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自然循环热水供暖系统的工作原理一、引言自然循环热水供暖系统是一种简单而又实用的供暖方式，其工作原理基于水的自然循环和热传导原理。
这种系统不需要电力或机械设备来驱动，因此具有节能、环保、可靠等优点。
本文将详细介绍自然循环热水供暖系统的工作原理。
二、系统组成自然循环热水供暖系统主要由锅炉、管道、散热器和水泵四个部分组成。
1. 锅炉锅炉是整个系统的核心部件，其作用是将水加热到一定温度后送入管道中。
常见的锅炉有电锅炉、天然气锅炉和柴油锅炉等。
2. 管道管道是连接各个部件的通道，其材质通常为铜管或钢管。
管道内充满了加热后的水，通过自然循环实现散发出去的余热。
3. 散热器散热器是将加热后的水散发出去的关键部件，其作用类似于空调中的冷凝器。
常见的散热器有暖气片、地暖和散热器箱等。
4. 水泵水泵是为了加速水的循环而设置的，其作用是将冷却后的水再次送回锅炉中进行加热。
但是，在自然循环热水供暖系统中，水泵并不是必需品，因为系统可以依靠自然循环实现。
三、工作原理自然循环热水供暖系统的工作原理基于物理学中的两个原理：自然对流和热传导。
1. 自然对流自然对流是指由于密度差异而产生的液体或气体运动。
在自然循环热水供暖系统中，当锅炉将水加热到一定温度后，由于温度差异，管道内的冷却水会产生密度差异，并沿着管道上下流动。
这种运动类似于火山喷发时岩浆从火山口向外喷出的情景。
2. 热传导热传导是指物质内部或不同物质之间因温度差异而发生的能量传递现象。
在自然循环热水供暖系统中，当加热后的水进入散热器时，由于散热器表面的温度低于水的温度，水的热量会通过热传导的方式向外散发。
这种现象类似于冬天手放在暖气片上感受到的温暖。
3. 工作过程自然循环热水供暖系统的工作过程可以分为三个阶段：（1）加热阶段：锅炉将水加热到一定温度后送入管道中。
（2）循环阶段：由于管道内冷却水和加热水之间产生了密度差异，因此冷却水会沿着管道上下流动，形成自然对流。
同时，加热后的水进入散热器，在散发余热的同时降低了自身温度。
项目一：室内热水供暖工程施工模块一：识读、绘制室内热水供暖系统施工图（24学时）
单元1 热水供暖系统形式
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环动力。
机械循环系统膨胀水箱设在系统的最高处，水箱下部接出的膨胀管连接在循环水泵入口前的回水干管上。
其作用除了容纳水受热膨胀而增加的体积外，还能恒定水泵入口压力，保证水泵入口压力稳定。
自然循环热水供暖系统在系统的最高处连接一个膨胀水箱，用来排除系统空气和容纳水受热膨胀而增加的体积。
机械循环系统水平敷设的供水干管应沿水流方向设上升坡度，坡度值不小于0.002，一般为0.003，在供水干管末端最高点处设置集气罐，以便空气能顺利地和水流同方向流动，集中到集气罐处排除。
自然循环上供下回式热水供暖系统的供水干管应设沿水流方向下降的坡度，坡度值为0.5%～1.0%，空气能够逆着水流方向向高处聚集。
自然循环上供下回式热水供暖系统可通过设在供水总立管最上部的膨胀水箱排空气。
（5）机械循环系统如果像自然循环系统那样，将膨胀水箱接在供水总立管上会产生什么危害？
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项目一：室内热水供暖工程施工模块一：识读、绘制室内热水供暖系统施工图单元1 热水供暖系统形式1-1-1-1自然循环热水供暖系统工作原理及系统形式1.自然循环热水供暖系统的工作原理图 1-1-1为自然循环热水供暖系统的工作原理图。
图中假设系统有一个加热中心（锅炉）和一个冷却中心（散热器），用供、回水管路把散热器和锅炉连接起来。
在系统的最高处连接一个膨胀水箱，用来容纳水受热膨胀而增加的体积。
运行前，先将系统内充满水，水在锅炉中被加热后，密度减小，水向上浮升，经供水管道流入散热器。
在散热器内热水被冷却，密度增加，水再沿回水管道返回锅炉。
在水的循环流动过程中，供水和回水由于温度差的存在，产生了密度差，系统就是靠供、回水的密度差作为循环动力的。
这种系统称为自然（重力）循环热水供暖系统。
图1-1-1 自然循环热水供暖系统工作原理图1-热水锅炉 2-供水管路 3-膨胀水箱 4-散热器 5-回水管路2．自然循环热水供暖系统的形式特点图1-1-2是自然循环热水供暖系统的两种主要形式，左侧立管为双管上供下回式系统；右侧立管为单管上供下回式（顺流式）系统。
上供下回式系统的供水干管敷设在所有散热器之上，回水干管敷设在所有散热器之下。
图1-1-2 自然循环热水供暖系统1-回水立管 2-散热器回水支管 3-膨胀水箱连接管 4-供水干管5-散热器供水支管 6-供水立管 7-回水干管 8-充水管（接上水管）9-止回阀 10-泄水管（接下水道） 11-总立管（1）自然循环双管上供下回式系统，其特点是：各层散热器都并联在供、回水立管上，热水直接流经供水干管、立管进入各层散热器，冷却后的回水经回水立管、干管直接流回锅炉，如果不考虑水在管道中的冷却，则进入各层散热器的水温相同。
分析该系统循环作用压力时，因假设锅炉是加热中心，散热器是冷却中心，可以忽略水在管路中流动时管壁散热产生的水冷却，认为水温只是在锅炉和散热器处发生变化。
（2）自然循环单管上供下回式系统，其特点是：热水进入立管后，由上向下顺序流过各层散热器，水温逐层降低，各组散热器串联在立管上。
《供热工程》习题集第1章供暖系统的设计热负荷1．什么是采暖设计热负荷?工程计算中通常考虑哪些热量？2．什么是围护结构的传热耗热量? 分为哪两部分？3．匀质材料和非匀质材料的围护结构传热系数各怎样计算？4．什么是围护结构的最小热阻和经济热阻？怎样检验围护结构内表面温度和围护结构内表面是否会结露?5．冷风渗透耗热量与冷风侵入耗热量是一回事吗？6．写出房间围护结构基本耗热量的计算公式.说明各项的意义,在什么情况下对供暖室内外计算温差要进行修正? 如何确定温差修正系数？7．为什么要对基本耗热量进行修正，修正部分包括哪些内容，各自的意义如何。
8．高层建筑的热负荷计算有何特点? 说明高层建筑冷风渗透耗热量的计算方法与低层建筑的有什么不同?分别说明热压作用,风压作用及综合作用原理图.9．什么是值班供暖温度?10．目前我国室外供暖计算温度确定的依据是什么？11。
围护结构中空气间层的作用是什么，如何确定厚度。
12。
地面及地下室的传热系数如何确定。
13。
分户计量供暖系统供暖设计热负荷有何特点，如何计算14. 建筑物围护结构节能设计应考虑哪些问题，为什么。
15。
什么是建筑物的体形系数，如何考虑体形系数的取值。
16 ．试计算某建筑物一个房间的热负荷,见图3 。
已知条件：建筑物位于天津市区; 室温要求维持16o C ;建筑物构造：外墙为370mm 砖墙(内抹灰20mm ）；地面—水泥（不保温）；外门、窗- 单层玻璃,木制；屋顶- 带有望板和油毡的瓦屋面,其天花板的构造如图4 所示。
1- 防腐锯末,δ =0.18m λ = 0.11kcal/（m · h ·o C) ；2—木龙骨0。
05 × 0.05m ,λ =0.15 kcal/(m · h ·o C) ；3—板条抹灰δ =0。
02m λ = 0。
45kcal/(m · h ·o C）。
图3图4第2章供暖系统的散热设备1.散热设备有哪几种类型；辐射供暖的特点与分类.2. 散热器有哪些类型,对散热器的基本要求是什么。
热水采暖系统工作原理
热水采暖系统是一种常见的供暖方式，其工作原理主要分为热水循环、供热和回水三个部分。
在热水循环部分，系统中的热水通过管道输送到供暖区域。
通常情况下，这些管道是埋在地板板层下或墙壁内，以保持供暖设备的连接和供热区域的散热。
供热部分是系统中的核心部分，一般由热水锅炉或热水炉组成。
这些设备通过燃烧燃气或油料来加热水，使其提供所需的热量。
加热后的热水通过管道输送到供暖区域，将热量传递给供暖区域的各个部分。
回水部分是供热过程的最后阶段，将冷却的热水从供暖区域输送回锅炉或炉灶，以继续加热。
这个循环过程将持续进行，直到进入供暖区域的热水达到所需的温度。
除了以上基本原理外，热水采暖系统还包括一些附加设备，如循环泵、阀门和控制器等。
循环泵用于推动热水在管道中循环，以保持供暖区域的稳定温度。
阀门和控制器则用于调节和控制热水的流动和温度，以满足不同供暖需求和节能要求。
总体而言，热水采暖系统通过循环、供热和回水三个部分的协调工作，将热水的热量传递到供暖区域，以提供舒适的室内温暖。
该系统具有高效、稳定和可控性的特点，因此被广泛应用于居住建筑和企业机构等各种场所。
自然循环热水供暖系统的工作原理自然循环热水供暖系统是一种利用自然法则，通过自然循环来实现热水供暖的系统。
其工作原理基于热水的热胀冷缩特性，利用热水的自然循环来实现热能的传递和供暖。
一、系统构成自然循环热水供暖系统主要由锅炉、水箱、散热器、水泵、管道等组成。
其中，锅炉是热水的加热源，水箱储存加热好的热水，散热器用于将热水的热能释放到空气中，水泵则用于帮助热水完成循环，管道则连接各个组件，将热水从锅炉输送到散热器再回流到水箱。
二、工作原理自然循环热水供暖系统的工作原理基于自然循环原理和热水的热胀冷缩特性。
当锅炉加热热水，热水因受热而体积膨胀，从而形成一个热水流，流向散热器；散热器将热水的热能释放到空气中，热水因受冷而体积缩小，成为一个冷水流，流回水箱。
在这个过程中，不需要外力的干预，热水自然地完成了循环，从而实现了供暖。
三、系统特点自然循环热水供暖系统具有以下特点：1.节能环保：由于不需要额外的电力或燃料来帮助热水完成循环，因此省去了能源的浪费。
2.维护成本低：由于系统中没有复杂的机械装置，因此维护和保养成本较低。
3.运行安全可靠：由于系统的运行不需要外力干预，因此不会出现电力故障或机械故障等问题。
4.供暖效果好：由于热水的自然循环，使得供暖效果更加均匀，不易出现局部温差。
四、应用范围自然循环热水供暖系统适用于中小型建筑物，如别墅、公寓等。
由于其不需要外力干预，因此在建筑物布局较为自由的情况下更为适用。
自然循环热水供暖系统是一种简单、可靠、节能、环保的供暖方式，适用于中小型建筑物。
在今后的发展中，自然循环热水供暖系统有望得到更广泛的应用。
项目一：室内热水供暖工程施工
模块一：识读、绘制室内热水供暖系统施工图
单元1 热水供暖系统形式
1-1-1-1自然循环热水供暖系统工作原理及系统形式
1.自然循环热水供暖系统的工作原理
图 1-1-1为自然循环热水供暖系统的工作原理图。
图中假设系统有一个加热中心（锅炉）和一个冷却中心（散热器），用供、回水管路把散热器和锅炉连接起来。
在系统的最高处连接一个膨胀水箱，用来容纳水受热膨胀而增加的体积。
运行前，先将系统内充满水，水在锅炉中被加热后，密度减小，水向上浮升，经供水管道流入散热器。
在散热器内热水被冷却，密度增加，水再沿回水管道返回锅炉。
在水的循环流动过程中，供水和回水由于温度差的存在，产生了密度差，系统就是靠供、回水的密度差作为循环动力的。
这种系统称为自然（重力）循环热水供暖系统。
图1-1-1 自然循环热水供暖系统工作原理图
1-热水锅炉 2-供水管路 3-膨胀水箱 4-散热器 5-回水管路
2．自然循环热水供暖系统的形式特点
图1-1-2是自然循环热水供暖系统的两种主要形式，左侧立管为双管上供下回式系统；右侧立管为单管上供下回式（顺流式）系统。
上供下回式系统的供水干管敷设在所有散热器之上，回水干管敷设在所有散热器之下。
图1-1-2 自然循环热水供暖系统
1-回水立管 2-散热器回水支管 3-膨胀水箱连接管 4-供水干管
5-散热器供水支管 6-供水立管 7-回水干管 8-充水管（接上水管）
9-止回阀 10-泄水管（接下水道） 11-总立管
（1）自然循环双管上供下回式系统，其特点是：各层散热器都并联在供、回水立管上，热水直接流经供水干管、立管进入各层散热器，冷却后的回水经回水立管、干管直接流回锅炉，如果不考虑水在管道中的冷却，则进入各层散热器的水温相同。
分析该系统循环作用压力时，因假设锅炉是加热中心，散热器是冷却中心，可以忽略水在管路中流动时管壁散热产生的水冷却，认为水温只是在锅炉和散热器处发生变化。
（2）自然循环单管上供下回式系统，其特点是：热水进入立管后，由上向下顺序流过各层散热器，水温逐层降低，各组散热器串联在立管上。
每根立管（包括立管上各组散热器）与锅炉、供回水干管形成一个循环环路，各立管环路是并联关系。
3. 热水供暖系统的排空气问题
无论是自然循环还是机械循环热水供暖系统，都应考虑系统充水时，如果未能将空气完全排净，随着水温的升高或水在流动中压力的降低，水中溶解的空气会逐渐析出，空气会在管道的某些高点处形成气塞，阻碍水的循环流动。
空气如果积存于散热器中，散热器就会不热。
另外，氧气还会加剧管路系统的腐蚀。
所以，热水供暖系统应考虑排空气的问题。
4. 自然循环上供下回式热水供暖系统排空气及供回水干管的坡度设置
在自然循环系统中，水的循环作用压力较小，流速较低，水平干管中水的流速小于0.2m /s，而干管中空气气泡的浮升速度为0.1～0.2 m/ s ，立管中约为0.25 m / s ，一般超过了水的流动速度。
此外，自然循环上供下回式热水供暖系统的供水干管应设沿水流方向下降的坡度，坡度值为0.5%～1.0%。
散热器支管也应沿水流方向设下降坡度，坡度值为1%，因此空气能够逆着水流方向向高处聚集。
自然循环上供下回式热水供暖系统可通过设在供水总立管最上部的膨胀水箱排空气。
回水干管应该有向锅炉方向下降的坡度，以便于系统停止运行或检修时，能通过回水干管顺利泄水。
