

供热工程

第五讲

课题：第三章:室内热水供暖系统

目的要求：了解室内热水供暖系统的分类，并掌握其工作原理。

教学方法：讲授

热水供暖系统：

热水供暖系统：以热水作为热媒的采暖系统。

适用：民用建筑，生产产房及辅助建筑。

特点：系统简单，卫生，安全，蓄热能力好。

分类：

⏹1．按系统循环动力的不同，可分为重力(自然)循环系统和机械循环系统。

⏹2．按供、回水方式的不同，可分为单管系统和双管系统。

⏹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。

系统的组成：

放热中心—散热器

加热中心—锅炉

供水管

回水管

1.

⏹当水在锅炉内加热后，水的密度减小，上升；在散热器内被冷却后，水的

密度增加，沿回水管道返回锅炉。整个系统的循环动力即供回水的密度差。

维持该系统循环流动的压力称为自然作用压力。

⏹重力循环热水供暖系统的循环作用压力的大小取决于水温（水的密度）在

循环环路的变化 断面A-A 左侧的水柱压力为

断面A-A 右侧的水柱压力为

作用压力

⏹ 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密度差。如果取供水温度95℃，回水70℃；则每m 高差可产生的作用压力为：

9.81×1×（977.81－961.92）=156 Pa 。

⏹ 重力循环热水供暖系统维护管理简单，不需消耗电能。但由于其作用压力小、管中水流速度不大，所以管径就相对大一些，作用范围也受到限制。自然循环热水供暖系统通常只能在单幢建筑物中使用，作用半径不宜超过50m 。

2. 自然循环热水供暖系统的形式及作用压力

重力循环热水供暖系统主要分双管和单管两种型式 。

⏹ 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：因系统中若积存空气，就会形成气塞，影响水的正常循环。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，在上供下回重力循环热水供暖系统充水和运行时，空气能逆着水流方向，经过供水干管聚集到系统的最高处，通过膨胀水箱排除。

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

)

(g 2g h 1ρρρh h h g P L ++=)

(g 2h h 1ρρρh h h g P R ++=)

(g h 21ρρ--=∆gh P P P ＝

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。 ⏹ 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。

⏹ 由此可见，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。

3. 重力循环热水供暖单管系统的作用压力的计算

原理：

依靠供回水温度不同、密度不同所产生的容重差作为热水在管内流动的动力。 特点：热水顺序流过多组散热器，逐个冷却。 如图3-4所示，散热器S1与S2串联，其循环总压力值为：

)()(221g g h gh gh P ρρρρ-+-=∆ Pa

若循环环路中有N 组串联的冷却中心（散热器）时，其循环作用压力可用下面一个恶通式表示：

)()(11

1

+==-=-=∆∑∑i i N i N

i i g i i gH gh P ρρρρ

由作用压力计算公式可知，单管热水供暖系统的作用压力与水温变化、加热中心到冷却中心的高度差记忆冷却中心的个数等因素有关。

为计算单管系统重力循环的作用压力没需要求出各个冷却中心之间管路中水的密度，也就是需要确定各散热器之间管路的水温。

)(h g

N

i

i g

i t t Q

Q t t --=∑∑

掌握：例题3-1

二. 机械循环热水供暖系统

设置了循环水泵，靠水泵的机械能使水在系统中循环。 机械循环和自然循环系统区别： ⏹ 增加了系统运行的电费和维修工作量

⏹水泵可产生较大工作压力，供暖范围扩大

机械循环热水采暖系统成为应用范围最广德一种采暖系统。

机械循环热水供暖系统的主要型式

⏹垂直式系统

⏹水平式系统

A．垂直式系统，按供、回水干管布置位置不同，有下列几种型式：

⏹上供下回式双管和单管热水供暖系统；

⏹下供下回式双管热水供暖系统；

⏹中供式热水供暖系统；

⏹下供上回式(倒流式)热水供暖系统；

⏹混合式热水供暖系统

节。

下供下回系统有如下特点：

⏹（1）

直接散热给地下室，无效热损失小。

⏹（2）在施工中，每安装好一层散热器即可开始供暖，给冬季施工带来很大

方便。

⏹（3）排除系统中的空气较困难

中供式系统的特点：

中供式系统可避免由于顶层梁底标高过低,致使供水干管挡住顶层窗户的不合理布置,并减轻了上供下回式楼层过多,易出现垂直失调的现象；但上部系统要增加排气装置

下供上回（倒流式）系统特点

(1)

(2)

(3)

箱的困难。

(4)

增多。

混合式采暖系统

由下供上回式和上供下回式串联组成的系统

特点：系统压力损失大。一般使用在连接于高温热水网路上的卫生要求勂的民用建筑或生产厂房。

异程式采暖系统：通过各个立管的循环环路的总长度不等，这种布置形式称为异程式系统。

水平失调：异程式系统中，供、回水干管的总长度段，在机械循环系统中，由于作用半径较大，连接立管较多，因而通过各个立管环路的压力损失较难平衡。调节不当时就会出现远近立管流量不均，引起水平方向上冷热不均现象，称为系统的水平失调。

同程式系统：通过最近立管的循环长度和通过最远处立管长度相等。压力损失易于平衡。

特点：常使用在较大建筑物中，管道用量较大。

B．水平式系统

分类：按供水管与散热器的链接方式——顺流式和跨越式

水平式系统优点：

（1）总造价低；

（2）管路简单，施工方便；

（3）降低建筑造价还不影响建筑外形美观；

（4）计量容易。