二 室内热水供暖系统在线视频

下面我们来介绍一下

室内热水供暖系统

这个室内热水供暖系统

我们主要谈的是水系统

由于前面我们介绍过水温

大家可以看到跟一般的

空调系统的水温有着很大的差别

因为它的水温比较高

而且供回水温差也比较大

所以它跟一般的空调水系统

有一个比较大的区别

就是说它的自然对流

在这里面是会起到很大的作用的

所以我们要特别的

把它拿出来进行介绍

热水的供回水温度

对于民用建筑来讲

多数呢是95℃供 70℃回

或者是85℃供 60℃回

那么当然在现在的

一些建筑节能做的比较好的建筑

建筑保温做的也非常好

那么它的热负荷就很小

所以它的供水温度

往往也不会那么高

会在70℃以下

而回水温度也就会达到50℃以下

而工业厂房多数用的是

120℃到130℃之间的水去供水

回水温度就是70 80℃

这样高温的水一定是在高压下

才能够烧到这个温度

所以往往是在有压锅炉下

才能达到这个水温

供暖水系统的它的形式有两种

单管系统和双管系统

单管系统的意思是串联式的

上游用户的出口进入到下游用户

变成下游用户的入口

所以说下游用户的入口水温

会受到上游用户的影响

上游用户用的热量比较多

那么下游用户

它的入口水温就会比较低

这是串联式系统的一个明显缺陷

而双管系统它是并联式的

各个用户的入口水温都是一致的

互相之间不受影响

这一点跟风机盘管的接法是类似的

下面我们来看一看单管系统

与一般空调水系统

具有非常大的不同的特点是

一般空调水系统都是双管系统

而这种单管系统是广泛应用于

我国北方的城市热网供暖的建筑物中

这种系统是最早来自于

我们像前苏联学习安装城市供热系统

以及给建筑加入供暖系统

这样而来的

所以现在应用上是非常广泛的

它的形式很简单 造价低

施工也方便

从这个图中的左侧我们可以看到

这是一个非常典型的单管系统

一根供水管从上面进来

经过一个用户 温度下降

比如说供水95℃

经过第一个用户后降到90℃

然后进入到下一个用户

那么每一个用户都降5℃

经过5个用户之后

出水温度就变成70℃

那么这样的单管系统中

只有一根管从上串到下面

中间没有任何其它的管道

这是一种无跨越管形式的单管系统

它有一个最大的毛病

就是不能进行局部的独立调节

如果任何一个用户改变它的流量

那么同一根管上的所有用户的

流量都会被迫改变

因为它们的流量都是一样的

还有一个缺陷就是下一层的

入口水温取决于上层的换热情况

上层用热多 那么下层就会偏冷

因为它的入口水温就会变低

而上层用热少

下层入口水温就会变高

就会室内偏热 在设计的时候

要非常注意的一个情况是

上游的用户进水温度高

而下游用户的进水温度低

也就是说它们暖气片的

平均温度是不一样的

上层的高 下层的低

那么因此在下层的设计中

所选取的散热器的面积就要比较大

越往下走它的面积就越大

但是如果用在高层建筑的时候

串联的用户多

那么下面的温度就会越来越低

而且完全没有独立调节能力

这样的话对用户用起来

也非常的不方便

所以在高层建筑应用的时候

往往都会给这些散热器加装跨越管

尤其是上层的散热器

一定要加装跨越管

目的就是想提高下层的进水温度

从这个图中的右侧

这一支的用户可以看到

每一个用户的供水侧和回水侧之间

都有一根跨越管

也就是说有一部分上游来的热水

并没有进到上游这个用户中

而是直接进入到下游用户中

这样就可以给下游的用户

提高一点水温 而且装跨越管之后

每个用户都有一定的独立调节能力

所以从右边这一支装有

跨越管的用户上

我们可以看到是装有调节阀的

用这个调节阀可以调控走过跨越管和

走过用户这两侧的流量分配

这样就可以在一定程度上

调节这个用户的用热量

我们再看一看双管系统

双管系统的接法就跟一般的空调的

风机盘管有相似之处

从这里我们可以看到

每个用户的入口水温都是一致的

在这个案例中入口水温就都是95℃

出口水温就都是70℃

也就是说在每个用户供回水温差

可以达到25℃

在这种情况下每一个用户

都具有比较好的独立调控能力

在这里我们也可以看到

有跨越管的存在

那么在这里跨越管的作用

也是调节一下分配

增加它的调节能力

只不过它这个调节是

通过手动阀来进行调节的

主要是用于这个系统

竣工之后的初调节

众所周知空调水系统

它的驱动力就是水泵

但是对供暖系统来讲

就没有那么简单

它的驱动力有两种

一种是重力循环 一种是机械循环

机械循环是跟空调的

水系统是非常相似的

而它的重力循环则是它独有的特征

供暖系统会用重力进行循环

就是因为供暖系统中的水

它的供回水温差会很大

重力循环它的作用压力大小

取决于水温差和高差

从这个公式我们可以看到

循环作用压力的大小

ΔP与供水侧的重力以及

回水侧的重力之差是呈比例关系的

我们从这个图中

可以看到供水侧是高温侧

水温可能达到95℃

而用户侧有两支

高温的供水经过用户之后

水温就会逐渐的下降

图中蓝色的管道就是供水干管

我们看到最下面有紫色的虚线

它表示的是回水干管

供水经过所有用户之后

然后再回到锅炉之中

这里头有两个供水支路

供水支路上有楼上有楼下的用户

同一支供水支路上的用户

它的流量都是一样的

实际上它们处于同一个回路

那么我们看到在同一个回路中

所有的用户它可能接受到的

高低压的差别都是一样的

我们可以看到只有这一段才有温差

因为水进入到上游用户之后就开始降温

导致这一支的温度就开始下降

经过下游用户之后

它的温度会进一步的下降

这一串形成的重力就是

公式中我们看到的∑hj乘以ρj

也就是说这个∑表示的就是

各层用户出水密度以及它们的高度

形成的这个支路的压力

所以对于这一个支路的用户来讲

也就说就这一段和高温侧形成的

重力压差就是它的驱动力

另一支也是一样的道理

在这种系统中有一个非常有意思的特征

就是两侧水的温差取决于各用户的负荷

也就是它的散热量以及形成的温降

散热量越大 温降就越大

出口的水温就越低

所以它还有一个非常明显的特征

就是说这一支的负荷越大

它的流量也就越大

也就是说这个系统中的流量

取决于它的负荷大小

实际上这是一个优势

它有自适应能力 负荷越大 流量越大

负荷越小 流量越小 这是非常合理的

这种系统已经有上百年的应用历史

它没有水泵电耗又没有噪声

所以这是它很大的一个优点

但是它也有局限性

就是它的作用范围受限

因为这种重力循环形成的作用力

还是非常有限的

因为它的温差是非常有限的

所以它的作用半径一般不会超过50米

一般都用于单栋建筑

重力循环系统

它有单管系统 也有双管系统

重力循环系统我刚才说过

它一个重要的优势就是流量

随着负荷发生同向的变化

这是它的自适应能力

我们看到的刚才的图

就是一个单管系统的图

上下用户流量一致 同时变化

不管你的负荷大还是负荷小

它上下流量都是同向的进行变化

如果上下用户它的负荷变化方向不一致

那么当然这种流量变化

就不能够解决这个问题

因为它毕竟还不能够进行独立调节

如果它呈一个统一的变化

比如说由于天气暖和了它负荷就变小

天气冷了整体的负荷就变大

那么这种重力循环单管系统

就是能够非常非常适应这种变化的

那我们再看双管系统

这个图我们可以看到也是

有两个支路的双管系统

它的区别只是它的回水干管长度变了

延续到上面

每一个用户的入口水温都是一样的

出口水温也是一样的

所以你可以看到上下层用户

所处的回路就不一致

上层用户它的出口位置比较高

所以它与高温侧存在温差的

这部分就比较长 所以这个h1就是

上层用户的它的两侧的温差形成的重力

那么下层用户它能够形成

重力循环动力的这个高差就是h2

一看就要小的多

由于支路的动力取决于散热器

与锅炉之间的高差

所以这就会导致上层压差大

所以它的流量就大

下层压差小 它的流量就小

就可能会出现上热下冷

形成垂直失调

我们一般的来讲都会认为

单管系统调节不方便

那么双管系统要更合理一点

因为它每一户都是独立的

但是由于重力循环的这个特征存在

反而使得双管系统存在着

一个明显的缺陷

我们再看机械循环系统

机械循环系统也有单管系统和

双管系统两种 它的流量主要

是由水泵进行控制的

不过要记得由于供暖系统中

供回水的温差比较大

所以重力的影响永远不可被忽略

所以说它的流量变化主要是

由水泵控制但是这是以机械为主

重力影响是为辅的

这个图给出的是机械循环的双管系统

我们可以看到红色的管子是供水干管

而蓝色的管子是回水管

同样也存在高温侧和低温侧的区别

当然它的主要流量分配是由图中

这个水泵驱动的

但是负荷改变的时候

导致上层用户和下层用户

它们形成的重力压差有比较大的区别

上层用户它的改变量就要比较大

所以就会影响它的实际流量

尽管这个是重力为辅

但是它的这个重力作用

还是对它的流量分配是有所影响的

至于影响的大小就要看水泵的

这个扬程的影响与这个自然对流的

这个高差的影响两个之间的

关系能差多少

前面我们提到过垂直失调这个词

实际上它的准确的说法应该叫

垂直热力失调

它的定义是在在供暖建筑物内

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 下层冷热不均的现象

这种情况叫做垂直热力失调

那么对于单管系统

它也是会出现垂直失调的

由于各层散热器的传热系数

会随着各层的散热器与空气之间的

平均温度差的变化所以有所不同

以及入口水温各层是不同的

这样都会引起单管系统的

上下用户的它的散热量的不同

但是这种垂直失调在设计时候

要认真考虑的话是可以避免的

至少可以避免它的大部分的影响

比如说我们可以让下部的散热器的

散热面积要取的比较大一些

这样就可以抵消它的传热系数的降低

或者是散热器表面温度的

降低这样的影响

但是双管重力循环系统

它形成的垂直失调又是不一样的

这是由于我刚才说的各层散热器

与锅炉之间的高差是不一样的

导致它们的驱动力有所不同

这样就可能会产生上热下冷

尽管我们在设计的时候

也需要考虑来避免它的发生

但是在负荷变化的时候

由于上下层有各自的变化

那么这种带来的失调

也是很难避免的

至于机械循环导致的

垂直失调我刚才已经解释

那么我们就希望引起

垂直热力失调的自然对流的动力

要远小于机械循环的动力

那么它的影响也是可以忽略的

刚才我们看到都是一个整栋楼房中

有一户一户一户的散热器

那么我们再看一看分户采暖系统

又是怎么样的

也就是说一户人家里

有一个独立的供暖系统

这是双管系统的示意图

我们可以看到双管系统

进入到一户人家中

各自接到各自的散热器

每一个散热器获得的进水温度

都是一致的 供水管的形式

供水和回水管的位置可以从下面进去

也有从吊顶进去的

主要是取决于安装的方便和

对用户的使用的影响大小

这是一个单管串联的分布采暖系统

进入到这户人家我们看到只有一根供水管

出去只有一根回水管

与前面的双管系统不一样

前面的双管系统它进入到

室内的 有的是非常多的供水管

以及有很多根回水管

那么这样的单管系统

在户内的布置就比较简洁

占据的空间也比较少

可以看到它是从头到尾都是串联的

这里展示一下入户装置

实际上主要是有热量表 阀门以及过滤器