第八章采暖系统及其分类优秀PPT.ppt
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1、供热工程:供热工程:利用热媒(生产、输送和应用中、低利用热媒(生产、输送和应用中、低品位热能)将热源输送到各热户的工程技术品位热能)将热源输送到各热户的工程技术供热工程。供热工程。集中供热:从一个或多个热源通过热网向城市、集中供热:从一个或多个热源通过热网向城市、城镇或其中某些区域热用户供热。城镇或其中某些区域热用户供热。1、供热热源:将自然的或人造的能源形态转化、供热热源:将自然的或人造的能源形态转化为符合供热要求的能源装置。为符合供热要求的能源装置。如热电厂、区域锅炉房、分散锅炉房等如热电厂、区域锅炉房、分散锅炉房等2、热网(一次网):由热源向热用户输送和安、热网(一次网):由热源向热用户
2、输送和安排供热介质(热水或蒸汽)的管线系统。排供热介质(热水或蒸汽)的管线系统。3、热用户:从供热系统获得热能的用热装置。、热用户:从供热系统获得热能的用热装置。如采暖系统、通风空调系统、热水供应系统、生如采暖系统、通风空调系统、热水供应系统、生产工艺消耗热能装置。产工艺消耗热能装置。区域热水锅炉房供热系统区域热水锅炉房供热系统区域蒸汽锅炉房供热系统区域蒸汽锅炉房供热系统背压式背压式热电厂供热系统热电厂供热系统抽汽式汽轮机的热电厂供热系统抽汽式汽轮机的热电厂供热系统 定义:在冬季,室外温度低于室内温定义:在冬季,室外温度低于室内温度,房间内的热量通过围护结构(墙、门、度,房间内的热量通过围护结
3、构(墙、门、窗、地面、屋顶等)不断向外散失,为使室窗、地面、屋顶等)不断向外散失,为使室内保持所需的温度,就必需向室内供应相应内保持所需的温度,就必需向室内供应相应的热量,这种供应热量的技术叫做采暖。的热量,这种供应热量的技术叫做采暖。为了使建筑物达到采暖目的,而由热为了使建筑物达到采暖目的,而由热源或供热装置、散热设备和管道等组成的网源或供热装置、散热设备和管道等组成的网络,叫做采暖系统。络,叫做采暖系统。第八章采暖系统及其分类第八章采暖系统及其分类 分类:集中采暖:热源和散热设备分别设置,由热分类:集中采暖:热源和散热设备分别设置,由热源通过管道向各个房间或各个建筑物供应热量的采源通过管道
4、向各个房间或各个建筑物供应热量的采暖方式。暖方式。优点:拱热量大、节约燃料、减轻污染、运行调整便优点:拱热量大、节约燃料、减轻污染、运行调整便利、费用低等。利、费用低等。分散采暖:热源、热媒输送和散热设备在构造上分散采暖:热源、热媒输送和散热设备在构造上合为一体的就地采暖方式。合为一体的就地采暖方式。优点:装置简洁,简洁实现。优点:装置简洁,简洁实现。常见设备:火炉采暖、自然气采暖及电热采暖。常见设备:火炉采暖、自然气采暖及电热采暖。热媒:把热量从热源输送到散热器的物质。热媒:把热量从热源输送到散热器的物质。常见热媒:热水、热蒸汽、热空气常见热媒:热水、热蒸汽、热空气定义:以热水作为热媒的采暖
5、系统。定义:以热水作为热媒的采暖系统。它是目前最广泛运用的一种采暖系统。它是目前最广泛运用的一种采暖系统。热水采暖系统的分类:热水采暖系统的分类:1、按热媒参数分:低温热水采暖系统(热媒参数、按热媒参数分:低温热水采暖系统(热媒参数低于低于100 )高温热水采暖系统(热媒参数高于)高温热水采暖系统(热媒参数高于100 )。)。2、按系统循环动力分:、按系统循环动力分:自然循环(即重力循环)和机械循环系统。自然循环(即重力循环)和机械循环系统。3、按系统的每组立管根数分:单管和双管系统。、按系统的每组立管根数分:单管和双管系统。4、按系统的管道敷设方式分:垂直式和水平式。、按系统的管道敷设方式分
6、:垂直式和水平式。第一节第一节热水采暖系统热水采暖系统一、自然循环热水采暖系统一、自然循环热水采暖系统 这种系统中不设循环水泵,依靠锅炉加热和主要依靠这种系统中不设循环水泵,依靠锅炉加热和主要依靠散热器散热冷却造成供、回水的温度差而形成水的密度差,散热器散热冷却造成供、回水的温度差而形成水的密度差,来维持系统中水的循环,这种水的循环作用压力称为自然来维持系统中水的循环,这种水的循环作用压力称为自然压头。压头。自然循环热水采暖系统的特征:自然循环热水采暖系统的特征:1、对于多层建筑,若各层房间的热负荷相同,接受的立、对于多层建筑,若各层房间的热负荷相同,接受的立、支管相同,则流经上层散热器的流量
7、多于实际须要量,流支管相同,则流经上层散热器的流量多于实际须要量,流经下层散热器的流量少于实际须要量,这会造成上层房间经下层散热器的流量少于实际须要量,这会造成上层房间温度偏高,下层房间温度偏低,即垂直失调现象。温度偏高,下层房间温度偏低,即垂直失调现象。2、由于自然压头很小,为了保证输送所需的流量,系统、由于自然压头很小,为了保证输送所需的流量,系统管径不致过大,要求锅炉中心与散热器中心的垂直距离不管径不致过大,要求锅炉中心与散热器中心的垂直距离不小于小于2.53m。3、由于水的流速较慢(、由于水的流速较慢(0.2m/s),水平供水干管可以),水平供水干管可以逆流排气排入膨胀水箱,但要求水平
8、供水干管必需有向膨逆流排气排入膨胀水箱,但要求水平供水干管必需有向膨胀水箱方向上升的坡向,其坡度为胀水箱方向上升的坡向,其坡度为0.51。4、因自然压头很小,因而干管长度不宜过长,否则系统、因自然压头很小,因而干管长度不宜过长,否则系统的管径就会过大。因此,系统的作用半径不宜大于的管径就会过大。因此,系统的作用半径不宜大于50米。米。5、自然循环热水采暖系统仅能用于有地下室、地坑的一、自然循环热水采暖系统仅能用于有地下室、地坑的一些较小的独立的建筑。些较小的独立的建筑。二、机械循环热水采暖系统二、机械循环热水采暖系统1、系统组成:锅炉、输热管道、水泵、散热器、系统组成:锅炉、输热管道、水泵、散
9、热器、膨胀水箱。膨胀水箱。2、系统分类:(、系统分类:(1)、按供水干管位置不同分:)、按供水干管位置不同分:上供下回式、下供下回式、下供上回式等上供下回式、下供下回式、下供上回式等(2)、按立管与散热器连接形式不同分:)、按立管与散热器连接形式不同分:双管式、单管式、单双管混合式双管式、单管式、单双管混合式(3)、单管式又分为垂直单管式和水平单管式)、单管式又分为垂直单管式和水平单管式(4)、单管式按散热器支管与单管连接方式分:)、单管式按散热器支管与单管连接方式分:顺流式和跨越式顺流式和跨越式(5)、按通过各立管的循环环路的总长度是否相)、按通过各立管的循环环路的总长度是否相等分:同程式、
10、异程式等分:同程式、异程式 3 3、工作过程、工作过程 这种系统中,水泵置于回水干管上,水泵产生这种系统中,水泵置于回水干管上,水泵产生的压头促使水在系统内循环。膨胀水箱依靠膨胀管的压头促使水在系统内循环。膨胀水箱依靠膨胀管连在水泵吸入端。系统的循环水在锅炉中被加热,连在水泵吸入端。系统的循环水在锅炉中被加热,通过总立管、干管、立管、支管到达散热器,沿途通过总立管、干管、立管、支管到达散热器,沿途散热而有确定的温降在散热器中放出大部分所需热散热而有确定的温降在散热器中放出大部分所需热量,沿回水支管、立管、干管重新回到锅炉被加热。量,沿回水支管、立管、干管重新回到锅炉被加热。为了顺当排出系统中的
11、空气,供水干管应按水为了顺当排出系统中的空气,供水干管应按水流方向有向上的坡度,在最末一根立管前的供水干流方向有向上的坡度,在最末一根立管前的供水干管的最高点处设置集气罐。管的最高点处设置集气罐。膨胀水箱作用:膨胀水箱作用:1 1、容纳水受热后所膨胀的体积。、容纳水受热后所膨胀的体积。2 2、维持水泵吸入口的压力恒定。、维持水泵吸入口的压力恒定。4 4、举例、举例:(:(1 1)机械循环双管上供下回式热水采暖系统)机械循环双管上供下回式热水采暖系统优点:可调整各房优点:可调整各房间的散热量,各层间的散热量,各层的散热器比较均衡的散热器比较均衡缺点:由于自然压缺点:由于自然压头的存在,造成系头的
12、存在,造成系统垂直失调,即上统垂直失调,即上部房间温度偏高,部房间温度偏高,下部房间温度偏低。下部房间温度偏低。楼层越高,失调越楼层越高,失调越严峻。因此,双管严峻。因此,双管系统不宜在四层以系统不宜在四层以上的建筑中接受。上的建筑中接受。(2 2)、机械循环)、机械循环双管下供下回式热水采暖系统双管下供下回式热水采暖系统在有地下室的建筑物内,或顶棚下难以布置供水干管时。在有地下室的建筑物内,或顶棚下难以布置供水干管时。()、机械循环单管与同程式热水采暖系统)、机械循环单管与同程式热水采暖系统双管双管:散热器的供、回水管是两根管道:散热器的供、回水管是两根管道单管单管:供回为一根,前散热器的回
13、水为下一散热器供水。:供回为一根,前散热器的回水为下一散热器供水。单管式系统的优点:单管式系统的优点:与散热器相连的立管只有一根,比双管式系统少用立管,与散热器相连的立管只有一根,比双管式系统少用立管,立、支管间交叉削减,安装便利。不存在垂直失调问题。立、支管间交叉削减,安装便利。不存在垂直失调问题。缺点:由于水温是逐层递减的,所以下层散热器片数多,缺点:由于水温是逐层递减的,所以下层散热器片数多,占地面积大。占地面积大。同程式:通过各立管的循环环路流程近似相等的系统。同程式:通过各立管的循环环路流程近似相等的系统。不等的称为异程系统。不等的称为异程系统。同程系统:简洁实现系统环路压力损失平衡
14、;同程系统同程系统:简洁实现系统环路压力损失平衡;同程系统的管道长度较大,管径稍大,因而比异程系统多耗管材,的管道长度较大,管径稍大,因而比异程系统多耗管材,这是同程系统存在的另一缺点。这是同程系统存在的另一缺点。因此较大的建筑物一般都接受同程系统。当建筑楼层低因此较大的建筑物一般都接受同程系统。当建筑楼层低于于3层时,不宜接受同程系统。层时,不宜接受同程系统。(4)水平顺流式系统:(专设一空气管)水平顺流式系统:(专设一空气管DN15)优点:最省管材,管路简洁,便于施工。因无沿墙立优点:最省管材,管路简洁,便于施工。因无沿墙立管,不影响室内美观。管,不影响室内美观。缺点:末端散热器较多;散热
15、器排气困难;不能进行局部缺点:末端散热器较多;散热器排气困难;不能进行局部 调整。调整。应用范围:只用在对温室限制要求不严格的建筑物或大的应用范围:只用在对温室限制要求不严格的建筑物或大的房间中。房间中。(5)水平跨越式系统:)水平跨越式系统:优点:可以进行局部调整。优点:可以进行局部调整。缺点:由于水在散热器中流淌速度较慢,缺点:由于水在散热器中流淌速度较慢,散热器内简洁积垢散热器内简洁积垢应用范围:用于大面积、多层民用或公共建筑物。应用范围:用于大面积、多层民用或公共建筑物。三、高层建筑热水采暖系统三、高层建筑热水采暖系统系统分类:系统分类:1、分层式采暖系统、分层式采暖系统2、双线式系统
16、、双线式系统3、单、双管混合式系统、单、双管混合式系统(一)、分层式采暖系统(一)、分层式采暖系统定义:高层建筑热水采暖定义:高层建筑热水采暖系统在垂直方向分成若干个系统在垂直方向分成若干个系统。亦称垂直分区。这是系统。亦称垂直分区。这是高层采暖常用的一种采暖形高层采暖常用的一种采暖形式因为散热器的承压实力相式因为散热器的承压实力相对较小,当建筑高度超过散对较小,当建筑高度超过散热器承压实力时必需垂直分热器承压实力时必需垂直分区。区。(二二)、双线式系统、双线式系统1.垂直双线单管采垂直双线单管采暖系统暖系统立管在竖向成立管在竖向成型型结构结构,一根上升管,一根上升管,一根下降管,因此一根下降
17、管,因此可以近似认为每层可以近似认为每层散热器的平均温度散热器的平均温度相同,可以避开垂相同,可以避开垂直失调。散热器接直失调。散热器接受蛇形管或辐射板受蛇形管或辐射板2.水平双线单水平双线单管采暖系统管采暖系统具有水平式采具有水平式采暖系统的特点,暖系统的特点,能够进行分层能够进行分层调整调整。调整调整。3、单、双管混合式系统、单、双管混合式系统定义:在垂直方向上分为若干组,定义:在垂直方向上分为若干组,每组若干层(每组若干层(23层),每一组均层),每一组均为双管系统,各组之间用单管相连。为双管系统,各组之间用单管相连。系统中的每一组双管系统,只对系统中的每一组双管系统,只对23层房屋采暖
18、,形成的自然压头层房屋采暖,形成的自然压头仅在仅在23层中起作用,避开了纯双层中起作用,避开了纯双管系统造成的严峻的垂直失调现象;管系统造成的严峻的垂直失调现象;纯垂直单管系统通过支管流量为立纯垂直单管系统通过支管流量为立管流量(单侧连接)或约一半立管管流量(单侧连接)或约一半立管流量(双侧连接),而混合式系统流量(双侧连接),而混合式系统通过支管流量仅约为垂直单管系统通过支管流量仅约为垂直单管系统的的1/21/3,因此支管管径较小,便,因此支管管径较小,便于施工。于施工。四、分户计量热水采暖系统四、分户计量热水采暖系统新建住宅热水集中采暖系统,在条件成熟时应设置分户热新建住宅热水集中采暖系统
19、,在条件成熟时应设置分户热计量和室温限制装置。计量和室温限制装置。系统需具备以下基本条件:系统需具备以下基本条件:1、用户可以依据须要分室限制室内温度、用户可以依据须要分室限制室内温度既满足了用户舒定性的要求,既满足了用户舒定性的要求,又依据须要区分对待以达节能的目的。又依据须要区分对待以达节能的目的。因此,各房间散热器前必需安装恒温阀,以有效的限制手因此,各房间散热器前必需安装恒温阀,以有效的限制手段,保证室温调整能够实现。段,保证室温调整能够实现。2、牢靠的热量计量。精确计量每个用户的用热量,以便、牢靠的热量计量。精确计量每个用户的用热量,以便计量收费。计量收费。当热水集中采暖系统分户热计
20、量装置接受热量表时,应接当热水集中采暖系统分户热计量装置接受热量表时,应接受共用立管的分户独立系统形式。受共用立管的分户独立系统形式。系统组成:建筑物内共用采暖系统系统组成:建筑物内共用采暖系统 户内采暖系统户内采暖系统(一一)、建筑物内共用采暖系统、建筑物内共用采暖系统组成:建筑物热入口组成:建筑物热入口+共用供回水水平干管和共用立管共用供回水水平干管和共用立管(一一)、建筑物内共用采暖系统、建筑物内共用采暖系统(二二)、户内采暖系统、户内采暖系统户内接受具有热量表的一户一环系统户内接受具有热量表的一户一环系统系统组成:户内采暖系统入户装置、户内供回水管道、散系统组成:户内采暖系统入户装置、
21、户内供回水管道、散热器、室温限制装置等热器、室温限制装置等散热器采暖系统主要有以下三种形式:散热器采暖系统主要有以下三种形式:1、分户独立水平单管采暖系统、分户独立水平单管采暖系统特点:每个水平支环路是一个户内采暖系统,支环路上各特点:每个水平支环路是一个户内采暖系统,支环路上各散热器是串联的。散热器是串联的。散热器采暖系统主要有以下三种形式:散热器采暖系统主要有以下三种形式:2、分户独立水平双管采暖系统、分户独立水平双管采暖系统特点:每个水平支环路是一个户内采暖系统,支环路上各特点:每个水平支环路是一个户内采暖系统,支环路上各散热器是并联的散热器是并联的散热器采暖系统主要有以下三种形式:散热
22、器采暖系统主要有以下三种形式:3、分户独立水平放射式采暖系统、分户独立水平放射式采暖系统1热表热表;2 散热器散热器;3 放气放气阀阀;4分、分、集水器集水器5调整阀调整阀其次节蒸汽采暖系统其次节蒸汽采暖系统一、蒸汽采暖的特点:一、蒸汽采暖的特点:定义:蒸汽采暖是以水蒸气为热媒,水蒸气在采暖系定义:蒸汽采暖是以水蒸气为热媒,水蒸气在采暖系统的散热器中靠凝合放出热量,不管是通入过热蒸汽统的散热器中靠凝合放出热量,不管是通入过热蒸汽还是饱和蒸汽,流出散热器的凝水是饱和凝水还是带还是饱和蒸汽,流出散热器的凝水是饱和凝水还是带有冷却度的凝水,都可以近似认为每千克蒸汽凝合时有冷却度的凝水,都可以近似认为
23、每千克蒸汽凝合时放热量等于蒸汽在凝合压力下的汽化潜热。放热量等于蒸汽在凝合压力下的汽化潜热。1、对于同样热负荷,蒸汽采暖所需的蒸汽流量要比、对于同样热负荷,蒸汽采暖所需的蒸汽流量要比热水采暖所需的热水流量小得多。热水采暖所需的热水流量小得多。2、蒸汽的比容是热水的比容的数百倍,因此蒸汽在、蒸汽的比容是热水的比容的数百倍,因此蒸汽在管中的流速,通常接受比热水流速高得多的数值,但管中的流速,通常接受比热水流速高得多的数值,但阻力损失较小。阻力损失较小。3、蒸汽的比容大、密度小,当用于高层建筑采暖时,、蒸汽的比容大、密度小,当用于高层建筑采暖时,不会像热水采暖那样,产生很大的水静压力。不会像热水采暖
24、那样,产生很大的水静压力。4、平均温度高,故传热系数、平均温度高,故传热系数K大,换热面积小大,换热面积小,接受,接受蒸汽系统的管道管径较小,所以蒸汽采暖系统的初投蒸汽系统的管道管径较小,所以蒸汽采暖系统的初投资要比热水系统少。资要比热水系统少。5、蒸汽采暖系统的热惰性很小,系统的加热和冷却都、蒸汽采暖系统的热惰性很小,系统的加热和冷却都很快,特殊适应于人群快速集散的建筑如工业车间、很快,特殊适应于人群快速集散的建筑如工业车间、大礼堂、影剧院等。不适合办公、居住建筑。大礼堂、影剧院等。不适合办公、居住建筑。6、蒸汽采暖系统接受间歇调整,系统管道内交替充溢、蒸汽采暖系统接受间歇调整,系统管道内交
25、替充溢空气、蒸汽,腐蚀快,系统寿命短。空气、蒸汽,腐蚀快,系统寿命短。7、运用年限要比热水采暖系统短,特殊是凝合水管,、运用年限要比热水采暖系统短,特殊是凝合水管,更易损坏。更易损坏。二、蒸汽采暖系统的分类:二、蒸汽采暖系统的分类:1、按系统起始压力的大小分为:、按系统起始压力的大小分为:高压蒸汽采暖系统(高压蒸汽采暖系统(0.7 x 105 Pa)低压蒸汽采暖系统(低压蒸汽采暖系统(0.7 x 105 Pa)真空蒸汽采暖系统(真空蒸汽采暖系统(大气压力)大气压力)2、按蒸汽干管布置的不同分:、按蒸汽干管布置的不同分:上供下回式、下供下回式上供下回式、下供下回式3、按立管布置的特点分:、按立管
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