第三章热水采暖系统教学内容

一、自然循环热水采暖系统
1.5 重力循环系统作用压力的计算
1.双管热水供暖系统作用压力的计算
上层: △P2＝g(h1+h2)(ρh－ρg) 下层: △P1＝gh1(ρh－ρg) △P=△P2－△P1＝gh2(ρh－ρg)
（△P2﹥△P1）
△Pi＝gHi(ρh－ρg)
一、自然循环热水采暖系统
• 自然循环热水采暖双管系统特点:
•
由于各层散热器与锅炉的高差不同，将形成上
层作用压力大，下层作用压力小的现象。如选用不
同管径仍不能使各层阻力损失达到平衡，由于流量
分配不均，必然要出现“上热下冷”的现象。
• 在供暖建筑物内，同一竖向的各层房间的室温不符
合设计要求的温度，而出现上下层冷热不均的现象，
称为系统“垂直失调”。
一、自然循环热水采暖系统
一、自然循环热水采暖系统
1.4 设计注意事项
(1)一般情况下，自然循环系统的作用半径不宜超过50m。 (2)通常宜采用上供下回式，锅炉位置应尽可能降低，以
增大系统的作用压力。 (3)系统的供水干管必须有向膨胀水箱方向上升的流向。
其反向坡度为0.5%~1.0%。散热器支管的坡度一般 取1.0%。 (4)回水干管应有向锅炉方向的向下坡度。 (5)不论采用单管系统还是双管系统，自然循环的膨胀水 箱应设置在系统供水总立管顶部(距供水干管顶标高 300～500mm处)。
第三章热水采暖系统
前言
热水采暖系统分类
按循环 动力分
自然（重力） 循环系统
按管道敷 设方式分
机械循环系统
按供、回 水方式分
单管系统 双管系统
垂来自百度文库系统 水平系统
第1节 传统室内热水供暖系统
一、 自然循环热水采暖系统 1.1 自然循环热水采暖系统的工作原理
P 右 g (h 0h hh h 1g) P 左 g (h 0h hg h 1g)
在工程计算中，首先采用简化计算方法，先只考虑水 在散热器内冷却时产生的作用压力，然后再考虑在不同情 况下，由于管路散热，水温沿途变化，而加上一个附加压 力。
一、自然循环热水采暖系统
pzhppf
⊿pf ——水在循环环路管道中冷却产生的附加压力。（与系
统供水管路的布置状况、楼层高度、所计算的散热器与锅炉 之间的水平距离等因素有关）,见附录3-2。jiyhu
(2)单管系统运行期间，也会出现垂直失调，其原因是 由于各层散热器的传热系数随各层散热器平均计算温度差的 变化程度不同。
一、自然循环热水采暖系统
1.6 附加作用压力
实质上水的温度和密度沿循环环路不断变化，它不仅 影响各层散热器的进、出口水温，同时也增大了循环作用 压力。由于重力循环作用压力不大，在确定实际循环作用 压力大小时，需考虑水在管路中冷却所产生的作用压力。
1.3 自然循环热水采暖系统的其它型式 型式1 型式2 型式3
一、自然循环热水采暖系统
自然循环系统的特点：
（1）在供水立管、系统最高处安装膨胀水箱。膨胀水箱 的作用为： 1）容纳系统里热膨胀水。 2）排除系统内的空气（主要为水中溶解的空气和 系统里的空气） 。
(2)重力循环热水供暖系统维护管理简单，不需消耗电 能。但由于其作用压力小、管中水流速度不大，所以 管径就相对大一些，作用范围也受到限制。
P P 右 -P 左 gh h (g)
循环作用压力△P
图1-1 自然循环热水采暖系统工作原理图
一、自然循环热水采暖系统
1.2 自然循环热水采暖系统的基本型式
图1-2中(a)、(b)是自然循环热 水采暖系统的两种主要型式。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1-2 自然循环热水采暖系统 (a)双管上供下回式系统； (b)单管上供下回式系统
l-总立管；2-供水干管；3-供水立管；4-散热器 供水支管；5-散热器回水支管；6-回水立管；7回水干管；8-膨胀水箱连接管；9-充水管(接上 水管)；l0-泄水管(接下水道)；ll-止回阀
一、自然循环热水采暖系统
ti：流出第i组散热器的水温
∑Q：立管所担负的全部热负荷 ∑Qi：沿水流方向，在第i组（包括i组） 散热器前的全部散热器的散热量
一、自然循环热水采暖系统
单管系统特点： (1)在单管系统中，各层散热器的进出口水温是不相等
的。越到下层进水温度越低，因而各层散热器的传热系数值 也不相等,越到下层越小，所以单管系统散热器总面积一般比 双管系统的稍大些。
(1）各层散热器的供、回水温度相同。 (2）供水温度较单管高，散热器面积相应小。 (3）可进行局部调节。 (4）垂直失调严重，机械循环系统也是如此。
双管系统垂直失调的原因是通过各层的循环作用压 力不同。而且楼层数越多，垂直失调越严重，所以双管 系统不宜用在超过4层的系统中。
一、自然循环热水采暖系统
二、机械循环热水采暖系统
图2-1为机械循环上供下回式系统 1-热水锅炉；2-散热器；3-膨胀水箱；4-供水管；5-回水管；6-集气罐；7-循环水泵
二、机械循环热水采暖系统
（3）排气方式不同。机械循环系统中水流速度较大，一般 都超过水中分离出的空气泡的浮升速度，易将空气泡带入 立管引起气塞。所以机械循环上供下回式系统水平敷设的 供水干管应沿水流方向设上升坡度，坡度宜采用0.003， 不得小于0.002。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。
2、重力循环单管系统
循环作用压力
n
n
p gi h ig giH ii 1
i 1
i 1
ρi：流出第i组散热器的水的密度
结论：每一根立管只有一个重力循环 作用压力，而且即使最低层散热器低 于锅炉中心，也可能使水循环流动。
一、自然循环热水采暖系统
单管系统回水温度的求法： 计算依据：在整根立管中，流过 每一管段和每组散热器的流量都 相等。
例题3-1，P71
二、 机械循环热水采暖系统
2.1 机械循环热水采暖系统的工作原理
图2-1为机械循环上供下回式系统，系统中设置了循 环水泵、膨胀水箱、集气罐和散热器等设备。现比较机械 循环系统与自然循环系统的主要区别： （1）循环动力不同。机械循环系统靠水泵提供动力，强制 水在系统中循环流动。循环水泵一般设在锅炉入口前的回 水干管上，该处水温最低，可避免水泵出现气蚀现象。 （2）膨胀水箱的连接点和作用不同。机械循环系统膨胀水 箱设置在系统的最高处，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，保证采暖系统 压力稳定。