第3章室内热水供暖系统ppt课件.ppt
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1、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
2、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
3、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。
4、,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
5、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
6、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
7、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
8、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
9、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
10、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。
11、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
12、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
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