哈工大-供熱工程-第3章__熱水供暖系統(tǒng)

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1、第三章熱水供暖系統(tǒng)定義：以熱水作為熱媒的供暖系統(tǒng)，稱為熱水供暖系統(tǒng)。適用范圍：民用建筑、公共建筑、工業(yè)企業(yè)的輔助建筑。分類1.按循環(huán)動力分：自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)2.按立管數(shù)分：單管熱水供暖系統(tǒng)雙管熱水供暖系統(tǒng)3.按管道敷設(shè)方式：垂直式熱水供暖系統(tǒng)水平式熱水供暖系統(tǒng)4.按熱媒溫度分：高溫水熱水供暖系統(tǒng)（t?100℃)低溫水熱水供暖系統(tǒng)(t≤100℃)世界其他國家高溫水標(biāo)準(zhǔn)（℃）低溫水中溫水高溫水美國?120120-176?176日本?110110-150?150德國≤110?110原蘇聯(lián)≤115?1153-1

2、重力(自然)循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)一、工作原理及作用壓力分析1.工作原理假設(shè)整個系統(tǒng)只有一個放熱中心l(散熱器)和一個加熱中心2(鍋爐)，用供水管3和回水管4把爐與散熱器相連接。在系統(tǒng)的最高處連接一個膨脹水箱5，用以容納受熱后膨脹的水體積。在系統(tǒng)工作之前，先將系統(tǒng)中充滿冷水。當(dāng)水在鍋爐內(nèi)被加熱后，密度減小，同時受散熱器流回來密度較大的回水的驅(qū)動，使熱水沿供水干管上升，流入散熱器。在散熱器內(nèi)水被冷卻，再沿回水干管流回鍋爐。這樣形成如圖3-l箭頭所示的方向循環(huán)流動。圖3．1重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)工作原理圖1一散熱器；2一熱水鍋爐；3一供水

3、管路4～回水管路；5一膨脹水箱2.作用壓力分析忽略管道散熱，認(rèn)為系統(tǒng)只有一個加熱中心和一個冷卻中心在底部斷面兩側(cè)作用壓力分別為P左和P右，依據(jù)流體靜力學(xué)的原理，則有P左=h1ρɡɡ+hρɡɡ+h0ρhɡP右=h1ρɡɡ+hρhɡ+h0ρhɡ?P=P右-P左=hρhɡ-hρɡɡ=hɡ(ρh-ρɡ)Pa(3-1)結(jié)論：供暖系統(tǒng)作用壓頭?P與鍋爐和散熱器的高差h、供回水溫度對應(yīng)的供回水密度ρɡ、ρh有關(guān)。當(dāng)h=1m時，對于95/70℃的自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)，其作用壓頭?P=1x9.81x（977.81-961.92）=156Pa二、

4、系統(tǒng)主要圖示1.雙管系統(tǒng)圖3-2中（a）2.單管系統(tǒng)圖3-2中（b）特點(diǎn)：坡度（0.005-0.01）較大，便于空氣排除。坡向，供水用于排氣；回水用于排水。區(qū)別：雙管系統(tǒng)每一支管設(shè)一閥門；單管系統(tǒng)只在立管上下各設(shè)一個閥門，而支管上則不設(shè)閥門圖3—2重力循環(huán)供暖系統(tǒng)(a)雙管上供下回武系統(tǒng)，(b)單管顧流式系統(tǒng)1-總立管；2-供水千管，3-供水立管，4-散熱器供水支管5-數(shù)熱器器回水支管，6-回水立管，7-回水干管，8-膨脹水箱連接管，9-充水管(接上水)10-泄水管(接下水)11一止回閱三、系統(tǒng)作用壓力計算1、雙管系統(tǒng)一層二層

5、一、二層作用壓力差：h2h1該附加壓力造成了上下樓層間的垂直失調(diào)圖3-3作用壓力計算圖垂直失調(diào)：同一立管豎向各層房間室溫出現(xiàn)上下冷熱不均的現(xiàn)象水平失調(diào)：同一樓層水平方向各房間市溫出現(xiàn)冷熱不均的想象2、單管系統(tǒng)推導(dǎo)過程略，作用壓力計算公式如下：寫成通式：圖3-4作用壓力計算圖Pa(3-2)H1式中N-循環(huán)環(huán)路中冷卻中心總數(shù)（樓層數(shù)）-冷卻中心（樓層）順序數(shù);g-重力加速度m/s2,取值為9.81;-供水的密度，Kg/m3;-回水的密度，Kg/m3；-計算冷卻中心（樓層）流出水的密度，Kg/m3；-計算冷卻中心（樓層）上一層流出水

6、的密度，Kg/m3。-計算冷卻中心（樓層）到下加熱中心（鍋爐）的距離,m-計算冷卻中心（樓層）到下一個中心（樓層）的距離,m3.綜合作用壓力公式考慮管道散熱冷卻影響引入附加后的公式：ΔРZ=ΔР+ΔРfPa(3-3)式中ΔР–由公式（3-3）計算得出得的作用壓力，Pa;ΔРf-考慮管道冷卻的附加壓力，Pa。4.特殊情況下的作用壓力計算仍采用公式（3-2），但注意用下半部分高度以H表示的公式。其中H3在鍋爐以下部分H值應(yīng)取負(fù)值H2H1圖3-5作用壓力計算圖3-2機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)由水泵提供熱水循環(huán)動力一、系統(tǒng)特點(diǎn)1.作用半徑大

7、，供暖范圍大；2.管徑d較小，管內(nèi)流速較大；3.檢修量大，耗電多.該系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣泛的一種供暖系統(tǒng)二、系統(tǒng)型式1.雙管上供下回式左側(cè)ⅠⅡ立管只適用于較低層數(shù)的建筑，對高層建筑易產(chǎn)生垂直失調(diào)右側(cè)ⅢⅣⅤ立管為單管上供下回式，詳見圖3-8圖3—6機(jī)械循環(huán)上供下回式熱水供暖系統(tǒng)1-熱水鍋爐；2-循環(huán)水泵I；3-集氣裝置；4-膨脹水箱2.雙管下供下回式優(yōu)點(diǎn)：干管設(shè)在地下室地溝內(nèi)，無效熱損失?。皇┕づc土建同步，便于協(xié)調(diào)；供水在下，可減少垂直失調(diào)。缺點(diǎn)：排氣比較困難，手動排氣、水箱排氣和集氣罐排氣相結(jié)合圖3—7機(jī)械循環(huán)下供下同式系統(tǒng)1一

8、熱水鍋爐；2一循環(huán)水泵；3一集氣罐4一膨脹水箱；5一空氣管；6一冷風(fēng)閥3.單管上供下回式（單管順流式）優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、施工方便造價低，系統(tǒng)本身沒有雙管系統(tǒng)的垂直失調(diào)。目前應(yīng)用非常廣泛缺點(diǎn)系統(tǒng)無法局部調(diào)節(jié)，由于其他原因影響，仍存在垂直失調(diào)。不適應(yīng)分戶控制、分戶計量的要求。圖3-8