学习_第5章室内蒸汽供热系统

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供热与供燃气
2 膨胀水箱及膨胀罐 热水采暖系统一般都设膨胀水箱，用来收贮水的膨胀体积 和补充水的冷却收缩体积。膨胀罐是一种闭式的膨胀水箱，它 与热水采暖系统的连接点和膨胀水箱一样，但可落地安装。
膨胀水箱上各种管道示意
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供热与供燃气
膨胀水箱的有效容积可按下式确定：
式中:Vp—膨胀水箱的有效容积（L）； a—水的体积膨胀系数，a＝0.0006； Δ t—系统中的水温波动值，Δ t＝75℃； Vs—系统的水容量（ L ），可按供给 1KW 热量所需设备的水容积估算。
引入管敷设法
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5.6燃气供应
供热与供燃气
2 燃气用具
生活用燃气用具包括灶具、燃气计量表、液化石油气供 应气瓶、角阀等。 （1）燃气计量表 燃气计量表俗称煤气表。 按用途划分有：焦炉煤气表、液化石油气燃气表和两用燃气表； 按工作原理划分有：容积式、流速式两种； 按形式划分有：干式、湿式两种。
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供热与供燃气
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供热与供燃气
5.4 高层建筑供暖的特点 1 高层建筑热负荷的特点 (1）围护结构的传热系数不同
高层部分围护结构的传热系数变大。 原因：高层部分外表面的对流换热系数比较大；因此高层 部分外表面的辐射换热系数也显著增大。
（2）室外空气进入量不同 原因：室外风速随高度增加而增加；受风压影响的冷风渗 透耗热量也不同。
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3 其他附件
供热与供燃气
除去散热器和膨胀水箱外，其他附件还包括：集气罐、除污 器、疏水器、减压阀、安全阀等。
自动集气罐（阀）
恒温型疏水器
热动力式疏水器
浮桶式疏水器
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1 干管
供热与供燃气
5.4 供暖系统管网的布置
对于上供式供暖系统： 供热干管暗装时应布置在建筑物顶部的设备层中或吊顶内； 明装时可沿墙敷设在窗过梁和顶棚之间的位置； 布置供热干管时应考虑到供热干管的坡度和集气罐的设置要求。

由此可见，自然循环热水采暖系统的循环作用压力 的大小取决于水温(水的密度)在循环环路的变化状 况。在分析作用压力时，先不考虑水在沿管路流动 时的散热而使水不断冷却的因素，认为在图3.2中的 循环环路内水温只在锅炉和散热器两处发生变化。
图3.2 自然循环热水采暖系统工作原理图 1.散热器；2.热水锅炉；3.热水管路；4.回水管路；5.膨胀水箱
3.1. 热水采暖系统 1.自然循环系统 (1) 自然循环热水采暖的工作原理及其作用压力 图3.2是自然循环热水采暖系统的工作原理图。在 图中假设整个系统只有一个放热中心1(散热器)和一 个加热中心2(锅炉)，用供水管3和回水管4把锅炉 与散热器相连接。在系统的最高处连接膨胀水箱5， 用它容纳水在受热后膨胀而增加的体积。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，同时受从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3.2中箭头所示的方向循环流动。

1) 热水采暖系统。以热水为热媒的采暖系统， 主要应用于民用建筑。
2) 蒸汽采暖系统。以水蒸气为热媒的采暖系统， 主要应用于工业建筑。 3) 热风采暖系统。以热空气作为热媒向室内供 应热量的采暖系统，主要应用于大型工业车间。


(2) 按设备相对位置分类 1) 局部采暖系统。热源、热网、散热器三部分 在构造上合在一起的采暖系统。 2) 集中采暖系统。热源和散热设备分别设置， 用热网相连接，由热源向各个房间或建筑物供 给热量的采暖系统。 3) 区域采暖。由一个热源向几个厂区或城镇集 中供应热能的系统。 (3) 按系统敷设方式分 按系统管道的敷设方式的不同，可分为垂直式 和水平式系统。

热水供热系统的适用范围广泛，可以满 足不同规模和类型的建筑供暖需求。
热水供热系统的运行成本较低，因为热 水可以在管道中循环使用，减少了能源 浪费。
特点
热水供热系统的热效率较高，因为水的 比热容较大，可以吸收和释放更多的热 量。
热水供热系统的组成
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02
03
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热源
热水供热系统的热源可以是锅 炉、太阳能、地热等，负责将 水加热成热水。
能耗监测
安装能耗监测系统，实时监测系统的能耗情 况，为节能减排提供数据支持。
合理调度
根据实际需要调整供热负荷，避免能源浪费 。
THANK YOU
感谢聆听
运行维护成本
由于蒸汽供热系统的设备通常 更为复杂，其运行维护成本通 常比热水供热系统高。
能源成本
在能源价格方面，蒸汽供热系 统的能源成本通常比热水供热 系统高，因为蒸汽发生器需要 消耗更多的能量。
环境影响比较
1 2
污染物排放
蒸汽供热系统通常会产生更多的污染物，如SO2 、NOx和颗粒物等，而热水供热系统的污染物排 放相对较低。
蒸汽供热系统的应用场景
工业生产
在工业生产中，蒸汽供热系统被广泛应用于玻璃、 陶瓷、化工等行业。
商业建筑
商业建筑中，蒸汽供热系统可用于供暖、空调等。
民用住宅
在民用住宅中，蒸汽供热系统也可用于供暖、热水 等。
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热水供热系统与蒸汽供热系统的比较
能耗比较
80%
燃料消耗
蒸汽供热系统的燃料消耗通常比 热水供热系统高，因为蒸汽发生 器需要消耗更多的能量来产生蒸 汽。
100%
热能利用率
热水供热系统的热能利用率通常 比蒸汽供热系统高，因为热水在 传输过程中不会像蒸汽一样散失 热量。

1
2
引入K值因素：
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此外，对间歇工作的疏水器(如浮筒式疏水器)，选择倍率K值应适当，以避免疏水器间歇频率太大，阀孔及阀座很快磨损。
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不同热用户系统的输水器选择倍率K值，可查表7-1。
引入K值因素：
3．疏水器前、后压力的确定原则
疏水器前的表压力P1取决于疏水器在蒸汽供热系统中连接的位置。 (1)当疏水器用于排除蒸汽管路的凝水时，P1＝Pb，此处Pb表示疏水点处的蒸汽表压力 (2)当疏水器安装在用热没备(如热交换器暖风机等)的出口凝水支管上时，P1=0.95Pb，此处Pb表示用热设备前的蒸汽表压力。
如采用高温水130/70 ℃供暖，每1kg水放出的热量为Q=c△tG =251.2kJ／kg。 采用蒸汽表压力200kPa供热，相应的汽化潜热r＝2164kJ／kg。
蒸汽和凝水在管路里流动时，会伴随相态变化 。
湿饱和蒸汽在沿途产生凝水；湿饱和蒸汽经过阀门等节流后可能成为干饱和蒸汽或过热蒸汽；凝水重新汽化，产生“二次蒸汽”。
引起系统中出现所谓“跑、冒、滴、漏’’问题。蒸汽供暖系统比热水供暖系统在设计和运行管理上较为复杂。
蒸汽供暖系统中的蒸汽比容，较热水比容大得多。
通常可采用比热水流速高得多的速度。可大大减轻前后加热滞后的现象。
水静压力比热水系统小。 如：在高层建筑供暖中，不会像热水供暖那样，产生很大的水静压力。
4、蒸汽供暖系统中的散热器热媒平均温度高。 例如： 高温水130/70 ℃供暖系统的散热器热媒平均温度为（130+70）/2=100 ℃； 采用蒸汽表压力200kPa供热，散热器热媒平均温度为133.5℃；
01
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两种回水方式的比较： 与余压回水方式相比，设置二次蒸发器的凝水回收方式设备增多，但它可避免室外余压水系统汽水两相流动易产生水击，高低压凝水合流相互干扰，外网管径较粗等缺点。

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❖ 3.按系统的管道敷设方式不同，可分为垂直式系统和水
平式系统。
❖ 4.按热媒温度不同，可分为低温热水供暖系统（热水温
度 低 于 100℃ ） 和 高 温 热 水 供 暖 系 统 （ 热 水 温 度 高 于 100℃）。
室内热水供暖系统大多采用低温水作为热媒。设 计供、回水温度多采用95℃/70℃（也有采用85℃/60℃ ）。高温水供暖系统一般宜在生产厂房中应用。设计供 、回水温度大多采用120～130℃/70～80℃。
见 图3-1
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ห้องสมุดไป่ตู้ 5
ρg 3
2
A
P左
P右
A
h0
h
h1
断面A-A右侧的水柱压力为
P 右 g (h 0h hh h 1g)
1 断面A-A左侧的水柱压力为
4 P 左 g(h 0hhgh 1g)
ρh
❖ 作用压力
P P 右 P 左 ＝ g(h hg )
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❖ 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 水柱密度差。如果取供水温度95℃，回水70℃；则每m高差 可产生的作用压力为： 9.81×1×（977.81－961.92）=156 Pa
统的最高点，通过设在最高点的排气装置，将空气排出系统 外。供回水干管的坡度宜采用0.3％，不得小于0.2％。回 水干管的坡向与自然循环系统相同，应使系统水能顺利排出 。
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2.垂直式——机械循环下供下回式双管系统
❖ 系统的供水和回水干管都敷设在底层散热器下面。在设有地 下室的建筑物中或在平屋顶建筑棚下难以布置供水干管的场 合，常采用下供下回式系统。
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1.1 重力（自然）循环热水供暖系统
1. 系统工作原理及其作用压力

高压蒸汽供暖系统蒸汽压力高，设计与管理不当时，漏汽量大，水击 危害严重，维修工作量多。
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高压蒸汽供暖系统凝水回收方式
高压蒸汽供暖系统凝水回收方式，根据凝水回流动力的 不同，分成余压回水和加压回水；根据凝水箱是否与大气 相通，分为开式和闭式。
❖ 余压回水凝结水回收系统 ❖ 加压回水凝结水回收系统 ❖ 开式凝结水回收系统 ❖ 闭式凝结水回收系统
❖ 在机械循环系统中，由于作用半径较大，连接立管较多， 因而通过各个立管环路的压力损失较难平衡。有时靠近总 立管最近的立管即使选用了最小的管径DN15，仍有很多剩 余压力。初调节不当时，会出现近处立管流量超过要求， 而远处立管流量不足。在远近立管处出现流量失调而引起 在水平方向冷热不均的现象，称为系统的水平失调。
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1.分层式供暖系统 （1）在垂直方向上分为
两个或两个以上的独立 系统 （2）双水箱分层式供暖 系统
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2.双线式系统 （1）垂直双线式单管热水供暖系统 （2）水平双线式热水供暖系统
3.单双管混合式系统
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二 蒸汽供暖系统
蒸汽供暖系统原理
蒸汽作为热媒的特点：
❖ 蒸汽的放热量远大于热水的放热量 ❖ 散热设备内热媒温度高 ❖ 状态参数发生改变 ❖ 蒸汽的密度小 ❖ 蒸汽的热惰性小
第二讲 热水供暖系统 与蒸汽供暖系统
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Contents
一、热水供暖系统 二、 蒸汽供暖系统
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一 热水供暖系统
❖ 定义：热水供暖系统 ❖ 优点：卫生、节能 ❖ 分类：
1）循环动力：重力循环与机械循环 2）供回水方式：单管与双管 3）管道敷设：垂直式与水平式 4）热媒温度：低温水供暖与高温水供暖 5）管路连接及热媒流经路程：同程式与异程式 6）收费制度：常规系统与分户热计量

集中制备，管道输送到个配水点。 供水范围大，热水集中制备，管道输送到个配水点。 适用： 适用： 适用于使用要求高，耗热量大， 适用于使用要求高，耗热量大，用水点多且分布 较密集的建筑。 较密集的建筑。 热源： 热源： 应首先利用工业余热、废热、地热和太阳热， 应首先利用工业余热、废热、地热和太阳热，如 无以上热源， 无以上热源，应优先采用能保证全年供热的城市热力 管网或区域性锅炉房供热。 管网或区域性锅炉房供热。
第5讲
建筑内部热水供应系统概述 总目录
本章目录
§5.2 加热设备和器材 §5.2.1 加热设备
加热设备有小型锅炉、 加热设备有小型锅炉、水加热器 小型锅炉 1. 小型锅炉 根据燃料分为：燃煤、燃油、 根据燃料分为：燃煤、燃油、燃气 根据外形分为：立式、 根据外形分为：立式、卧式 立式锅炉分为： 立式锅炉分为： 横水管、横火管（考克兰）、直水管、 ）、直水管 横水管、横火管（考克兰）、直水管、弯水管 卧式锅炉分为： 卧式锅炉分为： 外燃回水管、内燃回水管（蓝开夏）、 ）、快装卧式内燃 外燃回水管、内燃回水管（蓝开夏）、快装卧式内燃
§5.1.1
热水供应系统的分类和组成 热水供应系统的分类和组成
冷水箱
3c 不循环供水方式
膨胀排气管
加热器
第5讲
建筑内部热水供应系统概述 总目录
本章目录
§5.1 热水供应系统的分类和组成及供水方式 §5.1.1 供水方式的选择 热水供应系统的分类和组成 热水供应系统的分类和组成
选用何种供水方式应根据建筑物的用途 选用何种供水方式应根据建筑物的用途、热源的 建筑物的用途、 供给情况，热水用水量和卫生器具的布置情况进行技 供给情况，热水用水量和卫生器具的布置情况进行技 术和经济的比较后确定。 术和经济的比较后确定。 图8-1为蒸汽间接加热机械强制全循环干管下行上给的 供水方式， 供水方式，适用于全天供热水的大型公共建筑或工 业建筑 图8-6为热水锅炉直接加热机械强制半循环干管下行上 给的热水供水方式， 给的热水供水方式，适用于定时供水的公共建筑

第五章
建筑内部热水及饮水供应系统
③不循环热水供应方式是指热水供应系统中热水配水管 网的水平干管、立管、配水支管都不设任何循环管道。 适用于小型热水供应系统和使用要求不高的定时热水供 应系统或连续用水系统如公共浴室、洗衣房等。 6）强制循环和自然循环 热水供应管网按循环动力不同，可分为自然循环方 式和机械循环方式。 自然循环方式： 是利用配水管和回水管内的温度差所形成的压力差， 使管网维持一定的循环流量，以补偿热损失，保持一定 的供水温度。因配水管与回水管内的水温差一般为
第五章
建筑内部热水及饮水供应系统
（2）热水供应方式 1）全日供应和定时供应 按热水供应的时间分为全日供应方式和定时供应方式。 全日供应方式： 是指热水供应管网在全天任何时刻都保持设计的循环 水量，热水配水管网全天任何时刻都可正常供水，并能保 证配水点的水温。 定时供应方式： 是指热水供应系统每天定时供水，其余时间系统停止运 行。此方式在供水前，利用循环水泵将管网中已冷却的水 强制循环到水加热器进行加热，达到使用温度才使用。
第五章
建筑内部热水及饮水供应系统
贮热水箱是太阳能热水器的重要组件，其构造同热 水系统的热水箱。贮热水箱的容积按每平方米集热器采 光面积配置热水箱的容积。 太阳能热水器具有结构简单、维护方便、使用安全 、费用低廉等特点，但受天气、季节等影响不能连续稳 定运行，需配贮热和辅助电加热设施，且占地面积较大 。常布置在屋顶上、顶层阁楼上，对于家庭用集热器也 可利用向阳晒台栏杆和墙面设置。
第五章
建筑内部热水及饮水供应系统
2）开式系统和闭式系统 根据热水管网的压力工况不同，可分为开式系统和 闭式系统两类。 开式热水供水方式： 在配水点关闭后系统仍与大气相通。此方式一般在 管网顶部设有开式热水箱或冷水箱和膨胀管，水箱的设 置高度决定系统的压力，而不受外网水压波动的影响， 供水安全可靠、用户水压稳定，但开式水箱易受外界污 染，且占用建筑面积和空间。此方式适用于用户要求水 压稳定又允许设高位水箱的热水系统。

3）铝合金散热器
铝合金散热器是近年来我国工程技术人员在总 结吸收国内外经验的基础上潜心开发的一种新型、 高效散热器。其造型美观大方，线条流畅，占地面 积小，富有装饰性；其质量约为铸铁散热器的1/10， 便于运输安装；其金属热强度高，约为铸铁散热器 的6倍；节省能源，采用内防腐处理技术。
5.3.3 散 热 设 备 安 装
5.3.1 室 外 采 暖 管 道 敷 设 方 式
1.保温材料及制品
5.3.2 采 暖 管 道 的 保 温
2.保温结构及其安装
（1） 架空敷设
（2）
（3） 不通行地沟通行来自沟（4）埋地敷设
5.3.2 采 暖 管 道 的 保 温
3.供热管道保温结构的施工方法
（2）预制式 （3）填充式
（1）涂抹式 （5）捆扎式
（4）浇灌式
5.3.2 采 暖 管 道 的 保 温
1.散热器
1）铁铸散热器
翼形散热器
5.3.3 散 热 设 备 安 装
1）铁铸散热器
柱形散热器
5.3.3 散 热 设 备 安 装
2）铜制散热器
闭式钢串片散热器
5.3.3 散 热 设 备 安 装
2）铜制散热器
板式散热器
5.3.3 散 热 设 备 安 装
高的承压能力。
高温水采暖管道在停止运行时系统内还充满高压 （2） 水，管道温度降低产生收缩，容易产生裂缝，引起泄
漏，施工安装时要非常慎重。
5.2.3 高 温 高 压 水 采 暖 系 统
半通行管沟
通行敷设
不通行管沟
1.管沟敷设
5.3.1 室 外 采 暖 管 道 敷 设 方 式
2.埋地敷设
对于直径DN≤500 mm的热力管道均可采用 埋地敷设。埋地敷设一般用于地下水位以上的土 层内，它是将保温后的管道直接埋于地下，从而 节省了大量建造地沟的材料、工时和空间。管道 应有一定的埋深，外壳顶部的埋深应不小于表5