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1、第七章供暖,7.1 供暖系统概述,7.1.2 热水供暖系统,机械循环热水采暖系统与自然循环系统的主要区别 机械循环采暖系统不同型式及其特点,在系统中设置了循环水泵，靠水泵的机械能，使水在系统中强制循环。增加了系统的经常运行电费和维修工作量；但由于水泵所产生的作用压力很大，因而供暖范围可以扩大。可用于单幢建筑物、多幢建筑，甚至发展为区域热水采暖系统。机械循环热水采暖系统成为应用最广泛的一种采暖系统。,一、机械循环热水采暖系统与自然循环主要区别,二、机械循环热水采暖系统的主要型式,垂直式,水平式,上供下回,单管系统,双管系统,下供下回双管系统,中供式系统,下供上回式（倒流式）系统,混合式系统,顺流
2、式,跨越式,1、机械循环上供下回式采暖系统,上供下回式采暖系统特点,立管、是双管式系统，主要优点是可以调节流量。,立管是单管系统，它的优点是经济好，施工简单，运行管理简单，水力工况稳定。,立管是单管跨越式系统。散热器面积增加，支管装阀门，造价高，施工工序多，多用于需进行局部调节散热器散热量。,立管V,在高层建筑（通常超过六层）中，可采用跨越式与顺流式相结合的系统形式上部几层采用跨越式，下部采用顺流式。,2、下供下回式采暖系统,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。,下供下回式系统排除空气的方式主要有两种
3、：通过顶层散热器的冷风阀手动分散排气。或通过专设的空气管手动或自动集中排气。,机械循环下供下回热水采暖系统,下供下回式采暖系统特点,在地下室布置供水干管，管路直接散热给地下室，无效热损失小。在施工中，每安装好一层散热器即可开始供暖，给冬季施工带来很大方便。排除系统中的空气较易。,3、中供式采暖系统,水平供水干管敷设在系统中部。下部：上供下回；上部：下供下回（左）上供下回（右）,中供式系统可避免由于顶层梁底标高过低,致使供水干管挡住顶层窗户的不合理布置,并减轻了上供下回式楼层过多,易出现垂直失调的现象；但上部系统要增加排气装置。中供式系统可用于加建楼层的原有的建筑物或“品”字形建筑（上部建筑面积
4、少于下部的建筑）供暖上。,4、下供上回式（倒流式）采暖系统,系统的供水干管设在下部，而回水干管设在上部，顶部还设置有顺流式膨胀水箱。,机械循环下供上回（倒流式）热水采暖系统,无需设置集气罐等排气装置（水与空气流动方向一致）。底层散热器的面积减小，便于布置。当采用高温水采暖系统时，可减少布置高架水箱的困难。散热器的面积要比上供下回顺流式系统的面积增多。,下供上回式采暖系统特点,机械循环下供上回（倒流式）热水采暖系统,5、混合式采暖系统,混合式系统是由下供下回式(倒流式)和上供下回式两组串联组成的系统。,由于两组系统串联，系统的压力损失大些。这种系统一般只宜使用在连接于高温热水网路上的卫生要求不高
5、的民用建筑或生产厂房。,6、异程式采暖系统,通过各个立管的循环环路的总长度不相等。这种布置形式称为异程式系统。,异程式系统供、回水干管的总长度短。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。,水平失调,同程式系统,7、同程式采暖系统,为了消除或减轻系统的水平失调，在供、回水干管走向布置方面，可采用同程式系统。同程式系统的特点是通过各个立管的循
6、环环路的总长度都相等。,同程式采暖系统特点,同程式系统,通过最近立管I的循环环路与通过最远处立管的循环环路的总长度都相等。因而压力损失易于平衡。在较大的建筑物中，常采用同程式但同程式系统，管道的用量多于异程式系统。,8、水平式系统,按供水管与散热器的连接方式可分为顺流式和跨越式。这些连接方式，在机械循环和重力循环系统中都可应用。,单管水平串联式图 单管水平跨越式1冷风阀；2空气管 1冷风阀；2空气管,水平式系统的排气方式要比垂直式上供下回系统复杂些。需要在散热器上设置冷风阀分散排气，或在同层散热器上部串联根空气管集中排气。对较小的系统，可用分散排气方式。对散热器较多的系统，宜用集中排气方式。,
7、水平式系统排气,水平式系统优点（与垂直式相比）,系统的总造价，一般要比垂直式系统低；管路简单，无穿过各层楼板的立管，施工方便；有可能利用最高层的辅助空间(如楼梯间、厕所等)，架设膨胀水箱，不必在顶棚上专设安装膨胀水箱的房间。这样不仅降低了建筑造价，还不影响建筑物外形美观。计量容易。,热水供暖系统中的几个问题 P从系统中排除空气的问题受热膨胀的问题管道的热胀冷缩的问题,设计注意事项,自然循环热水采暖系统,(1)一般情况下，重力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。如果锅炉中心与底层散热器中心的垂直距离较小时，宜采用单管上供下回式
8、重力循环系统，而且最好是单管垂直串联系统。(3)不论采用单管系统还是双管系统，重力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300500mm处)。,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。,（3）排气方式不同。机械循环
9、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，易将空气泡带人立管引起气塞。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。,3）辐射采暖,散热器采暖是多年来建筑物内常见的一种采暖形式。散热器主要是靠对流方式向室内散热，对流散热量占总散热量的50以上。而辐射采暖是利用建筑物内部顶棚、墙面、地面或其它表面进行供暖的系统。辐射采暖系统主要靠辐射散热方式向房间供应热量，其辐射散热量占总散热量的50以上。辐射采暖是一种卫生条件和舒适标准都比较
10、高的供暖形式，和对流采暖相比，它具有以下特点：,辐射采暖的定义,辐射采暖的特点,（1）对流采暖系统中，人体的冷热感觉主要取决于室内空气温度的高低。而辐射采暖时，人或物体受到辐射照度和环境温度的综合作用，人体感受的实感温度可比室内实际环境温度高23左右，即在具有相同舒适感的前提下，辐射采暖的室内空气温度可比对流采暖时低23。（2）从人体的舒适感方面看，在保持人体散热总量不变的情况下，适当地减少人体的辐射散热量，增加一些对流散热量，人会感到更舒适。辐射采暖时人体和物体直接接受辐射热，减少了人体向外界的辐射散热量。而辐射采暖的室内空气温度叉比对流采暖时低，正好可以增加人体的对流散热量。因此辐射采暖对
11、人体具有最佳的舒适感。,（3）辐射采暖时沿房间高度方向上温度分布均匀，温度梯度小，房间的无效损失减小了。而且室温降低的结果可以减少能源消耗。（4）辐射采暖不需要在室内布置散热器，少占室内的有效空间，也便于布置家具。（5）减少了对流散热量，室内空气的流动速度也降低了，避免室内尘土的飞扬，有利于改善卫生条件。（6）辐射采暖比对流采暖的初投资高。,辐射采暖系统分类表,直列形,回转形,课题2 低温热水地板辐射采暖系统,图5-3 往复形,图5-3 往复形,地面构造由楼板或与土壤相邻的地面、绝热层、加热管、填充层、找平层和面层组成，并应符合下列规定：1）当工程允许地面按双向散热进行设计时，各楼层间的楼板上
12、部可不设绝热层。2）对卫生间、洗衣间、浴室和游泳馆等潮湿房间，在填充层上部应设置隔离层。3）与土壤相邻的地面必须设绝热层且绝热层下部必须设置防潮层。直接与塞外空气相邻的楼板。必须设绝热层。,地面辐射采暖系统绝热层采用聚苯乙烯泡沫塑料板时，其厚度不应小于表中规定值；采用其他绝热材料时，可根据热阻相当的原则确定厚度。为了减少无效热损失和相邻用户之间的传热量，本条给出了绝热层的最小厚度，当工程条件允许时，宜在此基础上再增加10mm左右。,（2）地板辐射采暖的施工安装施工安装前应具备的工作条件：1）进行低温地板辐射采暖系统安装的施工队伍必须持有资质证书，施工人员必须经过培训，特别是机械接口施工人员必须
13、经过专业操作培训，持合格证上岗。2）建筑工程主体已基本完成且屋面已封顶，室内装修的吊顶、抹灰已完成，与地面施工同时进行。设于楼板上(装饰面下)的供回水干管地面凹槽，已配合土建预留。,3）管道工程必须在入冬之前完成，冬季不宜施工。4）施工前已经过设计、施工技术人员、建设单位进行图纸会审，施工单位对施工人员进行过技术、质量、安全交底。5）材料已全进场，电源、水源可以保证连续施工，有排放下水的地点。,（3）施工的工艺流程：1)清理地面2)铺设绝热板3)铺设加热盘管(PAP、XPAP、PPR或PPC、PEX)加热盘管铺设的顺序是从远到近逐个环圈铺设，凡是加热盘管穿地面膨胀缝处，一律用膨胀条将分割成若干
14、块地面隔开来，加热盘管在此处均须加伸缩节，伸缩节为加热盘管专用伸缩节，其接口连接以加热管品种确定。施工中须由土建工程事先划分好，相互配合和协调按图自行选择。4)试压、冲洗5)回填豆石混凝土,图 地热管路平面布置图,1膨胀带；2伸缩节；3加热管；4、5分、集水器,加热管安装完毕后，在混凝土填充层施工前应按隐蔽工程要求，由施工单位会同监理单位进行中间验收。地板采暖系统中间验收时，下列项目应达到相应技术要求：（1）绝热层的厚度、材料的物理性能及铺设应符合设计要求；（2）加热管或发热电缆的材料、规格及敷设间距、弯曲半径等应符合设计要求，并应可靠固定；（3）伸缩缝应按设计要求敷设完毕：,低温热水地板辐射
15、采暖系统安装的质量检验与验收,（4）加热管与分水器、集水器的连接处应无渗漏；(5)填充层内加热管不应有接头；(6)分水器、集水器及其连接件等安装后应有成品保护措施。,低温热水地板辐射采暖系统安装的质量检验与验收,一般情况下，低温热水系统进行检查和验收的内容如下：（1）管道、分水器、集水器、阀门、配件、绝热材料等的质量；（2）原始地面、填充层、面层等施工质量；（3）管道、阀门等安装质量：（4）隐蔽前、后水压试验；（5）管路冲洗；（6）系统试运行。,7.1.3,蒸汽供暖系统,分类（1）根据蒸汽压力大小不同可分：高压蒸汽采暖系统(表压0.07MPa)、低压蒸汽采暖系统（表压0.07MPa）和低真空蒸
16、汽采暖系统(绝对压力0.1Mpa)。根据供汽汽源的压力、对散热器表面最高温度的限度和用热设备的承压能力来选择高压或低压蒸汽采暖系统。工业建筑及其辅助建筑可用高压蒸汽采暖系统。低真空采暖系统因需要抽真空设备，同时运行管理复杂，国内外用得都很少。,分类（2）根据立管的数量可分：单管蒸汽采暖系统和双管蒸汽采暖系统。单管系统易产生水击和汽水冲击噪声，所以多采用垂直双管系统。（3）根据蒸汽干管的位置可分：上供下回式、中供式和下供下回式。其蒸汽干管分别位于各层散热器上部、中部和下部。为了保证蒸汽、凝结水同向流动，防止水击和噪声，上供下回式系统用得较多。,（4）根据凝结水回收动力可分：重力回水和机械回水。（
17、5）根据凝结水系统是否通大气可分：开式系统(通大气)和闭式系统(不通大气)。（6）根据凝结水充满管道断面的程度分为：干式回水和湿式回水。,高压蒸汽采暖系统的技术经济特性凡压力大于70kpa的蒸汽称为高压蒸汽。高压蒸汽与低压蒸汽相比，有下列特点：（1）供汽压力高，流速大，系统作用半径大，但沿程管道热损失也大。对于同样的热负荷，所需管径小；但如果沿程凝结水排除不畅时，会产生严重水击；（2）散热器内蒸汽压力高，表面温度也高，对于同样的热负荷，所需散热面积少；但易烫伤人和烧焦落在散热器上的有机尘，卫生和安全条件差；（3）凝水温度高。容易产生二次蒸汽。,水击,1.水击产生的原因,在蒸汽供暖系统中，沿管壁
18、凝结凝水可能被高速的蒸汽流裹带，形成随蒸汽流动的高速水滴；落在管底的沿途凝水也可能被高速蒸汽流重新掀起，形成“水塞”，并随蒸汽一起高速流动，在遭到阀门、拐弯或向上的管段等使流动方向改变时，水滴或水塞在高速下与管件或管子撞击，就产生“水击”。,噪声振动局部高压，严重时能破坏管件接口的严密性和管路支架。,2.水击的危害,3.减轻水击的方法,供汽主立管管径大些，速度低；下端装输水器。设坡 水平敷设的供汽管路，必须具有足够的坡度，并尽可能保持汽、水同向流动。蒸汽干管汽水同向流动时，坡度i宜采用0.003，不得小于0.002。散热器支管的坡度i0.01-0.02。,3.减轻水击的方法,干管 供汽干管向上
19、拐弯处，必须设置疏水装置。供汽干管与立管的连接方式 为了保持蒸汽的干度，避免沿途凝水进人供汽立管，供汽立管宜从供水干管的上方或侧上方接出。,蒸汽采暖系统原理图l-蒸汽锅炉；2-散热器；3-疏水器；4-凝结水箱；5-凝水泵；6-空气管,浮筒式疏水器,几种常用的疏水器简介：,浮筒式疏水器,布置管道时应注意以下几点：（1）为了便于检修或停汽时泄水，当汽水同向流动时，蒸汽干管坡度不应小于0.002，一般采用0.003，当汽水逆向流动时，蒸汽干管坡度不应小于0.005。凝结水管道坡度不应小于0.002，一般采用0.003。管道的最低点设泄水阀。管道设有坡度不仅是为了便于泄水，也是为了便于排除蒸汽管道中的
20、凝结水或管道内的空气。（2）凝结水管过门需要进行竖向绕弯前进时，应在绕弯的部分装设空气绕行管和泄水阀(或丝堵)，,（3）水平的蒸汽管道需要做竖向抬高时，应装设疏水器和排污阀，以防止在这些部位集聚凝结水和沉积杂质。例如在地沟中布置干管时，由于管道必须有一定的坡度，所以当管路很长时，末端和始端的高度差必然很大，地沟需要很深。为了减小地沟深度，应该把蒸汽管在适当的地方抬高，同时要把沿途凝结水就地排入凝结水管中。,图凝结水管过门,（4）蒸汽管道的温度变化比热水管道大，因此管道热胀冷缩比较剧烈。为了防止管道被破坏，对于较长的水平和垂直管段，应装伸缩器，或在管段中间增加可以进行自然补偿的转弯。管道转弯部分
21、的弯曲半径应不小于6d8d(d为管道直径)。,蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备,（5）水平管道的管径由粗变细时，宜采用偏心连接(包括焊接和采用偏心异径管箍连接)。与热水采暖系统供水管不同的是蒸汽管道变径时应使管道底部是平的，以使管道中凝结水流动畅通。（6）为了使立管能够补偿其本身的热胀长度，防止连接点过大的位移，立管上下两端应做成乙字弯或用弯管与干管连接。,与热水相比，蒸汽作为热媒有如下特点：（1）用蒸汽作为热媒，可同时满足对压力和温度有不同要求的多种用户的用热要求。（2）蒸汽在散热设备内定压放出汽化潜热，热媒平均温度为相应压力下的饱和温度。（3）蒸汽和凝结水在管路内流动时，状态参数(密度和流量)变化大，甚至伴随相变。（4）蒸汽密度比水小，适用作高层建筑高区的(特别是高度大于160m的特高层建筑)采暖热媒，不会使建筑物底部的散热器超压。,（5）蒸汽热惰性小，供汽时热得快，停汽时冷得也快。（6）蒸汽流动的动力来自于自身压力。（7）用蒸汽作热媒时，散热器和管道的表面温度高于100。以水为热媒时，大部分时间散热器表面平均温度低于80。（8）蒸汽管道系统间歇工作。,
