采暖系統(tǒng)模擬演示裝置

1、采暖系統(tǒng)模擬演示實驗一、演示目的1) 了解機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的工作原理。2) 了解機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的主要形式及其特點。3) 了解機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)中鍋爐、循環(huán)水泵膨脹水箱、集氣罐、排氣管的作用及其安裝特點，使學生了解常見的熱水采暖系統(tǒng)形式，掌握系統(tǒng)中各部件的作用及連接方式。二、實驗原理我們知道自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的循環(huán)動力為散熱器中心和鍋爐之間高度內(nèi)的水柱密度差。：P=gh(式中：AP自然循環(huán)系統(tǒng)的作用壓力，Pa;g重力加速度，m/s：取9.81;h加熱中心到冷卻中心的垂直距離，m;ph水冷卻后的密度，kg/m3;3Pg熱水的留度，kg/m。而機械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的作用壓頭為水泵的壓頭

2、和自然作用壓頭的共同作用，見圖一。機械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)中，由于作用壓頭大，水在管內(nèi)流速大，管徑相對小些，因此循環(huán)時水在系統(tǒng)中的冷卻溫降小，其密度差也小。因而自然作用壓頭就小，循環(huán)動力主要靠水泵產(chǎn)生的壓力。由于水泵的作用壓力可以根據(jù)需要選取，所以該系統(tǒng)的作用半徑遠比自然循環(huán)系統(tǒng)大。三、演示裝置結(jié)構(gòu)本實驗所用裝置如附圖所示。系統(tǒng)中各主要部件均為玻璃制作，其供水回水管亦是采用玻璃管。除水泵和模擬鍋爐、供水水箱外，其余部件均固定在一塊掛板上。散熱器分以下幾種形式在系統(tǒng)中進行連接：在立管A上面有二組散熱器，其中A1組為水平順流式系統(tǒng)，該系統(tǒng)將同一樓層的各組散熱器串聯(lián)在一起，熱水水平地順序流過各組散熱器，

3、水溫逐步降低。該系統(tǒng)散熱器支管上不允許安閥門。這種結(jié)構(gòu)形式的特點是可以節(jié)省管材，同垂直順流式系統(tǒng)一樣，無法對散熱器個體的散熱量進行局部調(diào)節(jié)。6L散熱器；2.熱水期爐：3,供水管路;文回水管路：5.膨脹水箱；6,循環(huán)水泵圖一A2組散熱器為水平單管跨越式系統(tǒng)，該系統(tǒng)在散熱器的支管間連接一段跨越管，熱水一部分流入散熱器，一部分經(jīng)跨越管直接流入下組散熱器。這種形式允許在散熱器支管或跨越管上安裝閥門，能夠?qū)ι崞鱾€體的散熱量進行局部調(diào)節(jié)。立管B上面散熱器的連接形式為雙管上供下回式系統(tǒng)，一般當建筑物設(shè)有地下室或平屋頂建筑物頂棚下不允許布置供水干管時，可采用這種布置形式。該系統(tǒng)的特點是：各層阻力平衡較容易，

4、而排除系統(tǒng)中的空氣較難，一般通過空氣管或頂層散熱器上的跑風閥進行排氣，本裝置利用集氣罐排氣。集氣罐一般是用直徑100200mm的鋼管焊制而成，分為立式和臥式兩種，每種又有I、n兩種形式（實驗臺用透明有機玻璃做成）。集氣罐頂部連接直徑DN15的排氣管，排氣管應(yīng)引至附近的排水設(shè)施處，排氣管另一端裝有閥門。集氣罐一般設(shè)于系統(tǒng)供水干管末端的最高點處，供水干管應(yīng)向集氣罐方向設(shè)上升坡度以使管中水流方向與空氣氣泡的浮升方向一致，有利于空氣匯集到集氣罐的上部，定期排除，當系統(tǒng)充水時，應(yīng)打開集氣罐上的排氣閥，直至有水從管中流出，方向關(guān)閉排氣閥。系統(tǒng)運行期間，應(yīng)定期打開排氣閥排除空氣。排氣閥應(yīng)設(shè)在便于操作的地方。

5、立管C的上部連接著膨脹水箱。膨脹水箱的作用是容納水受熱膨脹而增加的體積。在機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)中，膨脹水箱連接在回水干管循環(huán)水泵入口前，可以恒定循環(huán)水泵入口壓力,保證供暖系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。膨脹水箱上接有膨脹管、循環(huán)管、信號管（檢查管）、溢流管和排水管。（ 1）膨脹管C:膨脹水箱設(shè)在系統(tǒng)的最高處，系統(tǒng)的膨脹水量通過膨脹管進入膨脹水箱。機械循環(huán)系統(tǒng)膨脹管接在回水干管循環(huán)水泵入口前。膨脹管上不允許設(shè)置閥門，以免偶然關(guān)斷使系統(tǒng)內(nèi)壓力增高，以致于發(fā)生事故。（ 2）循環(huán)管2：當膨脹水箱設(shè)在不供暖的房間內(nèi)時，為了防止水箱內(nèi)的水凍結(jié)，膨脹水箱需設(shè)置循環(huán)管。機械循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)管接至定壓點前的水平回水干管上。連接點對于

6、定壓點之間應(yīng)保持1.53m的距離。使熱水能緩慢的在循環(huán)膨脹管和水箱之間流動。循環(huán)管上也不允許設(shè)置閥門，以免水箱內(nèi)的水凍結(jié)。如果膨脹水箱設(shè)在非供暖房間，水箱及膨脹管、循環(huán)管、信號管均應(yīng)作保溫。（ 3）溢流管3：控制系統(tǒng)的最高水位。當水的膨脹體積超過溢流管口時，水溢出就近排入排水設(shè)施中。溢流管上也不允許設(shè)置閥門，以免偶然關(guān)斷，水從人孔處溢出。溢流管也可以來排空氣。（ 4）信號管（檢查管）1：檢查膨脹水箱水位，決定系統(tǒng)是否需要補水。信號管控制系統(tǒng)的最低水位，應(yīng)接至鍋爐房內(nèi)或人們?nèi)菀子^察的地方，信號管末端應(yīng)設(shè)置閥門。（ 5）排水管：清洗、檢修時放空水箱用?？膳c溢流管一起就近接入排水設(shè)施中，其上應(yīng)安裝閥

7、門。立管D上的系統(tǒng)上層是為單管跨越系統(tǒng)，具有水平單管跨越式系統(tǒng)的特點，克服了單管順流式系統(tǒng)無法調(diào)節(jié)個別散熱器熱量的缺點；下層是單管上供下回順流式。立管E和F上的系統(tǒng)為單管上供下回順流式系統(tǒng)，其特點上層的散熱器可以個體調(diào)節(jié)，而下層散熱器由于串聯(lián)供水干管上，因此不能對散熱器的散熱量進行調(diào)節(jié)。四、實驗步驟1 ）熟悉玻璃模型供暖系統(tǒng)各種形式的組成特點，連接方式以及優(yōu)缺點，明了整個系統(tǒng)中的主要部件的作用。2）向系統(tǒng)充水。首先打開管路上的閥門使整個系統(tǒng)暢通，然后打開閥門B和C,啟動水泵,向系統(tǒng)充水。充水時要讓系統(tǒng)中的空氣從集氣罐中排出，等到集氣罐上的排氣管開始排出水來后，關(guān)閉排氣管閥門；等到高位水箱的溢流管溢流時，關(guān)閉閥門B,打開閥門A,在水泵作用下，水沿供水干管進入散熱器，經(jīng)回水干管返回水泵吸入口，如此不斷循環(huán)。3）觀察排氣管、集氣管、膨脹水箱以及系統(tǒng)其他部位的工作情況。4）演示結(jié)束之后，將水泵斷電，打開排氣閥門及泄水閥，系統(tǒng)中的水全部放掉。本裝置中由于位置的限制，膨脹水箱沒另設(shè)排水管，排污泄水同用一根管。五、問題討論1）本演示中，室內(nèi)熱水采暖系統(tǒng)有幾種連接方式。畫出各種連接方式的原理圖并簡述其特點。2）雙管上供下回式供暖系統(tǒng)為什么容易出