1、第八章 集中供热系统 闭式与开式热水供热系统的型式。集中供热系统热源型式与热媒的选择。热网系统的形式。集中供热系统的组成集中供热系统是由热源、热网和热用户三部分组成的。必须选择与热用户要求相适宜的供热系统形式及其管网与热用户的连接方式。集中供热系统的分类：1、根据热媒不同，分为热水供热系统和蒸汽供热系统。2、根据热源不同，主要可分为热电厂供热系统和区域锅炉房供热系统。此外，也有以核供热站、地热、工业余热作为热源的供热系统。3、根据供热管道的不同，可分为单管制、双管制和多管制的供热系统。4、根据热源的数量不同，可分为单一热源供热系统和多热源供热系统。5、根据系统加压泵设置的数量不同，可分为单一网
2、络循环泵供热系统和分布式加压泵供热系统。概述组成第一节 热水供热系统热水供热系统主要采用两种型式：闭式系统和开式系统。在闭式系统中，热网的循环水仅作为热媒，供给热用户热量而不从热网中取出使用。在开式系统中，热网的循环水部分地或全部地从热网中取出，直接用于生产或热水供应热用户中。8-1 热水供热系统a.供暖与热网的连接方式（一）系统热用户与热水网路的连接方式可分为直接连接和间接连接两种方式。直接连接是用户系统直接连接于热水网路上。热水网路的水力工况（压力和流量状况）和供热工况与供暖热用户有着密切的联系。间接连接方式是在供暖系统热用户设置表面式水-水换热器（或者在热力站处设置担任该区域供暖热负荷的
3、表面式水-水换热器） ，用户系统与热水网路被表面式水 -水换热器隔离，形成两个独立的系统。用户与网路之间的水力工况互不影响。（一）系统热用户与热水网路的连接方式（一）系统热用户与热水网路的连接方式（一）系统热用户与热水网路的连接方式供暖系统热用户与热水网路的连接方式常见的有以下几种方式：1无混合装置的直接连接 2装水喷射器的直接连接 3装混合水泵的直接连接 4间接连接1.无混合装置的直接连接1.无混合装置的直接连接热水由热网供水管直接进入供暖系统热用户，在散热器内放热后，返回热网回水管去。这种直接连接方式最简单，造价低。只能在设计供水温度不超过规定的散热器供暖系统的最高热媒温度时才能采用。用户
4、引入口处热网的供回水管的自用压差大于供暖系统用户要求的压力损失时才能应用（供暖用户要求的压力一般为 12mH2O） 。绝大多数低温水热水供热系统是采用这种方式。2.装水喷射器的直接连接2.装水喷射器的直接连接喷射泵的工作原理: 热网的高温高压水在喷射泵的喷嘴处造成负压,在引水室中抽引系统回水,使外网的高温供水与系统的低温回水在喷射泵的混合室中混合成中间温度的用户供水。喷射泵喷嘴的阻力损失较大,要求外网必须有足够高的资用压力。特点 :喷射泵作为混水装置，无电耗，造价低，无活动部件不易损坏。适用条件:用户供水温度低于外网供水温度；同时外网有足够的资用压力(812mH2O)，一般靠近热源的 供暖用户
5、适用,远端供暖用户资用压力往往不够。2.装水喷射器的直接连接由于抽引回水需要消耗能量，热网供回水之间需要足够的资用压差，才能保证水喷射器正常工作。装水喷射器的直接连接方式，通常只用在单栋建筑物的供暖系统上，需要分散管理。3.装混合水泵的直接连接3.装混合水泵的直接连接工作原理：用混水泵代替喷射泵。来自热网供水管的高温水，在建筑物用户入口或专设热力站处，与混合水泵抽引的用户或街区网路回水相混合，降低温度后，再进入用户供暖系统。特点：耗电大，但可调节流量。适用条件：用户水温低于外网水温，用户入口处资用压力不大时（不足以克服喷射泵的阻力时） 。3.装混合水泵的直接连接来自热网供水管的高温水，在建筑物
6、用户入口或者专设热力站处，与混合水泵抽引的用户或者街区网路回水相混合降低温度后，再进入用户供暖系统。为防止混合水泵扬程高于热网供回水管的压差而将热网回水抽入热网供水管内，在热网供水管入口处应装设止回阀，通过调节混合水泵的阀门和热网供回水管进出口处的阀门开启度，可以在较大的范围内调节进入用户供热系统的供水温度和流量。3.装混合水泵的直接连接在热力站处设置混合水泵的连接方式可以适当地集中管理。混合设备连接方式的造价比采用水喷射器的方式高，运行中需要经常维护并消耗电能。装混合水泵的连接方式是我国目前尝试高温水供暖系统中应用较多的一种直接连接方式。4.间接连接4.间接连接1)原理:热网供水管的热水进入
7、设置在建筑物用户引入口或热力站的表面式水-水换热器内，通过换热器的表面将热能传递给供暖系统热用户的循环水，冷却后的回水返回到热网回水管去。供暖系统的循环水由热用户系统的循环水泵驱动循环流动。2)特点:需投入换热设备造价高,循环水泵耗电多,需常维修,运行费用高。3)适用条件:用户水温与外网水温不相同时或热水网路与热用户的压力状况不适应时。5.几种连接方式的比较5.直接连接与间接连接的比较采用直接连接,由于热用户系统漏损水量大多超过热网规范规定的补水率（补水率不宜大于总循环水量的1%）,造成热源水处理量增大,影响供热系统的供热能力和经济性。采用间接连接,需要在建筑物用户入口处或热力站内设置表面式水
8、-水换热器和循环水泵等设备 ,造价高。但热源的补水率大大减少,同时热网的压力工况和流量工况不受用户的影响,便于热网运行管理。(二)通风系统热用户与热水网路的连接由于通风系统中加热空气的设备能承受较高压力，并对热媒参数无严格限制，因此通风用热设备 (如空气加热器等)与热网的连接，通常采用最简单的连接形式。(三)热水供应热用户与热网的连接方式热水用户与外网的连接方式较合理的方法是增加一台换热设备，因为外网的水是经过处理的水。根据用户热水供应系统中是否设置储水箱及其设置位置不同,连接方式如下: 1.无储水箱的连接方式 2.装设上部储水箱的连接方式 3.装设容积式换热器的连接方式 4.装设下部储水箱的
9、连接方式1.无储水箱的连接方式 热水网路供水通过表面式水-水换热器将城市上水加热。冷却了的网路水全部返回热网回水管。在热水供应系统的供水管上宜装置温度调节器，使系统的供水温度控制在6065 oC 范围内，否则供应热水的温度将会随用水量的大小而剧烈地变化。应用 : 常用于一般的住宅或公用建筑中。2.装设上部储水箱的连接方式 在表面式水- 水换热器中被加热的城市上水，先送到设置在建筑物高处的储水箱中，然后热水再沿配水管送到各取水点使用。上部储水箱起储存热水和稳定水压的作用。3.装设容积式换热器的连接方式 在建筑物用户引入口或热力站处装设容积式换热器，换热器兼起换热和储存热水的作用，不必再设置上部储
10、水箱。应用：宜用于工业企业和公用建筑的小型热水供应系统上。4.装设下部储水箱的连接方式装设循环管路和热水供应循环水泵目的，是使热水能不断地循环流动，以避免开始用热水时，要先放出大量冷水。下部储水箱与换热器用管道连接，形成一个封闭的循环环路。当热水供热系统用水量较小时，从换热器出来的一部分热水，流进储水箱蓄热，而当系统的用水量较大时，从换热器出来的热水量不足，储水箱内的热水就会被城市上水自下而上挤出，补充一部分热水量。为了使储水箱能自动地充水和放水，应将储水箱上部的连接管尽可能选粗一些。应用：宜在对用热水要求较高的旅馆或住宅中使用。(四)闭式双级串联和混联连接的热水系统在热水供热系统中：1、如果
11、各热用户并联连接在热水网路上，则网路循环水量等于各热用户所需最大水量之和。2、热网循环水量与网路的连接方式有关。如热水供应用户系统没有储水箱，网路水量应按热水供应的最大小时用热量来确定；3、而装有足够体积的储水箱时，可按热水供应平均小时用热量来确定。4、热水网路的水温常随室外温度的升高而降低供水温度，而热水供应用热量变化较小，所以，循环水量应按最不利情况（即网路供水温度最低）计算。(四)闭式双级串联和混联连接的热水系统尽管热水供应热负荷占总供热负荷比例不大，但在计算循环水量时，却占很大比例，为减少网路循环水量，可采用供暖系统与热水供应系统串联的方式。在此方式中，利用了供暖系统回水的部分热量预热
12、上水，可减少网路的总计算循环水量，适宜用在热水供应热负荷较大的城市热水供热系统上。(四)闭式双级串联和混联连接的热水系统(四)闭式双级串联和混联连接的热水系统作用原理： 热水供应系统的用水首先由串联在网路回水管上的水加热器（级加热器）1 加热。如经过第级加热后，热水供应水温仍低于所要求的温度，则通过水温调节器 3 将阀门打开，进一步利用网路中的高温水通过第加热器皿，将水加热到所需温度。经过第级加热器放热后的网路供水，再进入供暖系统中去。为了稳定供暖系统的水力工况，在供水管上安装流量调节器械，控制用户系统的流量。 二、开式热水供热系统开式热水供热系统的热水供应热用户与网路的连接，有下列几种形式：
13、1.无储水箱的连接方式2.装设上水箱的连接方式3.与上水混合的连接方式8-1 热水供热系统开式热水供热系统 1.无储水箱的连接方式(1) 工作原理：热水直接从网路的供、回水管取出，通过混合三通后的水温可由温度调节器来控制。为了防止网路供水管的热水直接流入回水管，回水管应设止回阀。(2) 适用条件：由于直接取水，因此网路供、回水管的压力都大于热水供热用户系统的水静压力、管路阻力损失以及取水栓 5 自由水头的总和。(3) 应用：这种连接方式最为简单，它可用于小型住宅和公用建筑中。2.装设上部储水箱的连接方式常用于浴室、洗衣房和用水量很大的工业厂房中。网路供水和回水先在混合三通中混合，然后送到上部储
14、水箱，热水在沿着配水管送到各取水栓。3.与上水混合的连接方式当热水供应用户的用水量很大，建筑物中（如浴室、洗衣房等）来自供暖通风用户系统的回水量不足与供水管中的热水混合时，可采用这种连接方式。为了便于调节水温，网路供水管的压力应高于上水管的压力。在上水管上要安装止回阀，以防止网路水流入上水管路。如上水压力高于热网供水管压力时，在上水管上要安装减压阀。三、闭式与开式热水供热系统的优缺点1.闭式热水供热系统的网路补水量少。在运行中，闭式热水供热系统容易监测网路系统的严密程度。2.在闭式热水供热系统中，网路循环水通过表面式热交换器将城市上水加热，热水供应用水的水质与城市上水水质相同且稳定。三、闭式与
15、开式热水供热系统的优缺点3.在闭式热水供热系统中，在热力站或用户入口处，需安装表面式热交换器。热力站或用户引入口处设备增多，投资增加，运行管理也较复杂。4.在利用低位热能方面，开式系统比闭式系统要好些。三、闭式与开式热水供热系统的优缺点开式系统的主要优点是：（1 ）有可能使发电厂和工业企业的废热用于热水供应。（2 ）能使用户引入口（热力站）简化，造价降低，能提高热水供应局部装置的使用寿命。（3 ）有可能在长输送热中应用单管系统。三、闭式与开式热水供热系统的优缺点开式系统的缺点是： （1 ）补水量大，水处理复杂，价格高。（2 ）在采暖装置与热网按非独立方式连接、自来水氧化性很高的情况下，进配水器
16、的水在气味、色度和卫生质量等方面都不稳定，但在采暖装置按独立方式连接时本缺点可以排除。（3 ）供热系统的卫生监测简明复杂、范围大。（4 ）因为与回水管中水的变流量有关，热网水力工况很不稳定，故运行管理复杂。（5 ）由于在开式系统中补水的测量不能说明系统的坚固性，所以供热系统的密闭性监测复杂。第二节 蒸汽供热系统第二节 蒸汽供热系统第二节 蒸汽供热系统蒸汽供热系统，广泛地应用于工业厂房或工业区域，它主要承担向生产工艺热用户供热；同时也向热水供应、通风和供暖热用户供热。根据热用户的要求，蒸汽供热系统可用单管式（同一蒸汽压力参数）或多根蒸汽管供热（不同蒸汽压力参数），同时凝结水也可采用回收或不回收的
17、方式。第二节 蒸汽供热系统1 热用户与蒸汽管网的连接方式2 凝结水回收系统3 凝结水回收系统的改进方法 4 蒸汽供热系统的热网型式一、热用户与蒸汽网路的连接方式生产工艺热用户与蒸汽网路连接方式： 蒸汽在生产工艺用热设备 5，通过间接式热交换器放热后，凝结水返回热源。如蒸汽在生产工艺用热设备应用后，凝结水有玷污可能或回收凝结水在技术经济上不合理时，凝结水可采用不回收的方式。此时，应在用户内对其凝结水及其热量加以就地利用。对于直接用蒸汽加热的生产工艺，凝结水当然不回收。 一、热用户与蒸汽网路的连接方式蒸汽供暖用户系统与蒸汽网路的连接方式高压蒸汽通过减压阀 4 减压后进入用户系统，凝结水通过疏水器
18、6进入凝结水箱 7，再用凝结水泵 8 将凝结水送回热源。 一、热用户与蒸汽网路的连接方式采用蒸汽喷射装置的连接方式 ： 蒸汽喷射器与前述的水喷射器的构造和工作原理基本相同。蒸汽在蒸汽喷射器 13 的喷嘴处，产生低于热水供暖系统回水的压力，回水被抽引进入喷射器并被加热，通过蒸汽喷射器的扩压管段，压力回升，使热水供暖系统的热水不断循环，系统中多余的水量通过水箱的溢流管 14返回凝结水管。 二、凝结水回收系统蒸汽在用热设备内放热凝结后，凝结水出用热设备，经疏水器、凝结水管道返回热源的管路系统及其设备组成的整个系统，称为凝结水回收系统。凝结水水温较高(一般为 80一 l00左右)，同时又是良好的锅炉补
19、水，应尽可能回收。正确地设计凝结水回收系统，运行中提高凝结水回收率，保证凝结水的质量是蒸汽供热系统设计与运行的关键性技术问题。二、凝结水回收系统是否与大气相通1.非满管流的凝结水回收系统 (低压自流式系统)工厂各车间的低压蒸汽供暖的凝结水经疏水器或不经疏水器，依靠重力，沿着坡向锅炉房凝结水箱的凝结水管道，自流返回凝结水，低压自流式凝结水回收系统只适用于供热面积小，地形坡向凝结水箱的场合，锅炉房应位于全厂的最低处，其应用范围受到很大限制。2.两相流的凝结水回收系统(余压回水系统 )1)工作原理：高压蒸汽供热的凝结水，经疏水器后直接接到室外凝结水管网，依靠疏水器后的背压将凝水送回锅炉房或凝结水分站
20、的凝结水箱。2)特点：由于饱和凝水通过疏水器及其后管道造成压降，产生二次蒸汽，以及不可避免的疏水器漏汽，因而在疏水器后的管道流动属两相流的流动状态，凝结水管的管径较粗；余压回水系统设备简单，根据疏水器的背压大小，系统作用半径可达 5001000m ，并对地势起伏有较好的适应性。3)适用范围：适用于全厂耗汽量少、用汽点分散、用汽参数比较一致的蒸汽供热系统。3.重力式满管流凝结水回水系统1)工作原理：用汽设备排出的凝结水，首先集中到高位水箱，在箱中排出二次蒸汽后，纯凝水直接流入室外凝水管网。靠高位水箱与锅炉房或凝结水分站的凝结水箱顶部回形管之间的水位差，凝水充满整个凝水管道流回凝结水箱。由于室外凝
21、水管网不含二次蒸汽，选择的凝水管径可小些。2)适用范围：适用于地势较平坦且坡向热源的蒸汽供热系统。开式凝结水回收系统的特点 系统中的凝结水箱或高位水箱与大气相通。在系统运行期间，二次蒸汽通过凝结水箱或高置水箱顶设置的排汽管排出。开式凝结水回收系统，在系统作业运行期间，空气通过空气管进入系统，使凝水管道易腐蚀。 4.闭式余压凝结水回收系统 闭式余压凝结水回收系统的工作情况，与上述图76 的图式无原则性的区别，只是系统的凝结水箱必需是承压水箱 4 和需设置一个安全水封 5，安全水封的作用是使凝水系统与大气隔断。当二次汽压力过高时，二次汽从安全水封排出，在系统停止运行时，安全水封可防止空气进入。5.
22、闭式满管流凝结水回收系统 1）工作原理：用汽设备的凝结水集中送到二次蒸发箱，二次蒸发箱内的凝结水经多级水封引入室外凝水管网，靠多级水封与凝结水箱顶的回形管的水位差，使凝水返回凝结水箱，凝结水箱应设置安全水封，以保证凝水系统不与大气相通。2）适用范围：适用于分散利用二次蒸汽、厂区地形起伏不大，地形坡向凝结水箱的场合。3）特点：热能利用好，回收率高，外网管径较小；但各季节的二次蒸汽供求不易平衡，设备增加。6.加压回水系统 1)工作原理：在用户处设置凝结水箱，收集该用户或邻近几个用户流来的凝结水，然后用水泵将凝结水输送回热源的总凝结水箱。2)特点：这种利用水泵的机械功输送凝结水的系统称为加压回水。这
23、种系统凝水流动工况呈满管流动，可以是开式，也可以是闭式。加压回水系统增加了设备和运行费用，多用于较大的蒸汽供热系统。三、凝结水回收系统的改进方法 凝结水回收系统的回收设备主要包括疏水器、集水箱、水泵等，这些设备产生会带来一些问题，如由于汽水共存造成的水击现象，疏水器选型不当造成的漏汽现象，普通水泵运行时产生的汽蚀，凝结水不能有效利用等。目前随着凝结水回收技术的不断提高和完善，凝结水回收设备的不断改进和新型高性能回收设备的不断研制，凝结水回收系统正在逐步完善。 三、凝结水回收系统的改进方法 为了充分利用凝结水中的二次汽，有效利用其能量，一些系统在管路里设置凝结水扩容箱，使凝结水闪蒸产生二次蒸汽，
24、回收闪蒸蒸汽，从而达到能量的充分利用并解决管路里的水击问题。为解决高温饱和凝结水的泵内汽蚀问题，一些系统利用喷射增压原理研制高温饱和凝结水密闭回收装置，解决了离心泵在泵送高温饱和凝结水时产生的汽蚀问题，并解决了喷射泵喷射增压过程中本身的汽蚀问题，为闭式回收系统充分利用凝结水中的热能，最大量地回收凝结水，节约燃料和软化水，提高凝结水回收系统的经济性提供了可能。三、凝结水回收系统的改进方法 利用 “ 热泵 ” 抽吸闪蒸汽技术研制的 JCRS 型无疏水阀的热泵式凝结水回收装置，利用蒸汽喷射式热泵，将凝结水的闪蒸汽升压，回收利用，做到汽水同时回收，使可用蒸汽量大于锅炉的供汽量。并可使凝结水在闪蒸汽被吸
25、走时温度降低，用防汽蚀泵打回再用，节能效果显著。带自增压环加压装置的蒸汽回收压缩机，可将蒸汽及高温凝结水以高温方式直接压进锅炉，这种回收设备的回收热效率较高。三、凝结水回收系统的改进方法 还有真空回收新方法利用水引射器造成比大气压力还低的负压点，使蒸汽凝结水的设备出口背压处于满足疏水器运行状态为保证回收的连续性，在进入引射器前利用热交换器。将两相流体蒸汽凝结水转变成一相。该方法具有回水流畅、回收半径大、回收管道铺设不受限制、节能降耗等优点。 相关文献：凝结水回收系统的发展现状和节能效益 1 概述 2 凝结水回收系统特点 2.1 开式回收系统 2.2 闭式回收系统3 回收方式和设备的确定 4 结
26、水回收项目的热经济性分析 5 结束语 3 回收方式和设备的确定 对于不同的凝结水改造项目，选用何种回收方式和回收设备，是该项目能否达到投资目的至关重要的一步。首先，要正确选择凝结水回收系统，必须准确地掌握凝结水回收系统的凝结水量和凝结水的排水量。若凝结水量计算不正确，便会使凝结水管管径选的过大或过小。其次，要正确掌握凝结水的压力和温度，凝结水的压力和温度是选择凝结水回收系统的关键。回收系统采用何种方式，采用何种设备，如何布置管网，需不需要利用二次蒸汽，需不需要回收凝结水的全部热量等问题都和凝结水的压力温度有关。第三，凝结水回收系统的疏水阀的选择也是回收系统应该注意的内容。疏水阀选型不同，会影响
27、凝结水被利用时的压力和温度，亦会影响回收系统的漏汽情况。第三节 热网系统型式与多热源联合供热热网是集中供热系统的主要组成部分，担负热能输送任务。热网系统型式取决于热媒、热源与热用户的相互位置和供热地区热用户种类、热负荷大小和性质等。选择热网系统型式应遵循的基本原则是安全供热和经济性。一、蒸汽供热系统 二、热水供热系统一、蒸汽供热系统蒸汽作为热媒主要用于工厂的生产工艺用热上。热用户主要是工厂的各生产设备，比较集中且数量不多，因此单根蒸汽管和凝结水管的热网系统型式是最普遍采用的方式。同时采用枝状管网布置。 二、热水供热系统在城市热水供热(暖)系统中，有为数众多的建筑物的用户系统与热水网路相连接，且
28、供热区域较大。因此，在确定热水供热系统型式时，应特别注意供热的可靠性，当部分管段出现故障后，热网具有后备供热的可能性问题。二、热水供热系统在城市热水供热(暖) 系统中，有为数众多的建筑物的用户系统与热水网路相连接，且供热区域较大。目前国内以区域锅炉房为热源的热水供热系统，其供暖建筑面积般为数万至数十万平方米，个别系统甚至超过百万平方米。以热电厂为热源或具有几个热源的大型热水供热系统，其供暖建筑面积可高达数百万平方米。因此，在确定热水供热系统型式时，应特别注意供热的可靠性，当部分管段出现故障后，热网具有后备供热的可能性问题。热网主要型式：1) 单独热源且规模不大条件下：采用图 8-11 枝状管网
29、；2) 规模较大条件下：采用图 8-12 大型热水供热系统的热网示意图；3) 多热源枝状管网 图 8-13；是热电厂区域锅炉房联合供热系统；具有一定规模枝状管网；4) 多热源环状管网 图 8-14；5) 多热源联合供热的特点:可靠性高、备用率下降、经济运行、设计与运行水力工况复杂,要求配置一定水平的自动化系统。图 8-11 枝状管网热网系统型式一个供热范围较小的热水供热系统的热网系统图，管网采用枝状连接，热网供水从热源沿主干线 2，分支干线 3，用户支线 4 送到各热用户的引入口处，网路回水从各用户沿相同线路返回热源。枝状管网布置简单，供热管道的直径，随距热源越远而逐渐减小；且金属耗量小，基建
30、投资小，运行管理简单。但枝状管网不具后备供热的性能。热网系统型式当供热管网某处发生故障时，在故障点以后的热用户都将停止供热。由于建筑物具有一定的蓄热能力，通常可采用迅速消除热网故障的办法，以使建筑物室温不致大幅度地降低。因此，枝状管网是热水管网最普遍采用的方式。图 8-12 大型热水供热系统的热网示意图热网系统型式热网供水从热源沿输送干线 4，输配干线 5，支干线 6，用户支线 7 进入各热力站 8；网路回水从各热力站沿相同线路返回热源。热力站后面的热水网路，通常称为二级管网，按枝状管网布置，它将热能由热力站分配到一个或几个街区的建筑物中。 多热源联合供热系统主要的组合方式： 1.热电厂与区域
31、锅炉房联合供热；2.几个热电厂联合供热。3.几个区域锅炉房联合供热方式。 图 8-13 热电厂与外置区域锅炉房联合供热系统示 图 8-14 多热源供热系统的环状管网示意图第九章供暖概论供暖就是用人工方法向室内供给热量，保持一定的室内温度，以创造适宜的生活条件或者工作条件的技术。所有供暖系统都由热媒制备（热源） 、热媒输送和热媒利用（散热设备）三个主要部分组成。根据三个主要组成部分的相互关系来分，供暖系统可分为局部供暖系统、集中式供暖系统和区域供暖系统。局部供暖系统热媒制备、热媒输送和热媒利用三个主要组成部分在构造上都在一起的供暖系统称为局部供暖系统，如烟气供暖（火炉、火墙和火炕等） ，电热供暖
32、和燃气供暖等。虽然燃气和电能通常由远处输送到室内来，但热量的转化和利用都是在散热设备上实现的。火墙利用炉灶的烟气通过立砖砌成的空心短墙采暖的设备。火墙在中国已有悠久历史。西安阎家村汉代建筑遗址的炉灶，其排烟道先曲折，后直上通于户外，近似后世的火墙。火墙由炉膛、火墙体和烟囱三部分构成。炉膛可设于火墙体内;也可紧贴火墙体设置,形成连墙炉灶。火墙体中设曲回烟道，常砌成厚 1.25 砖、高 1.52.0 米、长 2.02.5 米的空心短墙。墙内可砌成竖洞、横洞、独洞、花洞等多种形式的烟道。热烟气在墙内流程长，则蓄热时间长，热效率高，散热均匀。烟囱是火墙的排烟通道，应有足够的高度。火墙的炉灶可以做饭，热
33、烟气则通过火墙体供暖。火墙还可兼作隔墙，但不允许作承重结构。火墙电热炉集中式供暖系统热源和散热设备分别设置，用热媒管道相连接，由热源向各个房间或者各个建筑物供给热量的供暖系统，称为集中式供暖系统。集中式热水供暖系统集中供热可以向单栋建筑物供暖，也可以向多栋建筑物供暖。对一个或多个小区多栋建筑物的集中式供暖方式，在国内也惯称为联片供热。区域供暖系统的优越性 1、有较好的经济效益。区域供热用的锅炉容量大，热效率高，可以达到 90%以上，而分散供热的小型锅炉热效率只有 60%左右，或更低。因此城市区域供热代替分散供热综合起来可节约 20%30%的能源。 2、有良好的环境效益。城市污染主要来源于煤直接
34、燃烧产生的二氧化碳和烟尘。区域供热的锅炉容量大，有较完善的除尘设备，采用高效率的除尘器，除尘率可达 90以上，能有效降低城市污染。 3、有很好的社会效益。城市区域供热对于方便人民生活，节省城建珍贵用地，缓解城区用电紧张的局面有着十分重要的意义。 根据供暖系统中散热给室内的方式不同，主要可分为对流供暖和辐射供暖。以对流换热为主要方式的供暖，称为对流供暖。系统中的散热设备是散热器，因而这种系统也称为散热器供暖系统。利用热空气作为热媒，向室内供给热量的供暖系统，称为热风供暖系统。它也是以对流方式向室内供暖。散热器暖风机辐射供暖是以辐射传热为主的一种供暖方式。辐射供暖系统的散热设备，主要是采用金属辐射
35、板或者以建筑物部分顶棚、地板或者墙壁作为辐射散热面。辐射板集中供热系统由三大部分集中供热系统由三大部分组成：热源、热力网（热网）和热用户。热源热源：在热能工程中，热源是泛指能从中吸取热量的任何物质、装置或者天然能源。供热系统中的热源，是指供热热媒的来源。目前最广泛应用的是：区域锅炉房和热电厂。在此热源内，是燃料燃烧产生的热能将热水或者蒸汽加热。此外也可以利用核能、地热、电能、工业余热作为集中供热系统的热源。锅炉房热电厂地热地热地热核能利用反应堆产生的能量直接供热，有十分广阔的市场。例如，建设一座 20 万千瓦的低温供热堆，每年消耗二氧化铀仅 1 吨，它可以为 500 万平方米的建筑供暖。而为同
36、样建筑面积供暖的锅炉，每年需要烧煤 30 万吨。如果以15 年为期进行比较，核供热的成本比煤供热便宜。世界上前苏联，加拿大，瑞典和我国都为寒冷地区建造了低温供热反应堆。热网热网：由热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统热网热网热网热用户热用户：集中供热系统利用热能的用户，如室内供暖、通风、空调、热水供应以及生产工艺用热系统等。第十章 热水供暖系统 本章重点及难点本章重点 掌握重力、机械循环供热系统的原理 掌握机械循环供热系统不同形式的特点 掌握分户采暖热水供暖系统的形式与特点 了解室内热水供暖系统的管路布置和主要设备及附件本章难点 膨胀水箱的安装 重力、机械循环供热系统管道的敷设 垂直失调与
37、水平失调的原因及应对措施以热水作为热媒的供暖系统，称为热水供暖系统。从卫生条件和节能等考虑，民用建筑应采用热水作为热媒。热水供暖系统也用在生产厂房及辅助建筑物中。热水供暖系统分类：1按系统循环动力的不同，可分为重力(自然)循环系统和机械循环系统。 2按供、回水方式的不同，可分为单管系统和双管系统。3按系统管道敷设方式的不同，可分为垂直式和水平式系统。4按热媒温度的不同，可分为低温水供暖系统和高温水供暖系统。热水供暖系统分类：热水供暖系统分类：热水供暖系统分类：热水供暖系统分类：低温水与高温水在我国习惯认为水温低于 100的热水为低温水，水温超过 100的热水称为高温水室内热水供暖系统大多采用低
38、温水作为热媒。设计供回水温度采用 95/70。高温水供暖系统一般在生产厂房中应用。设计供回水温度大多采用 120130/7080 。第一节 传统室内热水供暖系统 根据循环动力不同，可分为重力（自然）循环热水供暖系统和机械循环热水供暖系统。一、 重力（自然）循环热水供暖系统1.系统工作原理及其作用压力当水在锅炉内加热后，水的密度减小，上升；在散热器内被冷却后，水的密度增加，沿回水管道返回锅炉。整个系统的循环动力即供回水的密度差。维持该系统循环流动的压力称为自然作用压力。 重力循环热水供暖系统的循环作用压力的大小取决于水温（水的密度）在循环环路的变化。 作用压力 起循环作用的只有散热器中心和锅炉中
39、心之间这段高度内的水柱密度差。如果取供水温度 95，回水 70；则每 m 高差可产生的作用压力为：9.811(977.81961.92)=156 Pa。重力循环热水供暖系统维护管理简单，不需消耗电能。但由于其作用压力小、管中水流速度不大，所以管径就相对大一些，作用范围也受到限制。自然循环热水供暖系统通常只能在单幢建筑物中使用，作用半径不宜超过 50m。2.重力循环热水供暖系统的主要型式2.重力循环热水供暖系统的主要型式双管上供下回式上供下回式重力循环热水供暖系统管道布置的主要特点因系统中若积存空气，就会形成气塞，影响水的正常循环。系统的供水干管必须有向膨胀水箱方向上升的坡向。其坡度为 0.51
40、.0；散热器支管的坡度一般取 1%。这是为了使系统内的空气能顺利地排除，在上供下回重力循环热水供暖系统充水和运行时，空气能逆着水流方向，经过供水干管聚集到系统的最高处，通过膨胀水箱排除。为使系统顺利排除空气和在系统停止运行或检修时能通过回水干管顺利地排水，回水干管应有向锅炉方向的向下坡度。3.重力循环热水供暖双管系统作用压力的计算 在图 3-3 的双管系统中，由于供水同时在上、下两成散热器内冷却，形成了两个并联环路和两个冷却中心。作用压力分别为重力循环热水供暖双管系统的垂直失调 在双管系统中，由于各层散热器与锅炉的高差不同，虽然进入和流出各层散热器的供、回水温度相同(不考虑管路沿途冷却的影响)
41、，也将形成上层作用压力大、下层作用压力小的现象。如选用不同管径仍不能使各层阻力损失达到平衡，由于流量分配不均，必然要出现上热下冷的现象。系统垂直失调在供暖建筑物内，同一竖向的各层房间的室温不符合设计要求的温度，而出现上、下层冷热不匀的现象，通常称作系统垂直失调。由此可见，双管系统的垂直失调，是由于通过各层的循环作用压力不同而出现的；而且楼层数越多，上下层的作用压力差值越大垂直失调就会越严重。4.重力循环热水供暖单管系统的作用压力的计算原理：依靠供回水温度不同、密度不同所产生的容重差作为热水在管内流动的动力。单管系统与双管系统的比较单管系统与双管系统相比，除了作用压力不同外，各层散热器的平均进出
42、水温度也是不相同的。在双管系统中，各层散热器的平均进出水温度是相同的；而在单管系统中，各层散热器的进出口水温是不相等的。越在下层进水温度越低，因而各层散热器的传热系数 K 值也不相等。因有这个影响，单管系统立管的散热器总面积一般比双管系统的稍大些。二 机械循环热水供暖系统机械循环热水供暖系统与重力循环系统的主要差别是在系统中设置了循环水泵，水在系统中强制循环。设置了循环水泵，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。机械循环热水供暖系统不仅可用于单幢建筑物中。也可以用于多幢建筑，甚于发展为区域热水供暖系统。机械循环热水供暖系统成为应用最广泛的一
43、种供暖系统。机械循环热水供暖系统的主要型式 垂直式系统水平式系统(一)、垂直式系统垂直式系统，按供、回水干管布置位置不同，有下列几种型式： 上供下回式双管和单管热水供暖系统； 下供下回式双管热水供暖系统； 中供式热水供暖系统； 下供上回式(倒流式) 热水供暖系统； 混合式热水供暖系统。机械循环上供下回式系统上供下回式管道系统对各系统布置进行比较对各系统特点进行比较对各系统优缺点进行比较机械循环下供下回热水供暖系统它有如下特点：（1 ）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。（2 ）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。（3 ） 排除系统中的空气较困
44、难。下供下回式系统排出空气的方式 下供下回式系统排出空气的方式1)通过顶层散热器的冷风阀手动分散排气。 2)通过专设的空气管手动或自动集中排气。从散热器和立管排出的空气，沿空气管送到集气装置，定期排出系统外。集气装置的连接位置，应比水平空气管低 h 米以上，即应大于图中 a 和 b 两点在系统运行时的压差值，否则位于上部空气管内的空气不能起到隔断作用，立管水会通过空气管串流。因此，通过专设空气管集中排气的方法，通常只用在作用半径小或压降小的系统中。中供式热水供暖系统 中供式系统的特点：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
45、垂直失调的现象；但上部系统要增加排气装置。机械循环下供上回供暖系统倒流式系统具有如下特点：(1)无需设置集气罐等排气装置。 (2) 底层散热器的面积减小，便于布置。(3)当采用高温水供暖系统时，可减少布置高架水箱的困难。(4)散热器的面积要比上供下回顺流式系统的面积增多。机械循环混合式热水供暖系统同程式系统(二)、水平式系统优点：1、系统的总造价一般比垂直式的低；2、管路简单，施工方便；3、有可能利用最高层的辅助间三、室内热水供暖系统的管路布置室内热水供暖系统管路布置合理与否，直接影响到造价和适用效果。应根据建筑物的具体条件与外网连接的型式以及运行情况等因素来选择合理的布置方案，力求系统管道走
46、向布置合理，节省管材，便于调节和排除空气而且要求各并联环路的阻力损失易于平衡。室内热水供暖系统的管路布置引入口：宜设置在建筑物热负荷对称分配的位置，一般宜在建筑物中部有两个分支环路的同程式系统布置形式。一般宜将供水干管的始端放置在朝北向一侧，而末端设在朝南向一侧。 常见的供回水干管走向布置方式四个分支环路的异程式系统第二节 分户采暖热水供暖系统 分户采暖是以经济手段促进节能。采暖系统节能的关键是改变热用户的现有“室温高，开窗放”的用热习惯，这就要求采暖系统在用户侧具有调节手段，先实现分户控制与调节，为下一步分户计量创造条件。第二节 分户采暖热水供暖系统 根据这一特点以及我国民用住宅的结构型式，
47、楼梯间、楼道等公用部分应设置独立采暖系统，室内的分户采暖主要由以下三个系统组成: 1.满足热用户用热需求的户内水平采暖系统，就是按户分环，每一户单独引出供回水管，一方面便于供暖控制管理，另一方面用户可实现分室控温。2.向各个用户输送热媒的单元立管采暖系统，即用户的公共立管，可设于楼梯间或专用的采暖管井内。3.向各个单元公共立管输送热媒的水平干管采暖系统。第三节 高层建筑热水供暖系统高层建筑热水供暖系统设计存在的问题 分层式供暖系统 双线式系统 高层建筑热水供暖系统设计存在的问题(1)高层建筑供暖设计热负荷的计算问题( 冷风渗透耗热量)。(2)高层建筑供暖系统的形式和与室外热水网路的连接方式问题
48、，由于高层建筑热水供暖系统的水静压力较大，当它与外界连接时，应根据散热器的承压能力，外网的压力状况等因素，确定系统形式及连接方式。(3)建筑物层数多，加重系统的垂直失调的问题。一、分层式供暖系统 下层系统采用与外网直接连接，其高度取决于室外网路的压力工况和散热器的承压能力。上层系统与外网采用隔绝式连接，利用水加热器使其压力与外网隔绝 一、分层式供暖系统 外网供水温度较低，使用热交换器所需面积过大而不经济时，可考虑采用双水箱分层式供暖系统。 特点： (1)上层系统与外网直接连接。当外网供水压力低于高层建筑静水压力时，在用户供水管上加设加压泵。利用进、回水箱两个水位高差 h 进行上层系统的水循环一
49、、分层式供暖系统 (2)上层系统利用非满管流动的溢流管与外网回水管连接，溢流管下部的满管高度 H 取决于外网回水管的压力。(3)两个水箱替代了热交换器起隔绝压力的作用。简化了入口设备，降低了系统造价。(4)采用了开式水箱，易使空气进入系统，造成系统的腐蚀。一、分层式供暖系统二、双线式系统双线式系统有垂直式和水平式两种型式。二、双线式系统三、单、双管混合式系统这种系统的特点是：既避免了双管系统在楼层数过多时出现的严重竖向失调现象，同时又能避免散热器支管管径过粗的缺点，而且散热器还能进行局部调节。 四、专用分区供暖当高层建筑面积较大或是成片的高层小区，可靠考虑将高层建筑竖向按高度分区，在垂直方向上分为二个或多个采暖分区，分别由不同的采暖系统与设备供给，各区域供暖参数可保持一致。分区高度主要由散热器的承压能力、
