教学课件:第八章-集中供热系统.ppt
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1、第八章 集中供热系统,本章重点及难点,闭式与开式热水供热系统的型式。集中供热系统热源型式与热媒的选择。热网系统的形式。,重点:,难点:,不同形式的热水供热系统的特点及应用。热网型式。,集中供热系统的组成,集中供热系统是由热源、热网和热用户三部分组成的。热源:热源是泛指能从中吸取热量的任何物质、装置或天然能源。如区域锅炉房和热电厂等。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。,由于集中供热系统向许多不同的热用户供热,供应范围广,所需的热媒种类和参数不一样,锅炉房或热电厂供给的热媒及其参数往往不能完全满足所有热用户的要求,因此,必须选择与热用户要求相适宜
2、的供热系统形式及其管网与热用户的连接方式。,集中供热系统的组成,集中供热系统的分类,根据热媒不同,分为热水供热系统和蒸汽供热系统。根据热源不同,主要可分为热电厂供热系统和区域锅炉房供热系统。此外,也有以核供热站、地热、工业余热作为热源的供热系统。根据供热管道的不同,可分为单管制、双管制和多管制的供热系统。根据热源的数量不同,可分为单一热源供热系统和多热源供热系统。根据系统加压泵设置的数量不同,可分为单一网络循环泵供热系统和分布式加压泵供热系统。,概述,组成,热源,热网,热用户,分类,按热媒不同,热水供热系统,蒸汽供热系统,根据热源不同,热电厂供热系统,区域锅炉房供热系统,根据供热管道的不同,单
3、管制,双管制,多管制,单管制,蒸汽系统(凝结水不回收,只有蒸汽管),(蒸汽管、热水管、凝水管),热水系统(热水供水管通至用户),双管制,蒸汽系统(一根蒸汽管,一根凝水管),热水系统(一根供水管,一根回水管),多管制,第一节 热水供热系统,热水供热系统主要采用两种型式:闭式系统和开式系统。在闭式系统中,热网的循环水仅作为热媒,供给热用户热量而不从热网中取出使用。在开式系统中,热网的循环水部分地或全部地从热网中取出,直接用于生产或热水供应热用户中。,一、闭式热水供热系统,闭式热水供热系统只适用于热水供热的用户。闭式供热系统热用户与热水网路的连接方式分为直接连接和间接连接两种。直接连接:热用户直接连
4、接在热水网路上,热用户与热水网路的水力工况直接发生联系,二者热媒温度相同。间接连接:外网水进入表面式水-水换热器加热用户系统的水,热用户与外网各自是独立的系统,二者温度不同,水力工况互不影响。,(一)供暖系统热用户与热水网路的连接方式常见的有以下几种方式:1、无混合装置的直接连接 2、装水喷射器的直接连接 3、装混合水泵的直接连接 4、间接连接,1、无混合装置的直接连接,热水经外网供水管直接进入采暖系统的热用户,在散热设备散热后,回水直接返回外网回水管路。供回水温度与室外管网温度相同。形式简单,造价低.,外网高温水进入喷射器,由喷嘴高速喷出后,喷嘴出口处形成低于用户回水管的压力,回水管的低温水
5、被抽入水喷射器,与外网高温水混合,使用户入口处的供水温度低于外网温度,符合用户系统的要求。,2、装水喷射器的直接连接,水喷射器无活动部件,构造简单、运行可靠,网路系统的水力稳定性好。由于水喷射器抽引回水时需消耗能量,通常要求管网供、回水管在用户入口处留有的压差,才能保证水喷射器正常工作。,2、装水喷射器的直接连接,当热水网路供、回水压差较小,不能满足水喷射器正常工作时,采用装混合泵。,3、装混合水泵的直接连接,混合水泵设在建筑物入口或专设的热力站处,外网高温水与水泵加压后的用户回水混合,降低温度后送入用户采暖系统,混合水的温度和流量可通过调节混合水泵处的阀门或外网供、回水管进出口处的阀门进行调
6、节。,3、装混合水泵的直接连接,为防止混合水泵扬程高于外网供、回水管的压差,将外网回水抽入外网供水管,在外网供水管入口处应装设单向阀。这是目前高温水供热系统中应用较多的一种直接连接方式,但其造价较设水喷射器的方式高,运行中需要经常维护并消耗电能。,3、装混合水泵的直接连接,4、间接连接,外网高温水通过设置在用户引入口或热力站的表面式水-水换热器,将热量传递给采暖用户的循环水,在换热器内冷却后的回水,返回外网回水管。用户循环水靠用户循环水泵驱动流动,用户循环系统内部设置膨胀水箱、集气罐及补给水装置,形成独立系统。,4、间接连接,间接连接方式系统造价比直接连接高得多,而且运行管理费用也较高,适用于
7、局部用户系统必须和外网水力工况隔绝的情况。如:外网水在用户入口处的压力超过了散热器的承压能力;或个别高层建筑采暖系统要求压力较高,又不能普遍提高整个热水网路的压力时采月;另外,外网为高温水,而用户是低温水采暖用户时,也可以采用这种间接连接形式。,几种连接方式的比较,直接连接与间接连接的比较,采用直接连接,由于热用户系统漏损水量大多超过热网规范规定的补水率(补水率不宜大于总循环水量的1%),造成热源水处理量增大,影响供热系统的供热能力和经济性。采用间接连接,需要在建筑物用户入口处或热力站内设置表面式水-水换热器和循环水泵等设备,造价高。但热源的补水率大大减少,同时热网的压力工况和流量工况不受用户
8、的影响,便于热网运行管理。,(二)通风系统热用户与热水网路的连接,由于通风系统中加热空气的设备能承受较高压力,并对热媒参数无严格限制,因此通风用热设备(如空气加热器等)与热网的连接,通常采用最简单的连接形式。与热网直接连接。,(三)热水供应热用户与热网的连接方式,热水用户与外网的连接方式较合理的方法是增加一台换热设备,因为外网的水是经过处理的水。根据用户热水供应系统中是否设置储水箱及其设置位置不同,连接方式如下:1、无储水箱的连接方式 2、装设上部储水箱的连接方式 3、装设容积式换热器的连接方式 4、装设下部储水箱的连接方式,外网水通过水-水换热器将城市生活给水加热,冷却后的回水返回外网回水管
9、。该系统用户供水管上应设温度调节器,控制用户系统供水温度不随用水量的改变而剧烈变化。,1、无储水箱的连接方式,这是一种最简单的连接方式,适用于一般住宅或公共建筑连续用热水且用水量较稳定的热水供应系统上。,1、无储水箱的连接方式,城市生活给水被表面式水-水换热器加热后,先送入设在用户最高处的储水箱,再通过配水管输送到各配水点。,2、装设上部储水箱的连接方式,上部储水箱起着储存热水和稳定水压的作用。适用于用户需要稳压供水且用水时间较集中,用水量较大的浴室、洗衣房或工矿企业处。,2、装设上部储水箱的连接方式,容积式换热器不仅可以加热水,还可以储存一定的水量,不需要设上部储水箱,但需要较大的换热面积。
10、适用于工业企业和小型热水供应系统。,3、装设容积式换热器的连接方式,4、装设下部储水箱的连接方式,该系统设有下部储水箱、热水循环管和循环水泵。当用户用水量较小时,水-水换热器的部分热水直接流入用户,另外的部分流入储水箱储存;,4、装设下部储水箱的连接方式,当用户用水量较大,水-水换热器供水量不足时,储水箱内的水被城市生活给水挤出供给用户系统。装设循环水泵和循环管的目的是使热水在系统中不断流动,保证用户打开水龙头就能流出热水。,4、装设下部储水箱的连接方式,这种方式复杂、造价高,但工作稳定可靠,适用于对热水供应要求较高的宾馆或高级住宅。,(四)闭式双级串联和混联连接的热水供热系统,在热水供热系统
11、中,如果各热用户并联连接在热水网路上,则网路循环水量等于各热用户所需最大水量之和。热网循环水量与网路的连接方式有关。如热水供应用户系统没有储水箱,网路水量应按热水供应的最大小时用热量来确定;而装有足够体积的储水箱时,可按热水供应平均小时用热量来确定。,(四)闭式双级串联连接的热水供热系统,此外,热水网路的水温常随室外温度的升高而降低供水温度,而热水供应用热量变化较小,所以,循环水量应按最不利情况(即网路供水温度最低)计算。因此,尽管热水供应热负荷占总供热负荷比例不大,但在计算循环水量时,却占很大比例,为减少网路循环水量,可采用供暖系统与热水供应系统串联的方式。,工作原理,热水供应系统的上水首先
12、由串联在网路回水管上的水加热器(I级加热器)加热。,闭式双级串联水加热器 1-I 级热水供应水加热器 2-II级热水供应水加热器 3-水温调节器 4-流量调节器 5-水喷射器,工作原理,经过I级加热后,热水供应水温仍低于要求温度,水温调节器将阀门开启,进一步利用网路中的高温水通过第II级加热器将水加热到所需温度,供给热水供应用户。,闭式双级串联水加热器 1-I 级热水供应水加热器 2-II级热水供应水加热器 3-水温调节器 4-流量调节器 5-水喷射器,工作原理,经过第II级加热器后的网路供水进人到采暖系统中去,采暖系统的供水管上应安装流量调节器,控制用户系统流量,稳定采暖系统水力工况。,闭式
13、双级串联水加热器 1-I 级热水供应水加热器 2-II级热水供应水加热器 3-水温调节器 4-流量调节器 5-水喷射器,热网供水分别进入热水供应和供暖系统的热交换器中(通常采用板式热交换器)。热水供应系统的上水同样采用两级加热。,闭式混合连接示意图 6-热水供应水加热器 7-供暖系统水加热器 8-流量调节装置 9-供暖热用户系统 10-供暖系统循环水泵 11-热水供应系统的循环水泵 12-膨胀水箱 6a-水加热器的预热段 6b-水加热器的终热段,(四)闭式双级混联连接的热水供热系统,混联连接的方式,通过热水供应热交换器的终热段6b的热网回水与通过热水供暖系统热交换器的热网回水混合,进入热水供应
14、热交换器的预热段6a将上水预热,上水最后通过热交换器的终热段6b,被加热到热水供应所需的温度。,闭式混合连接示意图 6-热水供应水加热器 7-供暖系统水加热器 8-流量调节装置 9-供暖热用户系统 10-供暖系统循环水泵 11-热水供应系统的循环水泵 12-膨胀水箱 6a-水加热器的预热段 6b-水加热器的终热段,混联连接的方式,可根据热水供应的热水温度和供暖系统保证的室温,调节各自热交换器的热网供水阀门的开启度,控制进入各热交换器的网路水流量。,闭式混合连接示意图 6-热水供应水加热器 7-供暖系统水加热器 8-流量调节装置 9-供暖热用户系统 10-供暖系统循环水泵 11-热水供应系统的循
15、环水泵 12-膨胀水箱 6a-水加热器的预热段 6b-水加热器的终热段,串联或混合连接的方式,利用了供暖系统回水的部分热量预热上水,减少了网路的总计算循环水量,适用在热水供应热负荷较大的城市热水供热系统。这种全部热用户(采暖、水供应、通风空调等)与热水网路均采用间接连接的方式,可使用户系统与热水网路的水力工况完全隔开,便于管理。,二、开式热水供热系统,开式热水供热系统中,采暖、通风热用户系统与热网的连接方式,与闭式热水供热系统完全相同。热水供应热用户与外网的连接有下列几种形式:1、无储水箱的连接方式 2、装设上水箱的连接方式 3、与上水混合的连接方式,开式热水供热系统,热水供应用水直接取自热水
16、网路的热水供应系统,a为无储水箱的连接方式,b设上部储水箱的连接方式,c.与上水混合的连接方式,开式热水供热系统中,热水供应热用户与网路的连接方式1、2-进水阀门;3-温度调节器;4-混合三通;5-取水栓;6-止回阀;7-上部储水箱,热网供水和回水直接经混合三通送入热水用户,混合水温由温度调节器控制。为防止热网供应的热水直接流入热网回水管,回水管上应设置止回阀。,1、无储水箱的连接方式,这种连接方式简单,由于是直接取水,适用于热网压力任何时候都大于热用户压力的情况。一般可用于小型住宅和公共建筑中。,1、无储水箱的连接方式,热网供水和回水经混合三通送入热水用户的高位储水箱,热水再沿配水管路送到各
17、配水点。常用于浴室、洗衣房或用水量控大的工业厂房中。,2、装设上水箱的连接方式,当热水供应热用户用水量很大且要求水温不是很高,建筑物中(如浴室、洗衣房等)来自采暖通风热用户系统的回水量不足与供水管中的热水混合时,则可采用这种连接方式。,3、与上水混合的连接方式,混合水温同样可用温度调节器控制。为了便于调节水温,热网供水管的压力应高于生活给水管的压力,在生活给水管上要安装止回阀,以防止热网水流人生活给水管。如上水压力高于热网供水管压力时,在上水管上要安装减压阀。,3、与上水混合的连接方式,三、闭式系统与开式系统的比较,闭式热水供热系统的网路补水量小。在正常运行情况下,其补充水量只是补充从网路系统
18、不严密处漏失的水量,一般应为热水供热系统的循环水量的1以下。开式热水供热系统的补充水量很大,其补充水量应为热水供热管网漏水量和热水供应用户的用水量之和。因此,开式热水供热系统热源处的水处理设备投资及其运行费用,远高于闭式热水供热系统。此外,在运行中,闭式热水供热系统容易监测网路系统的严密程度。补充水量大,则说明网路漏水量大,在开式热水供热系统中,由于热水供应用水量波动很大,热源补充水量的变化,无法用来判别热水网路的漏水状况。,三、闭式系统与开式系统的比较,闭式热水供热系统热水供应用户水质优于开式系统。在闭式热水供热系统中,网路循环水通过表面式热交换器将城市上水加热,热水供应用水的水质与城市上水
19、水质相同且稳定。在开式热水供热系统中,热水供应用户的用水直接取自热网循环水,热网的循环水通过大量的直接连接的供暖用户系统,水质不稳定和不易符合卫生质量要求。,三、闭式系统与开式系统的比较,在开式热水供热系统中,热力站或用户引人口处设备装置简单,投资和运行维护费用少。在闭式热水供热系统中,在热力站或用户人口处,需安装表面式热交换器。热力站或用户引入口处设备增多,投资增加,运行管理也较复杂。特别是城市上水含氧量较高,或碳酸盐硬度(暂时硬度)高时,易使热水供应用户系统的热交换器和管道腐蚀或沉积水垢,影响系统的使用寿命和热能利用效果。,三、闭式系统与开式系统的比较,在利用低位热能方面,开式系统优于闭式
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- 教学 课件 第八 集中供热 系统
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