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
2、压泵设置的数量不同，可分为单一网络循 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
3、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
4、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
5、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 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，
6、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
7、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
8、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-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
9、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
10、- 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，
11、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
12、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 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
13、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： 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。
14、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 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。
15、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
16、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
17、 ）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
18、 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 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
19、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
20、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 房或凝结水分站的凝结水箱。 2)特点：由于
21、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
22、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
23、封可防止空气进入。 5.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
24、利用水泵的机械功输送凝结水的系统称为加 压回水。这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
25、 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，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
26、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
27、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
28、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
29、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
30、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； 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
31、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，
32、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
33、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
34、 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
35、。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。
36、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
37、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 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
38、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
39、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 1201
40、30/7080 。 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
41、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 0.51.0；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
42、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)，也将形成上层作用压力大、下层作用压 力小的
43、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水温度也是不相
44、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
45、用最广泛的一种供暖系统。 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
46、带来很大方便。 （3 ） 排除系统中的空气较困难。 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
47、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。 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
48、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
49、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，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，由于高层建筑热水
