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1、房屋卫生设备,室内供暖,室内供暖,室内供暖,1.1供暖系统的任务在冬季，人们用一定的方式向房间补充热量，以维持热平衡来保证日常生活、工作和生产活动所需要的环境温度，这就是供暖系统的任务。,室内供暖,1.2供暖系统的分类与组成 1.供暖系统的分类 （1）按热媒的不同分 热水供暖系统 以热水作为供暖系统的热媒。它是利用水的温差散热（即显热）的方式供热。一般认为，供水温度高于100的水称为高温水；温度在6595之间的水称为中温水；温度低于65的水称为低温水。主要应用于民用建筑。 蒸汽供暖系统 以水蒸汽作为供暖系统的热媒。它是利用蒸汽的温差散热（即显热）和蒸汽冷凝成凝结水的散热（即潜热）的性质供热的。
2、压力低于或等于70Kpa，但高于当地大气压力的蒸汽供暖称为低压蒸汽供暖；压力高于70Kpa的蒸汽供暖称为高压蒸汽供暖；工作压力低于当地大气压力的蒸汽供暖称为真空供暖。主要应用于工业建筑。,室内供暖,热风采暖系统 以热空气作为供暖系统的热媒，即把空气加热到适当的温度（一般为3050），直接送入房间来满足供暖的要求。根据需要和实际情况，可设独立的热风供暖系统或与通风和空调结合的系统。热风供暖系统主要应用于大型工业车间。 烟气供暖系统 它是直接利用燃料在燃烧时所产生的高温烟气，在流动过程中向房间散出热量，来满足供暖的要求。,室内供暖,（1）按供暖的作用范围分 局部供暖系统 热源、热网散热器三部分在构
3、造上合在一起的供暖系统，仅适用于一个房间，如火炉供暖、电热供暖、燃气红外辐射器等。 独立供暖系统 它是仅为一户或几户住宅而设置的供暖系统。 集中供暖系统 采用锅炉或水加热器对水集中加热，通过管道向一幢或数幢房屋供应热能的供暖系统。 区域供暖系统 以区域性锅炉房作为热源，供一个区域的许多建筑物供暖的系统。它的供热规模比集中供暖要大得多，在我国北方一些城市的供暖系统就是利用热电厂或区域锅炉供热的。,室内供暖,2.供暖系统的组成供热系统主要由以下三个基本部分组成： (1)热源使燃料产生热，将热媒加热成热水或蒸汽的部分，如锅炉房、热交换站等。 (2)供热管道供热管道是指热源和散热设备之间的连接管道，将
4、热媒输送到各个散热设备。 (3)散热设备将热量传至所需空间的设备，如散热器、暖风机等。,室内供暖,2.1 自然循环热水供暖系统 1.自然循环热水供暖系统的工作原理图2.1是自然循环热水供暖系统的原理图，它主要由热水锅炉、散热器、供水管和回水管组成，在系统的最高处设一个开式膨胀水箱。在系统工作之前，先将系统中充满水。当水在锅炉内被加热后，它的密度减小，同时受着从散热气流出来密度较大的回水的驱动，使热水沿着供水干管上升，流入散热器。在散热器内水被冷却，再沿回水干管流回锅炉。这样，水连续被加热，热水不断上升，在散热器及管路中散热冷却后的回水又流回锅炉被重新加热，形成如图2.1中箭头所示的方向循环流动
5、。这种水的循环称之为自然（重力）循环。,室内供暖,室内供暖,假设水温只在锅炉与散热器两处发生变化，忽略水在管道中的冷却；再假设在循环管路最低点的断面A-A处有一个阀门，若突然将其关闭，则在断面A-A处两侧受到不同的水柱压力，这压力差就是驱是水在系统内进行循环流动的作用压力。右侧压力为：左侧压力为：因为hg，所以P1 P2，作用压力为（2-1）,室内供暖,式中 P自然循环系统的作用压力，Pa；g重力加速度，m/s，取9.81 m/s；h放热中心至加热中心的垂直距离，m；h回水密度，kg/m；g供水密度，kg/m。由式（2-1）可见，起循环作用的只有散热器中心和锅炉中心之间这段高度内的水密度差。由
6、于自然循环作用压力比较小，系统的作用半径一般不大于50m，锅炉应位于系统的最低点。自然循环供暖系统比较简单，不消耗电能，水流速小，无噪声，运行和维护管理较为方便。,室内供暖,2.自然循环热水供暖系统的基本形式 （1）双管上供下回式该系统由锅炉、供水总立管、膨胀水箱、供水干管、供水立管、供水支管、散热器、回水支管、回水立管、回水干管及总回水管等部分组成，如图2.2所示。因为这种系统的供水干管在上面，回水干管在下面，故称为上供下回式。又由于这种系统中的散热器都并联在两根立管上，一根为供水立管，一根为回水立管，故称这种系统为双管系统。这种系统的散热器都自成一独立的循环环路，在散热器的供水支管上可以装
7、设阀门，以便用来调节通过散热器的水流量。,室内供暖,双管上供下回式系统各层散热器与锅炉的高差不同，上层的高差大，下层的高差小，因而通过各层散热器环路的作用压力也不同（上层作用压力大，下层压力小），将会出现上层过热而下层过冷（垂直失调）的现象。应在设计和运行中注意，采取必要的措施加以解决。,室内供暖,（2）单管上供下回式和双管上供下回式相同的是，供水干管敷设在上部，回水干管敷设在下部；不同的是与各层散热器连接的立管只有一根，故称单管。图2.3中左侧为顺流式，各层散热器通过支管串联在立管上，热水按先后顺序自上而下流入各层散热器，水温逐层降低。因支管上不准设阀门，故不能对散热器进行个体调节。右侧为跨
8、越式（或闭合式），立管在与支管连接处分两处，一路流入散热器，一路流入跨越管（闭合管），两股水流在跨越管与回水支管连接点处汇合后再流入下一层。可在支管或跨越管上装设阀门，对每组散热器进行个体流量的调节。,室内供暖,33,室内供暖,单管式与双管式系统相比，主要优点是系统简单，节省管材，安装方便，造价较低，不会产生垂直热力失调。自然循环热水供暖系统热媒流动不需要消耗电能，运行及管理比较方便，由于作用压力小，管内流速低，因此管径相对要大一些。自然循环热水供暖系统作用半径有限，如果是大型建筑或区域供暖就要采用机械循环。,室内供暖,2.2机械循环热水供暖系统 1.机械循环热水供暖系统的工作原理机械循环热水
9、供暖系统主要是由热水锅炉、供暖管道、散热设备、膨胀水箱、放气装置和循环水泵等组成，如图2.4所示。它与自然循环热水供暖系统的主要区别是在系统中设置了循环水泵，靠水泵提供的机械能使水在系统中循环。系统中的循环水在锅炉中被加热，通过总立管、干管、支管到达散热器。水沿途散热有一定的温降，在散热器中放出大部分所需热量，沿回水支管、立管、干管重新回到锅炉被加热。,室内供暖,室内供暖,2.自然循环热水供暖系统的基本形式 （1）垂直式 双管上供下回式双管上供下回式机械循环热水供暖系统如图2.5所示。虽然机械循环的热媒流动靠水泵提供动力，但是自然循环作用压力依然对系统有一定影响，它使流过上层散热器的热水多于实
10、际需要量，并使流过下层散热器的热水量少于实际需要量；从而造成上层房间温度偏高，下层房间温度偏低的“垂直失调”现象。随着楼层层数的增加，垂直失调现象越加严重。因此，双管上供下回式系统不适于层数过多的建筑。,室内供暖,33,室内供暖,双管下供下回式机械循环双管下供下回式系统，如图2.6所示。该系统一般适用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，这种系统的排气方法可利用每根立管最高层的散热器装设的排气阀，也可以在每根立管上部设置空气管，通过放气装置或膨胀水箱排出空气。与双管上供下回式系统相比，下供下回式系统的立管长度短，管路热损失小，
11、上下层冷热不均的问题不那么突出，但排气较复杂，运行管理不方便。,室内供暖,图2.6 机械循环双管下供下回式系统,室内供暖,单管上供下回式单管上供下回式机械循环热水供暖系统如图2.7所示。图中左侧为单管顺流式，右侧为单管跨越式。工程上还常常采用上面几层为跨越式，下面几层为顺流式的混合式系统。由于单管式系统节省管材，安装方便，造价较低，在多层建筑热水供暖中应用较普遍。,图2.7 单管上供下回式机械循环 热水供暖系统,室内供暖,下供上回式下供上回式系统供水干管在下部，回水干管在上部，水自下而上流动，经膨胀水箱返回锅炉，因此也称倒流式。如图2.8所示。图中左侧为双管系统，右侧为单系统。下供上回式系统主
12、要优点是水与空气浮升方向一致，便于排出空气；供水总立管较短，无效热损失也小，而水温下高上低，对于缓解多层建筑上热下冷也有一定作用。倒流式在高温水系统中较为有利，回水干管在上部且水温低，不易汽化，便于用膨胀水箱定压，而且设置高度可以降低。其缺点是散热器传热系数较上供下回式低，散热面积有所增加。另外，该系统不可采用单管跨越式，以避免热水直接经跨越管流入回水管，造成散热器流量减少。,室内供暖,33,图2.8 下供上回式机械循环热水供暖系统,室内供暖,上供上回式上供上回式系统的供水干管和回水干管均敷设在散热设备的上方，如图2.9所示。该系统可减少地面管道以及过门地沟的麻烦，一般多用于工业厂房。要注意解
13、决好上部排气、下部泄水的问题。,图2.9 上供上回式热水供暖系统,室内供暖,（2）水平式 水平顺流式水平顺流式系统是由一条水平管道将同一层的几组散热器串联在一起的敷设方式，也称水平串联式，如图2.10所示。图中上部的连接方式，每组散热器需要单独排气；图中下部的连接方式增加了空气管，空气通过集中的排气装置排放。这种连接方式的水平联管受热伸长时接头易漏水，可在适当的位置设置补偿器，或者利用自然弯补偿。,室内供暖,水平顺流式系统与其他几种系统相比，优点是管路简单，无穿过各层楼板的立管，施工方便，总造价比垂直式系统低，有可能利用最高层的辅助房间（如楼梯间、厕所等）设置膨胀水箱，不必在顶棚上专设安置膨胀
14、水箱的房间，不影响建筑物外形美观。缺点是每组散热器不能进行个体调节，水流经每组散热器后，温度逐渐降低，尾部散热器数量要增多，一般每层串联的散热器组数不宜过多。,室内供暖,水平跨越式水平跨越式系统是在同一层的几组散热器下部敷设一条水平管道用支管分别与每组散热器连接，也称水平并联式，如图2.11所示。水平跨越式系统的每组散热器可以通过进水支管上的阀门来调节热媒流量。,室内供暖,33,室内供暖,3.高层建筑热水供暖系统的形式高层建筑热水供暖系统主要采用一下方式： （1）单、双管混合式单、双管混合式系统如图2.12所示，将散热器自垂直方向分为若干组，每组包含若干层，在每组内采用双管形式，而组与组之间则
15、用单管连接，这样就构成了单、双管混合式系统，这种系统的特点是：避免了双管系统在楼层过多时出现垂直失调现象，有的散热器还能局部调节，单、双管系统的特点兼而有之。但是它仍未解决系统上下静水压力差别过大的问题。,室内供暖,（2）分区式 分区式供暖系统是将高层建筑分为若干个区，根据不同情况分别采用不同的供暖形式。图2.13为竖向分区式热水供暖系统，在垂直方向分为两个（或几个）系统。下部若干层的区域与外网直接连接，系统采用单管上供下回式。如果外网为高温水，室内供暖要求低温水时，可用混水器引入部分回水与外网高水水混合，成为低温水供暖。上部区域采用间接的连接方式，室内供暖系统的热媒通过热交换器被加热，并单独
16、设循环水泵、膨胀水箱等，用户与外网隔绝，以免相互影响。高层建筑的供暖方式很多，如双水箱分区式、双线单管式等，具体形式应根据实际情况选择。,室内供暖,33,图2.12 单双管混合式热水供暖系统 图2.13 竖向分区式热水供暖系统,室内供暖,蒸汽供暖系统以饱和蒸汽作为热媒，按蒸汽压力不同可分为低压蒸汽（70kPa）和高压蒸汽（70kPa）。图2.14为简单的蒸汽供暖系统原理图。水在蒸汽锅炉里被加热成为具有一定压力和温度的水蒸气，水蒸气靠自身压力通过管道流入散热器放出热量，蒸汽由于放出热量而凝结成水，经疏水器沿凝结水管道流入凝结水箱，再经凝结水泵注入锅炉重新加热成蒸汽，不断循环。,室内供暖,33,室内供暖,蒸汽供暖与热水供暖相比，主要优点是：热媒平均温度高，所需散热器数量少；蒸汽流量大，管道的管径小，节省管材；蒸汽密度小产生的静压力小；在热负荷相同的情况下热媒流量小，可以节省电能。缺点是：蒸汽在输送过程中热损失大，易泄漏，消耗燃料多；系统内会有空气存在，尤其是凝结水管易锈蚀，使用年限短，管道和散热器温度高，易烫伤，室内卫生条件较差。另外蒸汽的热惰性小，热得快，停汽时冷的也快，间歇供暖时稳定性差，适用于短时间供暖的建筑物。,
