03-01热水供暖系统形式在线视频

这一讲为大家介绍一下

供暖系统

供暖工程

是暖通空调专业

重要的一门工程技术

主要阐述建筑供暖系统的

主要形式和主要设备

本讲主要内容包括

热水供暖系统形式

高层建筑热水供暖系统

分户供暖系统与热计量

蒸汽供暖系统和辐射供暖

学习要求

1.掌握各类供暖系统的

主要形式及特点

2.熟悉供暖系统

散热设备及选用

供暖系统按热媒不同

可分为热水供暖系统

和蒸汽供暖系统

热水供暖系统

与蒸汽供暖系统相比

具有以下特点

1运行管理简单

维修费用低

热水供暖系统热媒温度低

对管路和设备要求不高

方便管理和维修

2热效率高

热水供暖系统

跑、冒、滴、漏现象较轻

比蒸汽系统节能20~40%

3可采用质调节

质调节是指在供暖期间

可以通过改变供水温度

来实现供暖调节

4供暖效果好

热媒参数稳定

卫生条件较好

5管道锈蚀轻

使用寿命长

热水供暖系统一直满水运行

非供暖季也可满水保护

空气进入管道系统机会少

无蒸汽供暖系统的

真空蒸汽锈蚀现象

使用寿命较长

6可远距离输送

热水依靠水泵的动力输送

可实现远距离输送

而蒸汽依靠自身的压力输送

输送距离短

7散热设备传热系数低

设备多

热水热媒通常采用低温热水

因而放出相同的热量

需要的散热设备增多

8热水系统流量大

管径大

造价高

蒸汽供暖系统靠凝结放热

热水系统靠温降放热

蒸汽凝结的汽化潜热

远远高于热水温降放热

热水系统水流量大

需管径大

系统造价高

9输送热媒耗电多

热水靠水泵输送

需消耗大量电力

后3条是热水供暖系统的缺点

热水供暖系统

可以按照如下方式进行分类

1按循环动力

分为机械循环热水供暖系统

和自然循环热水供暖系统

2按供、回水方式

分单管系统、双管系统

3按管道敷设方式

分水平式系统和垂直式系统

4按热媒温度

分高温水、低温水

另外

按系统应用对象

可分为传统室内热水供暖系统

和分户热计量热水供暖系统

热水供暖系统的热媒参数选择

主要是供回水温度

热水供暖系统的设计供回水温度

分为高温水和低温水

我国高低温的界限是100℃

国外有120℃

130℃

热媒温度高

末端少

省管材

但易烫伤

散热器上的有机粉尘易分解

有烧焦味

不卫生

供回水温差大

热媒流量小

管道细

输送能耗低

但容易失调

关于热媒选用

对于民用建筑

从供暖质量角度考虑

多采用低温热水

工业建筑

根据热源等条件

采用低温热水

高温热水均可

常用的参数

高温热水

有120/70

130/70

150/90

供回水温差40~60摄氏度

低温热水

有95/70

85/60

60/50

45/35等

供回水温差10~25摄氏度

具体选择热媒参数时

应考虑散热末端的形式及经济性

以散热器作为散热设备

可采用较高的热媒温度

以风机盘管为末端

和低温热水地板辐射供暖系统

应采用较低的热媒温度

一般供水温度不超过60度

热水供暖系统按循环动力

可分为自循环热水供暖系统

和机械循环热水供暖系统

如图所示为

按循环动力分类的热水供暖系统

系统基本组成是

产热的热源

即锅炉

散热装置即散热器

热媒输配管道

即供水管和回水管

容纳系统膨胀水的膨胀水箱

提供动力的循环水泵

以及排空气设备集气罐等

左图为自然循环

热水供暖系统示意图

其主要特点是水的循环动力

不是来自于我们熟知的水泵

而是来源于供水

和回水的密度差

在重力的作用下使水循环流动

因此称为

重力循环热水供暖系统

也称自然循环热水供暖系统

右图为机械循环热水供暖系统示意图

和自然循环热水供暖系统相比

主要区别是

在回水干管上设置了循环水泵

依靠水泵的机械力

作为系统的循环动力

因此称为机械循环热水供暖系统

图中水的基本循环路线为

水在锅炉内被加热

温度升高

沿着供水管路

流入到散热器中

热水在散热器中放热

放出的热量用于补偿

供暖房间的热损失

从而保持房间热平衡

达到供暖的目的

放热后的水温度降低

沿着回水管流回到锅炉

重新被加热

如此循环

达到连续供暖的目的

自然循环系统由于循环动力小

作用半径小

系统形式简单

无循环水泵消耗电力

运行管理简便

只适用于单层

或三层以内的小型建筑

目前多用于村镇的住宅

而机械循环热水

供暖系统循环动力大

系统作用半径大

加上采用热水做热媒的优点

是目前普遍应用的

供暖系统形式

自然循环系统

和机械循环系统特点鲜明

选用时也简单明了

但需注意膨胀水箱

在系统的连接位置

和起到的作用

供回水干管的坡向

和坡度要求

系统的排气方式等

这些问题留给同学们思考

如图所示

为按连接散热器管道数量分类的

热水供暖系统

a图和c图连接散热器的

管道数量只有一根

所以称为单管系统

a图右侧图示系统

是在左侧的

单管顺流式系统的基础上

在散热器进水支管

和出水支管之间安装跨越管

形成的单管跨越式系统

b图和d图连接散热器的

管道数量有两根

所以称为双管系统

从供回水方式上看

单管系统水按前后顺序

依次流经各组散热器

因此

各组散热器水的流量相同

而散热器水温先流过的高

后流过的低

双管系统水是同时流过各组散热器

进入散热器的水温是相同的

双管系统的特点是

管材耗量大

造价高

施工麻烦

其优点是在每组散热器的

支管上安装阀门

可单个调节散热器的散热量

单管顺流式系统

管路简单

省管材

造价低

施工快

但不能调节散热器散热量

散热器支管上不能安装阀门

即使安装了阀门

也无法调节

因为会影响整个环路的散热器

单管跨越式系统

比顺流式系统多了

跨越管和支管阀门

性能居于双管系统

和单管跨越式系统之间

图示为按散热器的

连接方式分类的

可分为垂直式热水供暖系统

和水平式热水供暖系统

左侧图是将散热器

在垂直方向上连接在一起

称为垂直式系统

右侧为将散热器

在水平方向上连接在一起的

水平式系统

垂直式系统的供水干管

和回水干管分别设在系统的

最高处和最低处

散热器通过立管连接

水平式系统设供水立管

和回水立管

散热器沿水平方向上连接在立管上

水平式系统室内立管数量

比垂直式系统少

比较适用于大空间的

楼堂馆所和分户供暖

但水平管路长

应考虑管路的热胀冷缩

可设乙字弯作为补偿

图示为按供回水方式

和干管位置分类的系统形式

图中a

供水干管设在屋面下

回水干管设在底层散热器以下

可在地面上

或利用地沟设在地面以下

散热器通过立管连接在

供回水干管之间

构成上供下回式系统

这种系统水流顺畅

管路布置较方便

是应用较广的系统形式

图b

供回水干管

均设在顶层散热器以上

构成上供上回式系统

多用于底层地面

布置管道困难的场所

图c的供水管在下面

回水管在上面

称为下供上回式系统

也称倒流式系统

倒流式系统由于水

和空气流通方向相同

均为气体浮升方向

排空气比较顺畅

同时

由于散热器支管为

下进上出的连接方式

这种连接方式

散热器平均温度较低

应用于高温水时

可提高舒适性

图d的供回水干管

都在底层散热器以下

可避免在顶棚布置管道

是下供下回式系统

由于供回水干管的

散热量均可被房间利用

此种系统无效热损失小

该系统还可以减轻通常所说的

上热下冷的垂直失调现象

这4种系统形式中

上供上回式系统

和下供下回式系统

由于干管在同一位置

立管形式只能是双管形式

而上供下回式系统

和下供上回式系统的

立管可以是双管

也可以是单管

或带跨越管的单管跨越式系统

在系统设计时

可根据建筑条件

使用功能要求

调节以及计量水平

选择合适的系统形式

例如

对于学生宿舍

一般为多层建筑

建筑体型比较方正

顶棚和地面无太多限制

没有分层计量的需求

室温也不需要严格控制

在满足基本供暖要求的前提下

考虑节省投资和管路布置方便

可选用上供下回垂直单管系统

或增设跨越管以便适当调节

除此四种形式之外

还有一种中供式系统

顾名思义

中供式系统的供水干管

设在系统的中间位置

如图所示

供水干管在中间

回水干管在下部

该系统是由下面部分

和右上部分的上供下回式系统

和左上部分的下供下回式系统组成的

该系统综合了

上供下回式系统

和下供上回式系统的特点

立管形式也可多样

单立管

双立管均可

中供式系统比较适用于

加建的建筑

可以在原有系统的

上部直接增设系统

而不改变原有系统

比如图中

原有三层

加建两层时

可直接在上面加系统

也可用于品字形建筑

将供水干管设在建筑中部

建筑大部分采用上供下回式系统

在建筑上部局部高出的部分

采用下供下回式系统

方便管路布置

前面的系统形式

只讨论了散热器

和管路系统连接的方式

没设计系统整个环路的形式

下面我们学习一下环路的概念

建环专业的水系统形式

多为封闭的环路

如图所示

水从锅炉出发

沿供水管路进入散热器中

在散热器中放热后

沿回水管路又流回到锅炉

形成一个封闭的流通路线

在一个系统中

往往有多个环路

如图中看到的四个立管

各自都形成了环路

只是从管道上看

有些管道是多个环路共用的

有些管道是某个环路独用的

从各个环路水流路线长度上看

图1中各立管水流路线长度

是不一样的

离锅炉近的立管水流路线短

远的立管水流路线长

这种系统是异程式系统

图2可以看出

各个立管水流路线长度相同

是同程式系统

异程式系统各环路水流路线不同

环路间阻力不容易平衡

容易发生水力失调

也就是说流经近环路的流量大

而远环路流量小

从而造成放热量近多远少

产生近热远冷的水平失调

同程式系统相比异程式系统

管路略有增加

但各个环路水流路线长度相同

容易达到阻力平衡

可减轻水平失调

热水供暖系统水平干管的

展开长度称为作用半径

作用半径大的系统

为了阻力平衡

应采用同程式系统

关于热水供暖系统的基本形式

我们就学习到这里

下一节

我们将学习

高层建筑热水供暖系统