室内热水供暖系统.ppt
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，称为热水供暖系统：分类1.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。见表3-1 我国习惯认为：低于或等于100的热水，称为“低温水”；超过100的热水，称为“高温水”。室内热水供暖系统大多采用低温水供暖，设计供、回水温度采用95/75，高温水供暖宜在生产厂房中使用。,第三章 室内热水供暖系统,2.按系统循环动力的不同,可分为：重力（自然）循环系统：靠流体的密度差进行循 环的系统.机械循环系统：靠外加的机械(水泵)力循环的系统.,3.按系统管道敷设方式的不同,分为：垂直式和水平式。,4.按散热器供、回水方式的不同,可分为：单管系统和双管系统。,第一节 传统室内热水供暖系统,传统室内热水供暖系统是相对于新出现的分户供暖系统而言的，就是我们经常说的“大采暖”系统，通常以整幢建筑作为对象来设计供暖系统，沿袭的是前苏联上供下回的垂直单、双管顺流式系统。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,3-1、重力循环热水供暖系统,一.重力循环热水供暖的工作原理及其作用压力：如假设图3-1的循环环路最低点的断面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。这两方所受到的水柱压力差就是驱使水在系统内进行循环流动的作用压力。,图 3-1 重力循环热水供暖系统,第三章 室内热水供暖系统,设P1和P2分别表示A-A断面右侧和左侧的水柱压力，则：,Pa,Pa,断面A-A两侧之差值，即系统的循环作用压力为：,Pa,式中；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；回水密度，/m3；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；锅炉未加热之前，系统内各处都充满温度相同的冷水。随着水在锅炉内被加热，水温上升，密度减小而变轻，热水沿供水干管上升流入散热器，在散热器内热水放热而冷却，密度变大，沿干管流回锅炉，这样形成一个循环流动。,从公式可知，循环压力取决于冷热水之间的密度差及散热器与锅炉间的高差。自然循环供暖系统由于循环压力小，其作用半径（总立管至最远立管的水平距离）不宜超过50m。为加大循环压力，锅炉房一般建在地下室。,2.重力循环热水供暖系统的主要型式：,双管系统：定义:散热器的供水管和回水管分别设置。特点：每组散热器都能组成一个循环环路，每组散热器的供水温度基本是一致的，各组散热器可自行调节热媒流量，互相不受影响。单管系统：定义:散热器的供回水立管共用一根管。特点：立管上的散热器串联起来构成一个循环环路，从上到下各楼层散热器的进水温度不同，温度依次降低，每组散热器的热媒流量不能单独调节。,单管跨越式系统:克服了单管式不能单独调节热媒流量，且下层散热器热媒入口温度过低的弊病。热水在散热器前分成两部分：一部分流入散热器；另一部分流入散热器进出口之间的跨越管内。,自然循环供暖系统（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,系统中空气的排除,重要性:系统中若积存空气，就会形成气塞，阻碍水的正常循环。要求:系统内的空气应能随时顺利地排除。上供下回自然循环系统排除空气的措施:自然循环中水流速度较慢则水中的空气能够逆着水流方向聚集到高处;,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0.0050.01；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0.0050.01;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。它们的作用压力分别为：,Pa,Pa,P3=g(h1+h2+h3)(h-g),4.重力循环热水供暖单管系统的作用压力的计算：,系统总作用压力P=g(h1+h2+h3)(3-g)+g(h1+h2)(2-3)+g h1(h-2),Pa,单管系统与双管系统相比，除了作用压力计算不同外，各层散热器的平均进出水温度也是不相同的。在双管系统中，各层散热器的平均进出水温度是相同的；在单管系统中，各层散热器的进出口水温是不相等的。越在下层，进水温度越低，因而各层散热器的传热系数K值也不相等。由于这个影响，单管系统立管的散热器总面积一般比双管系统的稍大些。,第三章 室内热水供暖系统,双管系统：,各层散热器与锅炉间形成独立的循环，因而随着从上层到下层，冷却中心与加热中心的高差逐层减小，各层循环压力也出现由大到小的现象，上层作用压力大，流经散热器的流量多。下层作用压力小，流经散热器的流量小，因而造成上热下冷的垂直失调现象；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。,3-2、机械循环热水供暖系统,机械循环热水供暖系统与重力循环系统的主要差别是在系统中设置了循环水泵，靠水泵的机械能，使水在系统中强制循环。,一、垂直式系统,垂直式系统，按供、回水干管布置位置不同，有下列几种型式：1.上供下回式双管和单管热水供暖系统 2.下供下回式双管热水供暖系统；3.中供式热水供暖系统；4.下供上回式（倒流式）热水供暖系统；5.混合式热水供暖系统。,第三章 室内热水供暖系统,1.上供下回式双管和单管热水供暖系统,排气问题:,1.系统中的水流速度常超过从水中分离出来的空气泡的浮升速度；2.为使气泡不被带入立管，不允许水和气泡逆向流动；3.供水干管应按水流方向设上升坡度，使气泡随水流方向汇集到系统最高点，通过设在最高点的排气装置，将空气排出系统外。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,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。2.膨胀水箱与系统的连接点选在循环水泵的进口侧。3.膨胀水箱的安装高度根据要求的定压压力确定。,2.机械循环下供下回式系统图,机械循环下供下回式系统图 1热水锅炉；2循环水泵；3集气罐；4膨胀水箱；5空气管；6冷风阀,第三章 室内热水供暖系统,一般适用于平屋顶建筑物的顶层难以布置干管的场合，以及有地下室的建筑，当无地下室时，供、回水干管一般敷设在底层地沟内；系统的供回水干管都敷设在底层散热器下面，系统内空气的排除较为困难；通过顶层散热器的冷风阀手动分散排气或者通过专设的空气管手动或集中自动排气。,特点,3.机械循环中供式热水供暖系统,机械循环中供式热水供暖系统（a）上部系统下供下回式双管系统；（b）下部系统上供下回式单管系统,特点,水平供水干管敷设在系统的中部；上部系统可用上供下回式，也可用下供下回式，下部系统则用上供下回式；中供式系统减轻了上供下回式楼层过多，易出现垂直失调的现象，同时可避免顶层梁底高度过低，使供水干管挡住顶层窗户，妨碍其开启。,4.机械循环下供上回式热水供暖系统,第三章 室内热水供暖系统,机械循环下供上回式（倒流式）1-热水锅炉；2-循环水泵；3-膨胀水箱,特点,第三章 室内热水供暖系统,可有单管、双管系统排气好：水、气流动方向一致气泡浮升速度：水平干管0.10.2m/s，立管0.25m/s散热器内的水流动方向是下进上出，传热系数低于上进下出,5.混合式热水供暖系统。,机械循环混合式热水供暖系统,第三章 室内热水供暖系统,特点,由下供上回系统和上供下回两组串联组成。压损大，使用少。,6.异程式系统和同程式系统：,异程式系统：总立管与各分立管构成的循环环路的总长度是不相等的；靠近总立管的分立管，循环长度较短，远离总立管的分立管，循环长度较长；最远环路同最近环路之间的压力损失相差很大，造成靠近总立管附近的分立管供水量过剩，而系统末端立管供水不足，供热量达不到要求。,同程式系统,在异程式系统的基础上增加了回水管长度，使各分立管循环环路的管长相等，环路间的压力损失易于平衡，热量分配易于达到设计要求；管材用量稍多一些，地沟深度需加大一点；系统环路较多、管道较长时，常采用同程式系统布置。,二、水平式系统,水平式系统按供水管与散热器的连接方式分，同样可分为顺流式和跨越式两类。这些连接图示，在机械循环和重力循环系统中都可应用。,单管水平串联式,单管水平跨越式,第三章 室内热水供暖系统,水平式系统与垂直式系统相比，具有如下优点：,（a）系统的总造价，一般要比垂直式系统低；（b）管路简单，无穿过各层楼板的立管，施工方便；（c）有可能利用最高层的辅助空间（如楼梯间、厕所等），架设膨胀水箱，不必在顶棚上专设安装膨胀水箱的房间。这样不仅降低了建筑造价，还不影响建筑物外形美观。,第三章 室内热水供暖系统,3-3、室内热水供暖系统的管路布置,一、室内热水供暖系统的管路布置 室内热水供暖系统管路布置合理与否，直接影响到系统造价和使用效果。应根据建筑物的具体条件（如建筑的外形、结构尺寸等），与外网连接的形式以及运行情况等因素来选择合理的布置方案，力求系统管道走向布置合理，节省管材，便于调节和排除空气，而且要求各并联环路的阻力损失易于平衡。供暖系统的引入口宜设置在建筑物热负荷对称分配的位置，一般宜在建筑中部。这样可以缩短系统的作用半径。在民用建筑和生产厂房辅助性建筑中，系统总立管在房间内的布置不应影响人们的生活和工作。,第三章 室内热水供暖系统,布置方式示意图,（a）四个分支环路的异程式系统（b）两个分支环路的同程式系统,第三章 室内热水供暖系统,二.布置原则,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.,a.管路应明装,特殊要求时暗装,尽可能布置在房间角落,且每根立管上,下端应装阀门,便于检修放水.b.楼梯间除与厕所,厨房可合用一根立管外,一般单独设置立管.c.上供下回系统中,供水干管多设在顶棚下,顶棚 的过梁底标高距窗户顶部之间距离应满足供水干管坡度和设置集气罐所需的高度.,d.回水干管一般设在地板下,利用地下室或地沟,也可设在地面上.设在地沟内时,可以采用半通 行地沟和不通行地沟.e.为减少耗热量及防止冻结,凡在闷顶或管沟等可能受到剧烈冷却地方,供暖管道要保温。f.安装在同一房间的散热器允许串联,其连接管径一般采用Dg32.,g.管道安装时,立管应垂直地面安装.同一房间的散热器安装高度应一致,且干管和散热器支管具有规范要求的坡度.h.管道穿楼板或隔墙时,为使管道自由移动且不损坏楼板或墙面,应在穿楼板或隔墙的位置预埋套管.中间加填料.,第二节 分户采暖热水供暖系统,分户采暖是以经济手段促进节能。采暖系统节能的关键是改变热用户的现有“室温高，开窗放”的用热习惯，这就要求采暖系统在用户侧具有调节手段，先实现分户控制与调节，为下一步分户计量创造条件。根据这一特点以及我国民用住宅的结构型式，楼梯间、楼道等公用部分应设置独立采暖系统，室内的分户采暖主要由以下三个系统组成:1.满足热用户用热需求的户内水平采暖系统，就是按户分环，每一户单独引出供回水管，一方面便于供暖控制管理，另一方面用户可实现分室控温。2.向各个用户输送热媒的单元立管采暖系统，即用户的公共立管，可设于楼梯间或专用的采暖管井内。3.向各个单元公共立管输送热媒的水平干管采暖系统。,第三章 室内热水供暖系统,一、户内水平采暖系统型式与特点,考虑到美观一般采用下进下出的方式。并根据实际情况，水平管道可明装，沿踢脚板敷设；水平管道暗装，镶嵌在踢脚板内或暗敷在地面预留的沟槽内。,第三章 室内热水供暖系统,二、单元立管采暖系统型式与特点,设置单元立管的目的：在于向户内采暖系统提供热媒，是以住宅单元的用户为服务对象，一般放置于楼梯间内单独设置的采暖管井中。,第三章 室内热水供暖系统,三、水平干管采暖系统型式与特点,设置水平干管的目的在于向单元立管系统提供热媒，是以民用建筑的单元立管为服务对象，一般设置于建筑的采暖地沟中或地下室的顶棚下。,第三章 室内热水供暖系统,四、分户采暖系统的入户装置,分户采暖的入户装置安装位置可分为户内采暖系统入户装置与建筑采暖入口热力装置。,第三章 室内热水供暖系统,第三节 高层建筑热水供暖系统,随着城市发展，新建了许多高层建筑。相应对高层建筑供暖系统的设计，提出了一些新的问题。首先是高层建筑供暖系统设计热负荷的计算问题。它的计算特点已在本书第一章第九节有所阐述。其次是高层建筑供暖系统的型式和与室外热水网路的连接问题。由于高层建筑热水供暖系统的水静压力较大，因此，它与室外热网连接时，应根据散热器的承压能力，外网的压力状况等因素，确定系统的型式及其连接方式。此外，在确定系统型式时，还要考虑由于建筑层数多而加重系统垂直失调的问题.,第三章 室内热水供暖系统,一、分层式供暖系统,在高层建筑供暖系统中，垂直方向分两个或两个以上的独立系统称为分层式供暖系统。下层系统通常与室外网路直接连接。它的高度主要取决于室外网路的压力工况和散热器的承压能力。上层建筑与外网采用隔绝式连接（见图3-23），利用水加热器使上层系统的压力与室外网路的压力隔绝。上层系统采用隔绝式连接，是目前常用的一种型式。当外网供水温度较低，使用热交换器所需加热面过大而不经济合理时，可考虑采用如图3-24所示的双水箱分层式供暖系统。,第三章 室内热水供暖系统,分层式热水供暖系统,双水箱分层式热水供暖系统,第三章 室内热水供暖系统,二、双线式系统,双线式系统有垂直式和水平式两种型式。,垂直双线式单管热水供暖系统1-供水干管；2-回水干管；3-双线立管；4-散热器；5-截止阀；6-排水阀；7-节流孔板；8-调节阀,第三章 室内热水供暖系统,水平双线式热水供暖系统1-供水干管；2-回水干管；3-双线水平管；4-散热器；5-截止阀；6-节流孔板；7-调节阀,第三章 室内热水供暖系统,三、单、双管混合式系统,这种系统的特点是：既避免了双管系统在楼层数过多时出现的严重竖向失调现象，同时又能避免散热器支管管径过粗的缺点，而且散热器还能进行局部调节。,单双混合式系统,第三章 室内热水供暖系统,四、专用分区供暖,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。分区高度主要由散热器的承压能力、系统管材附件的材质性能以及系统的水力工况特性决定。分区后前两节介绍的常规采暖系统及分户采暖系统的各种结构形式均可采用。,第三章 室内热水供暖系统,五、高层建筑直连（静压隔断）式供暖系统,第三章 室内热水供暖系统,第四节 室内热水供暖系统主要设备及附件,1.膨胀水箱,(1).膨胀水箱作用 a.贮存系统加热后的膨胀水量;b.排气 c.定压(2).膨胀水箱结构 a.膨胀管:不允许装阀门 b.溢流管:不允许装阀门 c.信号管:引到锅炉洗涤盆,检查系统充水情况 e.循环管:保证水箱的水不断循环以防冻结.,2、热水供暖系统排除空气的设备,采用100250 mm 的短管组成,分:卧式和立式.,自动排气阀,冷风阀,设在散热器上部的丝孔上,手动排除空气.,依靠罐内水的浮力自动打开排气阀.,集气罐,3、散热器温控阀,散热器温控阀是一种自动控制散热器散热量的设备，它由两部分组成。一部分为阀体部分，另一部分为感温元件控制部分。当室内温度高于给定的温度之时，感温元件受热，其顶杆就压缩阀杆，将阀口关小；进入散热器的水流量减小，室温下降。当室内温度下降到低于设定值时，感温元件开始收缩，其阀杆靠弹簧的作用，将阀杆抬起，阀孔开大，水流量增大，散热器散热量增加，室内温度开始升高，从而保证室温处在设定的温度值上。温控阀控温范围在1328之间，控温误差为1。,第三章 室内热水供暖系统,冷风阀,散热器温控阀,第三章 室内热水供暖系统,4、分、集水器,本节所涉及的分、集水器是在低温热水辐射采暖室内系统中使用的，用于连接各路加热盘管的供、回水管的配、汇水装置。是通过本体的螺纹与主干管道连接，各分支管道与本体上的各接头螺纹相连接而实现主干管道至各分支管道的分流或把各分支管道集流至主干管道的一种连接件。,第三章 室内热水供暖系统,5、锁闭阀,锁闭阀是随着既有建筑采暖系统分户改造工程与分户采暖工程的实施而出现的，前者常采用三通型，后者常采用两通型。主要作用是关闭功能，是必要时采取强制措施的手段。阀芯可采用闸阀、球阀、旋塞阀的阀芯，有单开型锁与互开型锁。有的锁闭阀不仅可关断，还具有调节功能。此类型的阀门可在系统试运行调节后，将阀门锁闭。既有利于系统的水力平衡，又可避免由于用户的“随意”调节而造成失调现象的发生。,第三章 室内热水供暖系统,截止阀 当供热系统不大时，可采用截止阀来调节。其特点是节约投资，不易堵塞，便于检修。平衡阀当供热系统较大时，尤其是扩建管网时，宜用专门调节用的平衡阀来调节。解决水平失调效果比较好。,安装在回水管路上尽可能安装在直管段上注意新需要与原有系统水流量的平衡不应随便变动阀 的开度不必再安装截止阀系统增设或取消环路时应重新调试整定,
