哈工大-供热工程-第3章__热水供暖系统

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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（t≻100℃)低温水热水供暖系统(t≤100℃)世界其他国家高温水标准（℃）低温水中温水高温水美国≺120120-176≻176日本≺110110-150≻150德国≤110≻110原苏联≤115≻1153-1

2、重力(自然)循环热水供暖系统一、工作原理及作用压力分析1.工作原理假设整个系统只有一个放热中心l(散热器)和一个加热中心2(锅炉)，用供水管3和回水管4把炉与散热器相连接。在系统的最高处连接一个膨胀水箱5，用以容纳受热后膨胀的水体积。在系统工作之前，先将系统中充满冷水。当水在锅炉内被加热后，密度减小，同时受散热器流回来密度较大的回水的驱动，使热水沿供水干管上升，流入散热器。在散热器内水被冷却，再沿回水干管流回锅炉。这样形成如图3-l箭头所示的方向循环流动。图3．1重力循环热水供暖系统工作原理图1一散热器；2一热水锅炉；3一供水

3、管路4～回水管路；5一膨胀水箱2.作用压力分析忽略管道散热，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P左=h1ρɡɡ+hρɡɡ+h0ρhɡP右=h1ρɡɡ+hρhɡ+h0ρhɡ∆P=P右-P左=hρhɡ-hρɡɡ=hɡ(ρh-ρɡ)Pa(3-1)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ρɡ、ρh有关。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、

4、系统主要图示1.双管系统图3-2中（a）2.单管系统图3-2中（b）特点：坡度（0.005-0.01）较大，便于空气排除。坡向，供水用于排气；回水用于排水。区别：双管系统每一支管设一阀门；单管系统只在立管上下各设一个阀门，而支管上则不设阀门图3—2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

5、一、二层作用压力差：h2h1该附加压力造成了上下楼层间的垂直失调图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式中N-循环环路中冷却中心总数（楼层数）-冷却中心（楼层）顺序数;g-重力加速度m/s2,取值为9.81;-供水的密度，Kg/m3;-回水的密度，Kg/m3；-计算冷却中心（楼层）流出水的密度，Kg/m3；-计算冷却中心（楼层）上一层流出水

6、的密度，Kg/m3。-计算冷却中心（楼层）到下加热中心（锅炉）的距离,m-计算冷却中心（楼层）到下一个中心（楼层）的距离,m3.综合作用压力公式考虑管道散热冷却影响引入附加后的公式：ΔРZ=ΔР+ΔРfPa(3-3)式中ΔР–由公式（3-3）计算得出得的作用压力，Pa;ΔРf-考虑管道冷却的附加压力，Pa。4.特殊情况下的作用压力计算仍采用公式（3-2），但注意用下半部分高度以H表示的公式。其中H3在锅炉以下部分H值应取负值H2H1图3-5作用压力计算图3-2机械循环热水供暖系统由水泵提供热水循环动力一、系统特点1.作用半径大

7、，供暖范围大；2.管径d较小，管内流速较大；3.检修量大，耗电多.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ⅠⅡ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ⅢⅣⅤ立管为单管上供下回式，详见图3-8图3—6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3—7机械循环下供下同式系统1一

8、热水锅炉；2一循环水泵；3一集气罐4一膨胀水箱；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