7.2 熱水采暖系統(tǒng)

主講人：霍海娥建筑設(shè)備第7章采暖系統(tǒng)7.1采暖系統(tǒng)概述7.2熱水采暖系統(tǒng)7.3蒸汽采暖系統(tǒng)7.4熱風(fēng)采暖系統(tǒng)7.5輻射采暖系統(tǒng)7.2.1熱水采暖系統(tǒng)的分類熱水采暖系統(tǒng)是以熱水為熱媒，把熱量帶給散熱設(shè)備的采暖系統(tǒng)。1．按熱媒溫度的不同可分為：（1）低溫?zé)崴膳到y(tǒng)：供水溫度為95℃，回水溫度為70℃（2）高溫?zé)崴膳到y(tǒng)：供水溫度多采用130℃，回水溫度為80℃。2．按系統(tǒng)循環(huán)動(dòng)力可分為：（1）自然（重力）循環(huán)系統(tǒng)：系統(tǒng)依靠供回水的密度差產(chǎn)生的重度差為循環(huán)動(dòng)力，推動(dòng)熱水在系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)的采暖系統(tǒng)。其工作原理如圖7-2所示。在系統(tǒng)工作之前，先將系統(tǒng)中充滿冷水。水在鍋爐內(nèi)被加熱后，密度減小向上7.2熱水采暖系統(tǒng)

流動(dòng)，同時(shí)從散熱器流回來的回水溫度較低，密度較大向下流動(dòng)，從而使熱水沿著供水干管上升，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，形成一個(gè)循環(huán)。重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)維護(hù)管理簡單，不需消耗電能。但由于其作用壓力小、管中水流速度不大，所以管徑就相對(duì)大一些，作用范圍也受到限制。自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)通常只能在單幢建筑物中使用，作用半徑不宜超過50m。7.2熱水采暖系統(tǒng)

7.2熱水采暖系統(tǒng)

（2）機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)，如圖7-3所示，系統(tǒng)依靠水泵提供的動(dòng)力使熱水循環(huán)流動(dòng)的采暖系統(tǒng)。自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)雖然維護(hù)管理簡單，不需要耗費(fèi)電能，但由于作用壓力小，管中水流動(dòng)速度不大，所以管徑就相對(duì)要大一些，作用半徑也受到限制。如果系統(tǒng)作用半徑較大，自然循環(huán)往往難以滿足系統(tǒng)的工作要求。這時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)。機(jī)械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)與自然循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的主要區(qū)別：1）在系統(tǒng)中設(shè)置了循環(huán)水泵，作為循環(huán)動(dòng)力2）系統(tǒng)中設(shè)置了專門排氣裝置3）干管坡度坡向主立管7.2熱水采暖系統(tǒng)

4）膨脹水箱不是接在供水干管上，而是接在回水干管上3．按供、回水方式的不同，可分為：（1）單管系統(tǒng)，如圖7-4所示。熱水經(jīng)立管或水平供水管順序流過多組散熱器，并順序地在各散熱器中冷卻的系統(tǒng)，稱為單管系統(tǒng)。7.2熱水采暖系統(tǒng)

7.2熱水采暖系統(tǒng)

（2）雙管系統(tǒng)，如圖7-5所示。熱水經(jīng)供水立管或水平供水管平行地分配給多組散熱器，冷卻后的回水自每個(gè)散熱器直接沿回水立管或水平回水管流回?zé)嵩吹南到y(tǒng)，稱為雙管系統(tǒng)。雙管系統(tǒng)中一般設(shè)有獨(dú)立的供水立管和獨(dú)立的回水立管，由于循環(huán)水在上層和下層的密度不同，所以上層散熱器流體的壓力降比下層散熱器的壓力降大，導(dǎo)致了大量的熱水流經(jīng)上層散熱器而少量的熱水流經(jīng)下層散熱器。在供暖建筑物內(nèi)，同一豎向的各層房間的室溫不符合設(shè)計(jì)要求的溫度，而出現(xiàn)上、下層冷熱不勻的現(xiàn)象，通常稱作系統(tǒng)垂直失調(diào)。由此可見，雙管系統(tǒng)的垂直失調(diào)，是由于通過各層的循環(huán)作用壓力不同而出現(xiàn)的；而且樓層數(shù)越多，上下層的作用壓力差值越大，垂直失調(diào)就會(huì)越嚴(yán)重。7.2熱水采暖系統(tǒng)

4．按各個(gè)立管的循環(huán)環(huán)路總長度不同，可分為：（1）同程式系統(tǒng)，如圖7-6所示。特點(diǎn)是增加了回水管長度，使得各個(gè)立管循環(huán)環(huán)路的管長相等，因而環(huán)路間的壓力損失易于平衡，熱量分配易于達(dá)到設(shè)計(jì)要求。只是管材用量加大，地溝加深。系統(tǒng)環(huán)路較多、管道較長時(shí)，常采用同程式系統(tǒng)布置。（2）異程式系統(tǒng)，如圖7-7所示系統(tǒng)總立管與各個(gè)分立管構(gòu)成的循環(huán)環(huán)路的總長度不相等，這種布置叫做異程式系統(tǒng)。異程式系統(tǒng)最遠(yuǎn)環(huán)路同最近環(huán)路之間的壓力損失相差很大，壓力不易平衡，使得靠近總立管附近的分立管供水量過剩，而系統(tǒng)末端立管供水不足，供熱量達(dá)不到要求。這種冷熱不均的現(xiàn)象叫做系統(tǒng)的“水平失調(diào)”。7.2熱水采暖系統(tǒng)

7.2熱水采暖系統(tǒng)

7.2.2熱水采暖系統(tǒng)的形式1.自然循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的主要形式（1）雙管上供下回式：如圖7-8左側(cè)所示為雙管上供下回式系統(tǒng)。雙管上供下回式特點(diǎn)：1）供水和回水立管分別設(shè)置。2）系統(tǒng)的供水干管必須有向膨脹水箱方向上升的坡度，其坡度宜采用0.5％～1.0％；散熱器支管的坡度一般取1.0％?；厮晒軕?yīng)有沿水流向鍋爐方向下降的坡度。3）回水干管應(yīng)有沿水流向鍋爐方向下降的坡度。4）易發(fā)生垂直失調(diào)（上層房間溫度偏高，下層房間溫度偏低）。7.2熱水采暖系統(tǒng)

7.2熱水采暖系統(tǒng)

（2）單管上供下回式：如圖7-8右側(cè)所示為單管上供下回式系統(tǒng)。單管上供下回式系統(tǒng)的特點(diǎn)：1）供水和回水立管為同一根立管2）系統(tǒng)簡單，造價(jià)低3）上下層房間的溫度差異較小，不會(huì)產(chǎn)生垂直失調(diào)4）順流式單管系統(tǒng)不能進(jìn)行個(gè)體調(diào)節(jié)。與雙管系統(tǒng)相比，單管系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單，節(jié)省管材，造價(jià)低，安裝方便，上下層房間的溫度差異較小，不會(huì)產(chǎn)生垂直失調(diào)；其缺點(diǎn)是順流式不能進(jìn)行個(gè)體調(diào)節(jié)。7.2熱水采暖系統(tǒng)

2．機(jī)械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的形式（1）雙管上供下回式系統(tǒng)：如圖7-3所示為機(jī)械循環(huán)雙管上供下回式熱水采暖系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)與每組散熱器連接的立管均為兩根，熱水平行地分配給所有散熱器，散熱器流出的回水直接流回鍋爐。由圖可見，供水干管布置在所有散熱器上方，而回水干管在所有散熱器下方，所以叫上供下回式。在這種系統(tǒng)中，水在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，主要依靠水泵所產(chǎn)生的壓頭，但同時(shí)也存在自然壓頭，它使流過上層散熱器的熱水多于實(shí)際需要量，并使流過下層散熱器的熱水量少于實(shí)際需要量；從而造成上層房間溫度偏高，下層房間溫度偏低的“垂直失調(diào)”現(xiàn)象。7.2熱水采暖系統(tǒng)

（2）雙管下供下回式系統(tǒng)：如圖7-10所示為機(jī)械循環(huán)雙管下供下回式熱水采暖系統(tǒng)示意圖。系統(tǒng)的供水和回水干管都敷設(shè)在底層散熱器下面，與上供下回式系統(tǒng)相比，它有如下特點(diǎn)：1）在地下室布置供水干管，管路直接散熱給地下室，無效熱損失小。2）在施工中，每安裝好一層散熱器即可采暖，給冬季施工帶來很大方便。免得為了冬季施工的需要，特別裝置臨時(shí)供暖設(shè)備。3）排除空氣比較困難。7.2熱水采暖系統(tǒng)

7.2熱水采暖系統(tǒng)

（3）中供式系統(tǒng)：如圖7-11所示為機(jī)械循環(huán)中供式熱水采暖系統(tǒng)示意圖。從系統(tǒng)總立管引出的水平供水干管敷設(shè)在系統(tǒng)的中部，下部系統(tǒng)為上供下回式，上部系統(tǒng)可采用下供下回式，也可采用上供下回式。中供式系統(tǒng)可用于原有建筑物加建樓層或上部建筑面積小于下部建筑面積的場合。7.2熱水采暖系統(tǒng)

（4）下供上回式（倒流式）系統(tǒng)：如圖7-12所示為機(jī)械循環(huán)下供上回式采暖系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)的供水干管設(shè)在所有散熱器設(shè)備的上面，回水干管設(shè)在所有散熱器下面，膨脹水箱連接在回水干管上?；厮?jīng)膨脹水箱流回鍋爐房，再被循環(huán)水泵送入鍋爐，倒流式系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：1）水在系統(tǒng)內(nèi)的流動(dòng)方向是自下而上流動(dòng)，與空氣流動(dòng)方向一致，可通過順流式膨脹水箱排除空氣，無須設(shè)置集中排氣罐等排氣裝置。2）對(duì)熱損失大的底層房間，由于底層供水溫度高，底層散熱器的面積減小，便于布置。7.2熱水采暖系統(tǒng)

3）當(dāng)采用高溫水采暖系統(tǒng)時(shí)，由于供水干管設(shè)在底層，這樣可降低防止高溫水汽化所需的水箱標(biāo)高，減少布置高架水箱的困難。4）供水干管在下部，回水干管在上部，無效熱損失小。這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是散熱器的放熱系數(shù)比上供下回式低，散熱器的平均溫度幾乎等于散熱器的出口溫度，這樣就增加了散熱器的面積。但用于高溫水供暖時(shí)，這一特點(diǎn)卻有利于滿足散熱器表面溫度不致過高的衛(wèi)生要求。（5）水平式系統(tǒng)水平式系統(tǒng)按供水與散熱器的連接方式可分為順流式和跨越式兩類，如圖7-13(a)、（b）所示。7.2熱水采暖系統(tǒng)

跨越式的連接方式可以有圖7-13（b）中（1）、（2）兩種。第2種的連接形式雖然稍費(fèi)一些支管，但增大了散熱器的傳熱系數(shù)。由于跨越式可以在散熱器上進(jìn)行局部調(diào)節(jié)，它可以采用在需要局部調(diào)節(jié)的建筑物中。水平式系統(tǒng)排氣比垂直式上供下回系統(tǒng)要麻煩，通常采用排氣管集中排氣。水平式系統(tǒng)的總造價(jià)要比垂直式系統(tǒng)少很多，但對(duì)于較大系統(tǒng)，由于有較多的散熱器處于低水溫區(qū)，尾端的散熱器面積可能較垂直式系統(tǒng)的要多些。但它與垂直式（單管和雙管）系