热水供暖系统(于)

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1、LOGO第三章第三章第三章第三章 热水供暖系统热水供暖系统热水供暖系统热水供暖系统(1)(1)建筑环境与设备工程建筑环境与设备工程 于于 涛涛Company Logo主主 要要 内内 容容3.1 传统室内热水供暖系统传统室内热水供暖系统 3.2 分户采暖热水供暖系统分户采暖热水供暖系统 3.3 高层建筑热水供暖系统高层建筑热水供暖系统 3.4 室内热水供暖系统主要设备及附件室内热水供暖系统主要设备及附件Company Logo大纲要求大纲要求基本要求基本要求: : 掌握自然循环和机械循环热水供暖系统的分类和适掌握自然循环和机械循环热水供暖系统的分类和适用场合、分户采暖系统型式。用场合、分户采暖

2、系统型式。重点与难点重点与难点: : 掌握机械循环热水供暖系统的垂直式和水平式系统掌握机械循环热水供暖系统的垂直式和水平式系统在工程中的应用；在工程中的应用； 不同形式机械循环热水供暖系统在具体工程中的应用不同形式机械循环热水供暖系统在具体工程中的应用Company Logo关于热媒种类的规定和说明关于热媒种类的规定和说明 (sup.)v集中采暖系统的热媒，应根据建筑物的用途、供热情况和集中采暖系统的热媒，应根据建筑物的用途、供热情况和当地气候特点等条件，经技术经济比较确定，并应按下列当地气候特点等条件，经技术经济比较确定，并应按下列规定选择：规定选择： ( (from 规范规范) )1) 民

3、用建筑应采用热水做热媒；民用建筑应采用热水做热媒；2) 工业建筑，当厂区只有采暖用热或以采暖用热为主时工业建筑，当厂区只有采暖用热或以采暖用热为主时 宜采用高温水做热媒；宜采用高温水做热媒； 当厂区供热以工艺用蒸汽为主当厂区供热以工艺用蒸汽为主 时，在不违反卫生、技术和节能要求的条件下，可采用时，在不违反卫生、技术和节能要求的条件下，可采用 蒸汽做热媒。蒸汽做热媒。 Company LCompany Logo热热 水水 供供 暖暖 系系 统统 分分 类类1) 按系统循环动力分按系统循环动力分重力（自然）循环系统重力（自然）循环系统 机械（强迫）循环系统机械（强迫）循环系统Company Log

4、o热水供暖系统分类热水供暖系统分类 (continue)2) 按系统管道敷设方式分按系统管道敷设方式分垂直式系统垂直式系统 水平式系统水平式系统Company Logo热水供暖系统分类热水供暖系统分类 (continue)3) 按供、回水方式分按供、回水方式分单管系统单管系统;双管系统双管系统Company Logo4) 按按 供供 水水 干干 管管 布布 置置 位位 置置 分分Company Logo热水供暖系统分类热水供暖系统分类 (continue)5) 按管道系统环路长度分按管道系统环路长度分异程式系统异程式系统 同程式系统同程式系统Company Logo热水供暖系统分类热水供暖系统

5、分类 (continue)6) 按热媒温度分按热媒温度分低温水供暖系统低温水供暖系统（t100）高温水供暖系统（高温水供暖系统（110-130 / 70-80 ） 常用的低温水采暖供回水温度常用的低温水采暖供回水温度中小型锅炉房直接供热中小型锅炉房直接供热95/70 95/70 热电联产或大型区域锅炉房间接供暖时，二级管网设计热电联产或大型区域锅炉房间接供暖时，二级管网设计供回水温度供回水温度85/60 85/60 地板辐射采暖地板辐射采暖60/50 60/50 Company Logo主主 要要 内内 容容3.1 3.1 传统室内热水供暖系统传统室内热水供暖系统 3.2 分户采暖热水供暖系统

6、分户采暖热水供暖系统 3.3 高层建筑热水供暖系统高层建筑热水供暖系统 3.4 室内热水供暖系统主要设备及附件室内热水供暖系统主要设备及附件Company Logo3.1 传统室内热水供暖系统传统室内热水供暖系统 1.1 双管上供下回式双管上供下回式 1. 主要型式主要型式i=0.5%1%i=0.5%1%v排气问题排气问题为何积气？为何积气？ 什么后果？什么后果？ 如何排气如何排气？ 一、重力循环热水供暖系统一、重力循环热水供暖系统 Company Logo膨胀水箱的设置位置、作用膨胀水箱的设置位置、作用 300-500 mm作用：容纳膨胀水，补水作用：容纳膨胀水，补水 排气排气 定压定压 C

7、ompany Logo双管上供下回式重力循环热水供暖系统双管上供下回式重力循环热水供暖系统v系统特点系统特点水流速度低，升温慢；水流速度低，升温慢； 装装置简单；置简单； 无噪声、不耗电；无噪声、不耗电； 作用半径小，管径大、作用作用半径小，管径大、作用范围受限。范围受限。作用半径作用半径v应用应用作用半径作用半径50m50m的单幢建筑的单幢建筑Company Logo1.2 单管顺流式单管顺流式 1.3 单管跨越式单管跨越式Company Logo阀门设置阀门设置Company Logo2重力循环热水供暖系统工作原理和作用压力重力循环热水供暖系统工作原理和作用压力 2.1 系统构成系统构成2

8、.2 工作原理工作原理 2.3自然自然( (循环循环) )作用压力作用压力 要求深入理解、灵活应用要求深入理解、灵活应用Company Logo3重力循环热水供暖系统作用压力的计算重力循环热水供暖系统作用压力的计算 v环路环路as1b的作用压力：的作用压力：v上下层作用压力差：上下层作用压力差：v环路环路as2b的作用压力：的作用压力：3.1 双管系统自然作用压力双管系统自然作用压力Company Logo双管系统的垂直失调原因双管系统的垂直失调原因 v双管系统各层循环作用压力不同。双管系统各层循环作用压力不同。v垂直失调垂直失调：由于流量分配不均而使同一竖向各层房间由于流量分配不均而使同一竖

9、向各层房间的室温不符合设计要求，出现上下冷热不均的现象的室温不符合设计要求，出现上下冷热不均的现象 Company Logov思考：思考：1 1）楼层增多，会对双管系统的水力工况产生什么影响？）楼层增多，会对双管系统的水力工况产生什么影响？2 2）同一双管系统，供回水温度分别为）同一双管系统，供回水温度分别为95/7095/70和和70/5070/50 时，哪个水力工况较好？时，哪个水力工况较好？ Company Logo3.2 单管顺流系统的自然作用压力单管顺流系统的自然作用压力 Company LogoAnalysisv作用压力的影响因素：水温变化、加热中心与冷却中心的作用压力的影响因素：

10、水温变化、加热中心与冷却中心的高差、冷却中心个数。高差、冷却中心个数。 v一根立管上所有散热器只有一个共同的重力循环作用压头一根立管上所有散热器只有一个共同的重力循环作用压头 v单管系统各层进出口水温不同，散热器的单管系统各层进出口水温不同，散热器的k k随各层散热器平随各层散热器平均计算温度差而变化，导致均计算温度差而变化，导致垂直失调垂直失调。 Company Logo各冷却中心管路中的密度？各冷却中心管路中的密度？ Company Logo求求 解解 tiv设通过立管流量为设通过立管流量为GL v以整根立管为分析对象，则以整根立管为分析对象，则 (1) (1) v以某层散热器及其上部散热

11、器为分析对象以某层散热器及其上部散热器为分析对象 ，则，则 (2)(2)v由式由式(1)=(1)=式式(2)(2)，可得，可得 Company Logo例题例题3-1v已知：已知：h1, h2, h3, Q1, Q2, Q3, tg, thv求解：求解：双管系统循环作用压力；单管系统的双管系统循环作用压力；单管系统的ti、作用压力、作用压力Company Logo求求 解解v双管系统双管系统循环作用压力循环作用压力v单管系统各层立管水温单管系统各层立管水温v单管系统作用压力单管系统作用压力Company Logov单管跨越式系统的自然循环作用压头如何计算？单管跨越式系统的自然循环作用压头如何计

12、算？思考：思考：v水平式系统的自然循环作用压头如何计算？水平式系统的自然循环作用压头如何计算？Company Logo只需注意图中冷却中心到加热中心的高度的取法。只需注意图中冷却中心到加热中心的高度的取法。 (a)单管顺流式单管顺流式 (b)单管跨越式单管跨越式 重力循环垂直单管系统重力作用压头重力循环垂直单管系统重力作用压头Company Logo水水平平式式系系统统散散热热器器的的重重力力作作用用压压头头 水平单管顺流式水平单管顺流式水平单管跨越式水平单管跨越式Company Logo3.3 单管系统散热器的小循环作用压头单管系统散热器的小循环作用压头 (sup.) v水在散热器内冷却，在

13、图中第水在散热器内冷却，在图中第1 1点与第点与第2 2点并联的管路间通过散热点并联的管路间通过散热器的支路存在附加重力作用压头，增加了通过散热器的流量，被器的支路存在附加重力作用压头，增加了通过散热器的流量，被称为散热器的小循环作用压头。称为散热器的小循环作用压头。 Company Logo小循环作用压头的计算小循环作用压头的计算 v小循环作用压头：小循环作用压头： h为散热器冷却中为散热器冷却中心（图中空心小圆圈表示）至水平支路管道中心的垂直高度。心（图中空心小圆圈表示）至水平支路管道中心的垂直高度。 Company Logo借助小循环作用压头可理解的问题借助小循环作用压头可理解的问题 v

14、1.1.单管跨越式系统为何不会短路。单管跨越式系统为何不会短路。 v2.2.散热器上进下出连接时的传热效果为何要比下进上出连接效果散热器上进下出连接时的传热效果为何要比下进上出连接效果好。好。 vkey.key.下进上出式连接的散热器的小循环作用压头减小循环动力，下进上出式连接的散热器的小循环作用压头减小循环动力，不利于提高散热器流量，而上进下出连接的小循环作用压头增大不利于提高散热器流量，而上进下出连接的小循环作用压头增大循环动力，有利于提高散热器流量。因此，在管径组合及立管流循环动力，有利于提高散热器流量。因此，在管径组合及立管流量相同的情况下，上进下出的进流系数大于下进上出。量相同的情况

15、下，上进下出的进流系数大于下进上出。Company Logo垂直单管系统的进流系数垂直单管系统的进流系数 （上进下出）（上进下出）30*20*25表示立管、支管、跨越管的管径分别为表示立管、支管、跨越管的管径分别为DN32、DN20、DNCompany Logo垂直单管系统的进流系数垂直单管系统的进流系数 （下进上出）（下进上出）Company Logo3.4 综合循环作用压力综合循环作用压力 水在管路中沿途冷却，温度和密度沿程变化水在管路中沿途冷却，温度和密度沿程变化 增大自然循环作用压力增大自然循环作用压力 影响各层散热器进、出口水温影响各层散热器进、出口水温 重力循环重力循环热水供暖系统

16、中，自然作用压力不大，确定实际循热水供暖系统中，自然作用压力不大，确定实际循环作用压力时环作用压力时必须考虑必须考虑水在管路冷却所产生的水在管路冷却所产生的附加作用压力附加作用压力Company Logo总的循环作用压力总的循环作用压力水在散热器内冷却所产生的作用压力水在散热器内冷却所产生的作用压力水在循环环路中冷却的附加作用压力，查表水在循环环路中冷却的附加作用压力，查表Company LCompany Logov思考：思考：总结单、双管系统有何区别？总结单、双管系统有何区别？Key: 1) 1)作用压力不同作用压力不同2)2)散热器平均热媒温度不同散热器平均热媒温度不同 3)3)垂直失调原

17、因不同垂直失调原因不同 Company Logov机械循环热水供暖系统的特点：机械循环热水供暖系统的特点： 二、二、机械循环热水供暖系统机械循环热水供暖系统 供暖范围大，广泛用于多幢建筑或区域供暖供暖范围大，广泛用于多幢建筑或区域供暖维修工作量大，运行费用增加。维修工作量大，运行费用增加。增设水泵，水流速大，管径小、升温快。增设水泵，水流速大，管径小、升温快。Company Logo与与自然循环系统自然循环系统有何区别？有何区别？i=0.003i=0.003i=0.003i=0.003机械循环热水机械循环热水供暖系统型式供暖系统型式1.1.热水锅炉；热水锅炉；2.2.循环水泵；循环水泵；3.3

18、.集气装置；集气装置；4.4.膨胀水箱膨胀水箱Company Logo回回顾顾i=0.5%1%i=0.5%1%Company LogoNoticev机械循环热水供暖系统中，膨胀水箱的作用：机械循环热水供暖系统中，膨胀水箱的作用：1 1）吸纳）吸纳膨胀水量和补水；膨胀水量和补水；2 2）定压。）定压。v若条件限制，供回水干管可无坡度敷设，但管中水流若条件限制，供回水干管可无坡度敷设，但管中水流速度不得小于速度不得小于0.25 m/s。 v散热器支管坡度：散热器支管坡度：1%-2%。 Company Logo1.垂直式系统垂直式系统 1.1 上供下回式（单、双管）上供下回式（单、双管）1.2 双管

19、上供上回式双管上供上回式1.3 双管下供下回式双管下供下回式1.4 双管中供式双管中供式1.5 下供上回式（单、双管）下供上回式（单、双管）1.6 上供中回式（单、双管）上供中回式（单、双管）1.7 混合式混合式Company Logo1）双双管管上上供供下下回回式式 v特点：特点：1 1）排气方便排气方便；2 2）室温可调）室温可调3 3）易垂直失调）易垂直失调4 4）最常用）最常用1.1 上供下回式上供下回式保证干管带坡度敷设空间保证干管带坡度敷设空间 设于地沟或地下室设于地沟或地下室 v适用范围：适用范围： 顶层有屋架或吊顶层有屋架或吊顶、室温有调节要顶、室温有调节要求的建筑物求的建筑物

20、(5(5层层) )双管上供下回式双管上供下回式Company Logo上供下回上供下回下供下回下供下回中供式中供式Company Logo上供下回式上供下回式 (continue,单管顺流单管顺流)形式简单；施工方便；造价低；不能进行局部调节；过去常用形式简单；施工方便；造价低；不能进行局部调节；过去常用Company Logo三通跨越式调节阀调调节阀调节流量，节流量，控制室温控制室温v特点：特点：a) 散热器可单独调节和关断散热器可单独调节和关断 b) 部分水量流入散热器，所需部分水量流入散热器，所需 散热面积增加散热面积增加 c) 可解决垂直失调问题可解决垂直失调问题 d) 管道占用空间，

21、不易装饰管道占用空间，不易装饰 v应用：应用：多层住宅和高层住宅（一般不多层住宅和高层住宅（一般不超过超过12层）层） 上供下回式上供下回式 (continue,单管跨越单管跨越)Company Logo1.2 双管双管上供上回式上供上回式 (sup.)应用：工业建筑及不可能将干管敷设在地板上或地沟内的场合应用：工业建筑及不可能将干管敷设在地板上或地沟内的场合 特点：特点：a) 水平供回水管均考虑排气水平供回水管均考虑排气 b) 每组散热器下设泄水阀每组散热器下设泄水阀(或或丝堵丝堵) c) 加重垂直失调加重垂直失调 Company LCompany LCompany Logo1.3 双管下供

22、下回式双管下供下回式 特点：特点：a) 干管设于地下室或室内地沟干管设于地下室或室内地沟 无效热损失少无效热损失少 b) 室内无干管，顶层房间美观室内无干管，顶层房间美观 c)冬季施工方便冬季施工方便 d) 缓和垂直失调缓和垂直失调 e) 排气困难排气困难Company Logo如何排气？如何排气？1）散热器冷风阀分散排气散热器冷风阀分散排气 2）供水立管加高，顶部设专用排气管供水立管加高，顶部设专用排气管Company Logo如何排气？如何排气？continue3）每每幅幅立立管管设设自自动动排排气气阀阀应应用用顶顶棚棚下下难难以以布布供供水水干干管管的的六六层层以以下下建建筑筑 别别墅墅

23、Company Logo1.4 双管中供式双管中供式 a) 解决一般供水干管挡窗问题解决一般供水干管挡窗问题 b) 减轻垂直失调减轻垂直失调 c) 利于扩建，可边施工边使用利于扩建，可边施工边使用 应用应用:顶层供水干管无法敷设；加建楼层的原有建筑或顶层供水干管无法敷设；加建楼层的原有建筑或“品品”字形建筑字形建筑 Company Logo1.5 下供上回式（倒流式）下供上回式（倒流式） a) 易排气易排气 b) 减轻垂直失调减轻垂直失调 c) 底层供水温度高，底层供水温度高， 散热器面积可减少散热器面积可减少特点：特点： e) 散热器散热器k降低，降低， 所需所需面积增加面积增加d) 适用于

24、高温水采暖适用于高温水采暖应用：热媒为高温水，应用：热媒为高温水，对室温有调节要求的建筑对室温有调节要求的建筑 Company LCompany Logo1.6 混合式混合式a) 可直连高温水可直连高温水特点：特点： b) 系统压损大系统压损大 c) 初调节难初调节难 应用：应用： 有高温水采暖要求的有高温水采暖要求的工厂区和有低温水采工厂区和有低温水采暖的生活区的热用户暖的生活区的热用户 Company Logo1.7 异程式系统和同程式系统异程式系统和同程式系统 Company Logo异程异程 vs 同程同程各立管环路压损难平衡各立管环路压损难平衡异程式异程式远近立管流量失调远近立管流量

25、失调异程式异程式水平方向冷热不均水平方向冷热不均异程式异程式水平失调水平失调v同程式系统同程式系统 压损易于平衡，但管道金属耗量多压损易于平衡，但管道金属耗量多v无论系统大小，有条件时，尽量采用同程式，以便平无论系统大小，有条件时，尽量采用同程式，以便平衡压力衡压力(from 手册手册)。Company Logo2. 水平式水平式 1)1)除主立管外，无立管穿过楼板，施工方便，经济美观除主立管外，无立管穿过楼板，施工方便，经济美观2)2)便于分层管理和调节便于分层管理和调节3)3)排气困难排气困难( (如何解决？如何解决？) )4)4)串太多散热器，易水平失调串太多散热器，易水平失调 v特点：

26、特点：1 1. .单单 管管 水水 平平 串串 联联Company Logo空气管空气管v应用：应用：1)1)各层使用功能不同或温度要各层使用功能不同或温度要求不同的建筑物求不同的建筑物。 2)2)大面积公共建筑和多层建筑大面积公共建筑和多层建筑 2.1 单管水平串联式单管水平串联式 (continue) Company Logo2.2 单管水平跨越式单管水平跨越式 1)1)每个环路串联散热器数量不受限制每个环路串联散热器数量不受限制 2)2)每组散热器可调节，便于热计量每组散热器可调节，便于热计量 v特点：特点：3)3)排气不便排气不便 4)4)散热器用量增加散热器用量增加 v应用：应用：单

27、层建筑串联散热器组数过多时单层建筑串联散热器组数过多时 Company Logo三、室内热水供暖系统的管路布置三、室内热水供暖系统的管路布置 v引入口一般设一个，宜设在建筑物热负荷对称分布的位引入口一般设一个，宜设在建筑物热负荷对称分布的位置。置。 v一般将供水干管端置于朝北一侧，末端设于朝南一侧。一般将供水干管端置于朝北一侧，末端设于朝南一侧。 v将系统分成阻力损失易于平衡的若干支路将系统分成阻力损失易于平衡的若干支路( (每环每环6-86-8立管立管) ) v室内热水管路一般明装。立管尽可能布置在房间角落，室内热水管路一般明装。立管尽可能布置在房间角落，尤其是两外墙的交接处。尤其是两外墙的

28、交接处。 Company LCompany Logo注：小型系统或引入口位置不易平分成对称热负荷的系统不分环注：小型系统或引入口位置不易平分成对称热负荷的系统不分环 Company Logov各并联环路应设置关闭和调节装置。每根立管和分支管各并联环路应设置关闭和调节装置。每根立管和分支管道的始末段均应设调节、检修和泄水用的阀门。道的始末段均应设调节、检修和泄水用的阀门。 v上供下回式系统的供水干管多设在顶层顶棚下。顶棚过上供下回式系统的供水干管多设在顶层顶棚下。顶棚过梁底标高距窗户顶部之间的距离应满足供水干管的坡度梁底标高距窗户顶部之间的距离应满足供水干管的坡度和设置集气罐所需的高度。和设置集

29、气罐所需的高度。 室内热水供暖系统的管路布置（室内热水供暖系统的管路布置（continue） Company Logo采采暖暖系系统统图图Company Logo采暖系统图采暖系统图 (局部放大局部放大)Company LCompany Logo一层采暖平面图一层采暖平面图 (局部放大局部放大)Company LCompany Logo六层采暖平面图六层采暖平面图 (局部放大局部放大)Company Logocase2采暖系统图采暖系统图 (局部放大局部放大)Company Logo地下室采暖平面图地下室采暖平面图 (局部放大局部放大)Company Logov思考思考：某住宅小区采用单热源，

30、但同时存在：某住宅小区采用单热源，但同时存在散热器采暖建筑物与低温热水地板采暖建筑散热器采暖建筑物与低温热水地板采暖建筑物，其供热系统如何设计较合理、经济？物，其供热系统如何设计较合理、经济？ Company Logo流量范围宽，易调节；不影响地暖系统的资用压头；流量范围宽，易调节；不影响地暖系统的资用压头；需设混水泵，设备维护量较大需设混水泵，设备维护量较大 Company Logo系统阻力大，循环泵扬程较高，热网的工作压力较高，设系统阻力大，循环泵扬程较高，热网的工作压力较高，设计时应保证供暖系统不超压计时应保证供暖系统不超压 Company Logo作作 业业1.1.带跨越管的单管系统的

31、散热器平均温度如何计算？带跨越管的单管系统的散热器平均温度如何计算？2.2.在设计室内单管顺流供暖系统时，设计人员往往把在设计室内单管顺流供暖系统时，设计人员往往把顶层散热器用跨越式单管，而顶层散热器用跨越式单管，而底底层散热器仍然用顺层散热器仍然用顺流式单管。试比较与全部为顺流式的单管系统设计流式单管。试比较与全部为顺流式的单管系统设计有什么不同？有什么不同？Company LCompany Logo4.4.下下图为单管上供下回顺流式热水供暖系统的某立管，图为单管上供下回顺流式热水供暖系统的某立管，每组散热器的热负荷已标注于图中每组散热器的热负荷已标注于图中(W) (W) 。系统供回。系统供回水温度水温度9595/70/70。选用。选用M M132132型散热器，装在墙龛型散热器，装在墙龛内，上部距窗台板内，上部距窗台板100100。 室内计算温度室内计算温度1818，试，试确定所需散热器的面积及片数。确定所需散热器的面积及片数。