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1、第三章 热水供暖系统(1),建筑环境与设备工程 于 涛,Company Logo,主 要 内 容,3.1 传统室内热水供暖系统 3.2 分户采暖热水供暖系统 3.3 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,Company Logo,大纲要求,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 用场合、分户采暖系统型式。,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 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,Company Logo,关于热媒种类的规定和说明 (sup.),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
2、特点等条件，经技术经济比较确定，并应按下列规定选择： (from 规范),1) 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 宜采用高温水做热媒； 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 蒸汽做热媒。,Company Logo,Company Logo,热 水 供 暖 系 统 分 类,1) 按系统循环动力分,重力（自然）循环系统 机械（强迫）循环系统,Company Logo,热水供暖系统分类 (continue),2) 按系统管道敷设方式分,垂直式系统 水平式系统,Company Logo,热水供暖系统分类 (cont
3、inue),3) 按供、回水方式分,单管系统;双管系统,Company Logo,4) 按 供 水 干 管 布 置 位 置 分,Company Logo,热水供暖系统分类 (continue),5) 按管道系统环路长度分,异程式系统 同程式系统,Company Logo,热水供暖系统分类 (continue),6) 按热媒温度分,低温水供暖系统（t100） 高温水供暖系统（110-130 / 70-80 ）,Company Logo,主 要 内 容,3.1 传统室内热水供暖系统 3.2 分户采暖热水供暖系统 3.3 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,Company
4、Logo,3.1 传统室内热水供暖系统,1.1 双管上供下回式,1. 主要型式,一、重力循环热水供暖系统,Company Logo,膨胀水箱的设置位置、作用,作用：容纳膨胀水，补水,排气,定压,Company Logo,双管上供下回式重力循环热水供暖系统,系统特点,水流速度低，升温慢； 装置简单； 无噪声、不耗电； 作用半径小，管径大、作用范围受限。,应用,作用半径50m的单幢建筑,Company Logo,1.2 单管顺流式 1.3 单管跨越式,Company Logo,阀门设置,Company Logo,2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,2.2 工作原理,2.3自
5、然(循环)作用压力,要求深入理解、灵活应用,Company Logo,3重力循环热水供暖系统作用压力的计算,环路as1b的作用压力：,上下层作用压力差：,3.1 双管系统自然作用压力,Company Logo,双管系统的垂直失调原因,双管系统各层循环作用压力不同。,垂直失调：由于流量分配不均而使同一竖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,Company Logo,思考： 1）楼层增多，会对双管系统的水力工况产生什么影响？ 2）同一双管系统，供回水温度分别为95/70和70/50 时，哪个水力工况较好？,Company Logo,3.2 单管顺流系统的自然作用压力,Compan
6、y Logo,Analysis,作用压力的影响因素：水温变化、加热中心与冷却中心的高差、冷却中心个数。,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,单管系统各层进出口水温不同，散热器的k随各层散热器平均计算温度差而变化，导致垂直失调。,Company Logo,各冷却中心管路中的密度？,Company Logo,求 解 ti,设通过立管流量为GL,以整根立管为分析对象，则 (1),Company Logo,例题3-1,已知：h1, h2, h3, Q1, Q2, Q3, tg, th,求解：双管系统循环作用压力；单管系统的ti、作用压力,Company Logo,求 解,双管系统循环作
7、用压力,单管系统各层立管水温,单管系统作用压力,Company Logo,单管跨越式系统的自然循环作用压头如何计算？,思考：,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。,(a)单管顺流式 (b)单管跨越式,重力循环垂直单管系统重力作用压头,Company Logo,水平式系统散热器的重力作用压头,水平单管顺流式,水平单管跨越式,Company Logo,3.3 单管系统散热器的小循环作用压头 (sup.),水在散热器内冷却，在图中第1点与第2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，被称为散热
8、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： h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。,Company Logo,借助小循环作用压头可理解的问题,1.单管跨越式系统为何不会短路。,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好。,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，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量相同的情况下，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 （上进下出）
9、,30*20*25表示立管、支管、跨越管的管径分别为DN32、DN20、DN25,Company Logo,垂直单管系统的进流系数 （下进上出）,Company Logo,3.4 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,Company Logo,总的循环作用压力,水在散热器内冷却所产生的作用压力,水在循环环路中冷却的附加作用压力，查表,Company Logo,Company Logo,思考：总结单、双管系统有何区别？,Company Logo,机械循环热水供暖系统的特点：,二、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,维修工作量大，运行费用增加。,增设水
10、泵，水流速大，管径小、升温快。,Company Logo,与自然循环系统有何区别？,机械循环热水供暖系统型式,1.热水锅炉；2.循环水泵；3.集气装置；4.膨胀水箱,Company Logo,回顾,Company Logo,Notice,机械循环热水供暖系统中，膨胀水箱的作用：1）吸纳膨胀水量和补水；2）定压。,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0.25 m/s。,散热器支管坡度：1%-2%。,Company Logo,1.垂直式系统,1.1 上供下回式（单、双管） 1.2 双管上供上回式 1.3 双管下供下回式 1.4 双管中供式 1.5 下供上回式（单、双管） 1.
11、6 上供中回式（单、双管） 1.7 混合式,Company Logo,1）双管上供下回式,特点： 1）排气方便； 2）室温可调 3）易垂直失调 4）最常用,1.1 上供下回式,适用范围： 顶层有屋架或吊 顶、室温有调节要 求的建筑物(5层),双管上供下回式,Company Logo,上供下回,下供下回,中供式,Company Logo,上供下回式 (continue,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,Company Logo,三通跨越式,特点： a) 散热器可单独调节和关断,应用： 多层住宅和高层住宅（一般不 超过12层）,上供下回式 (continue,单管
12、跨越),Company Logo,1.2 双管上供上回式 (sup.),Company Logo,Company Logo,Company Logo,1.3 双管下供下回式,Company Logo,如何排气？,1）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,a,b,Company Logo,如何排气？continue,3） 每 幅 立 管 设 自 动 排 气 阀,应 用,顶 棚 下 难 以 布 供 水 干 管 的 六 层 以 下 建 筑,别 墅,Company Logo,1.4 双管中供式,Company Logo,1.5 下供上回式（倒流式）,应用：热媒为高温水， 对室温有调
13、节要求的建筑,Company Logo,Company Logo,1.6 混合式,70,Company Logo,1.7 异程式系统和同程式系统,Company Logo,异程 vs 同程,水平失调,Company Logo,2. 水平式,1.单 管 水 平 串 联,Company Logo,2.1 单管水平串联式 (continue),Company Logo,2.2 单管水平跨越式,Company Logo,三、室内热水供暖系统的管路布置,引入口一般设一个，宜设在建筑物热负荷对称分布的位置。,一般将供水干管端置于朝北一侧，末端设于朝南一侧。,将系统分成阻力损失易于平衡的若干支路(每环6-8
14、立管),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。,Company Logo,Company 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,Company Logo,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。,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和设置集气罐所需的高度。,室内热水供暖系统的管路布置（continue）,Company Logo,采暖系统图,case1,Company Logo,采暖系统图 (局部放大),Company Lo
15、go,Company Logo,一层采暖平面图 (局部放大),Company Logo,Company Logo,六层采暖平面图 (局部放大),Company Logo,case2,采暖系统图 (局部放大),Company Logo,地下室采暖平面图 (局部放大),Company Logo,思考：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； 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，设计时应保证供暖系统不超压,Company Logo,作 业,1.带跨越管的单管系统的散热器平均温度如何计算？ 2.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，而底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有什么不同？,Company Logo,3.,Company Logo,4.下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(W) 。系统供回水温度95/70。选用M132型散热器，装在墙龛内，上部距窗台板100。 室内计算温度18，试确定所需散热器的面积及片数。,