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1、 第三章 热水供暖系统 定义：以热水作为热媒的供暖系统，称为热水供暖系统。 适用范围：民用建筑、公共建筑、工业企业的辅助建筑。 分类 1.按循环动力分：自然循环热水供暖系统 机械循环热水供暖系统 2.按立管数分：单管热水供暖系统 双管热水供暖系统 3.按管道敷设方式：垂直式热水供暖系统 水平式热水供暖系统 4.按热媒温度分：高温水热水供暖系统（t100) 低温水热水供暖系统(t100) 世界其他国家高温水标准（） 低温水 中温水 高温水 美国 120 120-176 176 日本 110 110-150 150 德国 110 110 原苏联 115 115 3-1 重力(自然)循环热水供暖系统
2、 w一、工作原理及作用压力分析 w1.工作原理 w 假设设整个系统统只有一个放热热中心l(散热热器)和 w 一个加热热中心2(锅锅炉)，用供水管3和回水管4 w 把炉与散热器相连接。在系统的最高处连接一 w 个膨胀水箱5，用以容纳受热后膨胀的水体积。 w 在系统工作之前，先将系统中充满冷水。当水 w 在锅炉内被加热后，密度减小，同时受散热器 w 流回来密度较大的回水的驱动，使热水沿供水 w 干管上升，流入散热器。在散热器内水被冷却 ， w 再沿回水干管流回锅炉。这样形成如图3-l箭 w 头所示的方向循环流动。 w图31 重力循环热水供暖 w 系统工作原理图 1一散热器；2一热水锅炉；3一供水管
3、路 w 4回水管路；5一膨胀水箱 2.作用压力分析 w忽略管道散热，认为系统只有一个加热中心和一个 冷却中心 w在底部断面两侧作用压力分别为P左和P右，依据流体 静力学的原理，则有 w P左=h1+h +h0h w P右=h1+h h+h0h wP= P右-P左= h h-h =h(h-) Pa (3-1) w结论：供暖系统作用压头P与锅炉和散热器的高差h 、供回水温度对应的供回水密度、h有关。 w当h=1m时，对于95/70的自然循环热水供暖系统， 其作用压头P=1x9.81x（977.81-961.92）=156Pa 二、系统主要图示 w1.双管系统 w图3-2中（a） w2.单管系统 w
4、图3-2中（b） w特点：坡度（0.005-0.01）较 w大，便于空气排除。坡向，供 w水用于排气；回水用于排水。 w区别：双管系统每一支管设一 w阀门；单管系统只在立管上下 w各设一个阀门，而支管上则不 w设阀门 w 图32重力循环供暖系统 (a)双管上供下回武系统，(b)单管顾流式系统 1-总立管；2-供水千管，3-供水立管，4-散热器供水支管 5-数热器器回水支管，6-回水立管，7-回水干管，8-膨胀水 箱连接管，9-充水管(接上水)10-泄水管(接下水)11一止回阅 三、系统作用压力计算 1、双管系统 一层 二层 一、二层作用压力差： h2 h1 该附加压力造成了上下楼层 间的垂直失
5、调 图3-3 作用压力计算图 垂直失调：同一立管竖向各层房间室温出现 上下冷热不均的现象 水平失调：同一楼层水平方向各房间市温出 现冷热不均的想象 2、单管系统 推导过程略，作用压力计算公式如下： 写成通式： 图3-4 作用压力计算图 Pa (3-2) H1 w式中 N -循环环路中冷却中心总数（楼层数） w -冷却中心（楼层）顺序数; w g-重力加速度 m/s2 ,取值为9.81; w -供水的密度，Kg/m3 ; w -回水的密度， Kg/m3 ； w -计算冷却中心（楼层）流出水的密度， Kg/m3 ； w -计算冷却中心（楼层）上一层流出水的密度，Kg/m3 。 -计算冷却中心（楼层
6、）到下加热中心（锅炉）的距离,m w -计算冷却中心（楼层）到下一个中心（楼层）的距离,m w 3.综合作用压力公式 w考虑管道散热冷却影响引入附加后的公式： w Z=+ f Pa (3-3) w式中 由公式（3-3）计算得出得的作用压力，Pa; w f -考虑管道冷却的附加压力，Pa。 w4.特殊情况下的作用压力 w 计算仍采用公式（3-2），但注意用 w 下半部分高度以H表示的公式。其中 w H3 在锅炉以下部分H值应取负值 w H2 w H1 w 图3-5 作用压力计算图 3-2 机械循环热水供暖系统 w由水泵提供热水循环动力 w一、系统特点 w1.作用半径大，供暖范围大； w2.管径d
7、较小，管内流速较大； w3.检修量大，耗电多. w该系统是目前应用最广泛的一种供暖系统 二、系统型式 1.双管上供下回式 左侧立管 只适用于较低层数 的建筑，对高层建筑 易产生垂直失调 右侧立管 为单管上供下回 式，详见图3-8 图36机械循环上供下回式热水供暖系统 1- 热水锅炉；2-循环水泵I；3-集气装置；4-膨胀水箱 2.双管下供下回式 优点：干管设在地下 室地沟内，无效热 损失小；施工与土建 同步，便于协调； 供水在下，可减少 垂直失调。 缺点：排气比较困 难，手动排气、水 箱排气和集气罐排 气相结合 图37机械循环下供下同式系统 1一热水锅炉；2一循环水泵；3一集气罐 4一膨胀水箱
8、；5一空气管；6一冷风阀 3.单管上供下回式（单管顺流式） 优点 结构简单、施工方便 造价低，系统本身没有双管 系统的垂直失调。目前应用 非常广泛 缺点 系统无法局部调节，由于其 他原因影响，仍存在垂直失 调。不适应分户控制、分户 计量的要求。 图3-8 单管上供下回式（单管顺流式） 4.单管跨越式 图3-9 单管跨越式 5.单管下供上回式（单管倒流式） （1）与空气流动方向相同， 便于排气； （2）供水在下，可以有 限度地减小垂直失调，而且 可以减少低层散热器的面积， 方便布置； （3）对于高温水系统， 可以减小静压线高度； （4）受连接方式影响， 散热器传热系数较低，相同 条件下散热器面积
9、大 图3-8 单管下供上回式（单管倒流式） 6.同程式系统 w 特点：通过各个立管的循环环路的总长度都相等 。 异程式系统供、由于作用半径 较大，连立管较多，通过各个 立管环路的压力损失较难平衡 。 初调节不当时，就会出现近处 立管流量超过要求，而远处立 管流量不足。在远近立管处出 现流量失调，从而引起在水平 方向冷热不均的现象，称为系 统的水平失调。 图3-10 同程式热水供暖系统 同程式系统可以消除或减轻系统的水平失调。 7.水平串联系统 w w w A 原始水平串联系统 C 水平跨越式（水平并联式）系统 w B 带空气管的水平串联系统 D 带空气管的水平跨越式系统 w 图3-11 水平串联热水供暖系统 w优点：系统的总造价比垂直式系统低 w 管路简单，无穿过各层楼板的立管，施工方便； w 有可能利用最高层的辅助空间 w 便于分层管理和调节，有利于分户控制和计量 w缺点： 串联散热器很多时，运行时易出现水平失调 w 排气方式要比垂直式上供下回系统复杂些 w 水平管道较长时，要注意热补偿 AC D B 8. 其他 w（1）混合式系统 混合式系统是由下供上回式(倒流式) 和上供下回式（顺流式）两组串联 组成的系统。高温水自下而上进入 第组系统，通过散热器放热后水 温降低，然后再引入第组系统， 放热后循环水温度再降低，然后返 回热源。 由于两组系统串联，系统
