第五章室外供热管网设计

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一、热水供热室外管网系统
（一）热水供热系统的型式 1．按热媒流动形式 闭式系统—热网循环水仅作为热媒，不 取出使用。 开式系统—热网循环水全部取出使用。 半开式系统—热网循环水部分取出使用。
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2．按供热管道 单管制、双管制和多管制供热系统。 ⑴单管制开式系统 如图5-1(a)，只有一条供水管。 使用条件：供暖和空调等所需管网平均小时 水量=热水供应平均小时水量。 Gp.k=Gp.r
⑵方案二：两管制
在热源处不设置分水器、 集水器，热源出口仅有供 回水两根管，如图5-10 所示。 优点：管道材料少。 缺点：调节控制不灵活。
图5-10 方案二及水压图 1—热闷加热器；2—热网循环水泵
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⑶两个方案的水压图也不同
在方案一，距离热源较近的A区可在热源内部 的分水器、集水器的阀门上节流； 在方案二，则在热网分支处(或在A区热力站入 口处)节流。
缺点：初投资和运行费较高， 占地面积大。 适用条件：A、B区地形高 度差较大，要求不同定压值， 或热用户需要不同的供、回 水温度的情况。
图5-6 供热方案一 1—热网加热器；2—热网循环水泵
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⑵方案二：采用一套热网
如图5-7所示，循环泵扬程按最远的B区选择，对距热源较 近的A区进行节流。 优点：系统最为简单。
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5．装混合水泵的直接连接
如图5-2（e）。 ⑴特点 ①可适当集中管理，但造价和运行费用 高。 ②调节混合水泵和热网供、回水管进出 口处的阀门开度，可调节进入用户的供水温 度和流量。
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⑵设计要求 ①当供回水管之间的资用压力，不能满 足水喷射器正常工作时采用。 ②在热网供水管入口处应装设止回阀 （以防止混合水泵扬程高于热网供、回水压 差时，将热网回水送入热网供水管内）。 ③在混合水泵出口装设止回装置（防止 水泵扬程低时，供水进入回水管）。
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1．间接连接
如图5-2（a）。 特点： ①热网系统与供暖系统由换热器隔离。 ②造价高，消耗电能，运行管理费用增加。
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2．装设容积式换热器的连接方式
如图5-2（b）。 特点： ①换热器具有换热和储存热水两种功能。 ②传热系数低，换热面积大。 ③清洗水垢方便。
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2．网路系统的划分
在工程设计中，首先是要在技术上可行，然后才 能进行经济比较。因此，系统划分是确定方案经 常遇到的问题。 以图5-5作为例，假定在热电厂内设置一套热网 加热器、一套热网循环泵，供热管道有两种不同 的布置方案。
图5-5供热区域A、B示意图
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⑷三管制闭式系统 如图5-1(d)。 两条供水管，一条回水管路。
⑸四管制闭式系统 如图5-1(e)。 将季节性用热户与常年性如用户分开，各有 一条供水管和一条回水管。
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（二）闭式热水供热系统
我国目前最广泛采用的热水供热系统。 热水网路与热用户的连接方式： 直接连接：热网的水力工况和供热工况与热 用户密切联系。二者热媒相同，温度也相同。 间接连接：热网水力工况与热用户无关。二 者热媒和温度均不相同。
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3．与上水混合的连接方式 图5-4(c)。 特点：可减少热网补水量；连接方式简单。 设计要求： 要求供水管压力＞上水管压力，需在上水管上设止 回阀。 适用于热水供应用水量很大的场合。
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(六)设计方案的选择与比较
在供热工程设计中，设计方案的确定是一项 重要的、且影响全局的工作，供热系统设计 方案涉及到：能源合理利用和运行管理；能 源、外网和热用户三个方面。 供热系统设计方案的确定：应根据现行国家 能源政策、有关规程规范，全面考虑热源、 热网和热用户三个方面，经过技术经济比较 综合分析后加以确定。
缺点：A区节流损失大，运行 不经济。特别是当A区的流量 明显大于B区时。 适用条件：A区的流量小于B 区，两区所需水泵扬程相差不 大，经经济分析证明合理。
图5-7 供热方案二
1—热网加热器；2—热网循环水泵
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⑶方案三：采用一套热网设中继站
如图5-8所示。 优点：合理、节能。 适用条件：特别适合于A区 的流量明显大于B区流量， 和A、B两区之间距离L2较 大的情况。
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⑵双管制闭式系统 如图5-1(b)，一条供水管和一条回水管。 供水量=回水量，是应用最广泛的一种系 统。
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⑶双管制半闭式系统 如图5-1(c)。 一条供水管和一条回水管。 大部分回水返回热源，一小部分回水与高 温水混合后至热水供应用户。
图5-12 蒸汽供热系统示意图 (a)生产工艺热用户与蒸汽网连接图；(b)蒸汽供暖用户系统与蒸汽网直 接连接图；(c)采用汽-水换热器的连接图；(d)采用蒸汽喷射器的连接图 ；(e)通风系统与蒸汽网路的连接图；(f)无储水箱的热水供应图
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1．与生产工艺热用户的连接方式
如图5-12(a)所示为直接连接。外网蒸汽，经用户 减压阀减压后，供给工艺用热设备，凝结水经疏水 器、用户凝结水箱，由凝水泵送回外网凝水管。
第五章 室外供热管网设计
第一节 第二节 第三节 第四节 室外供热管网系统 室外供热管网的布置 室外供热管网的敷设与构造 室外供热管网的应力计算
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第一节 室外供热管网系统
按热媒分为：热水供热系统、蒸汽供热系统 按热源分为：热电厂供热系统、区域锅炉房 供热系统 按供热管道分为：单管制、双管制和多管制 供热系统
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(b)回收凝结水的双管式系统
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3．多管制蒸汽供热系统
如图5-11(c)所示。有两根或两根以上的供汽管， 一根或一根以上的回(凝)水管。 使用条件：常用于生产工艺要求有几种不同压力的 蒸汽的场合。
(c)回收凝结水的三管式系统
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(二)与热用户的连接方式
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(五)开式热水供热系统
用户的热水供应用水直接取自热水网路系统。
1．无储水箱的连接方式 图5-4(a)。 特点：连接方式简单。 设计要求： 回水进水管上设止回阀。供水管上设水温调 节阀。 适用于小型住宅和公用建筑中。
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2.装设上部储水箱的连接方式 如图5-4(b)。 特点：热水水温稳定。 设计要求： 回水进水管上加止回阀。 供水管上设水温调节阀。 适用于浴室、洗衣房和用水量很大的工业厂房 中。
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1．设计方案比较
以图5-5所示的两个小区供热方案为例，讨论A、B小区 供热方案，即热网加热器和热网循环水泵的组合配套问 题。
图5-5供热区域A、B示意图 在A、B小区域各有二级热网向热用户供热，有三个供热 方案。
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⑴方案一：采用两套热网
如图5-6所示，对A、B两个区域采用两套热网加热系统分 别供热。 优点：供热系统互不干扰，可采用不同的定压方式，不同 的定压点压力，不同的供、回水温度。
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6．通风空调热用户与热水网路的连接
如图5-2（f）。 特点： ①空气加热设备承压能力高，对热 媒参数无严格限制。 ②连接方式简单。
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(三)闭式双级串联和混联连接的热水供热系统
1．双级串联的连接方式 图5-3(a)。 通过水温调节器3控制阀门的开度，可达 到调节热水供应系统水温的目的。 通过流量调节器4控制用户系统流量，达 到稳定供暖系统水力工况的目的。
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2．与蒸汽供暖用户的连接方式
如图5-12(b) 所示为直接连接。外网蒸汽经减压 阀降压，进入散热设备，凝结水通过疏水器进入用 户凝结水箱，由凝结水泵送回外网凝水管。
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3．与热水供暖用户的连接方式
图5-12(c) 所示为间接连接。外网蒸汽减压后进入汽-水换 热器，散热后的凝结水经疏水器靠余压流回外网凝水管。 热水供暖用户成独立的封闭系统，循环水泵将采暖回水送入 汽-水换热器，吸热后进入散热器散热。
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6．与热水供应系统的连接方式
图5-12(f) 所示为间接连接。外网蒸汽经减压阀降 压，进入汽-水换热器，散热后的凝结水经疏水器流 回外网凝水管。热水供应系统：为开式系统，上水 经汽-水换热器加热后，送到各配水点。
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2．混联连接的方式
图5-3(b)。 调节进入各热交换器的热网供水阀的开度，控 制进入各热交换器的网路水流量。 上述两种连接方式的特点： 用热网回水预热上水，可减少网路循环水量。 用户系统与热水网路的水力工况隔离，便于管 理。 适用于城市大型热水供热系统。
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4．与蒸汽喷射装置的连接方式
图5-12(d) 所示为直接连接。外网蒸汽进入蒸汽喷 射装置，抽吸供暖系统回水，混合加热后进入散热器 散热。系统中多余水量从水箱溢流回外网凝结水管。
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5．与通风空调系统的连接方式
图5-12(e) 所示为直接连接。外网蒸汽经减压阀 降压后，进入散热设备，散热后的凝结水经疏水器 流回外网凝水管。
L1 L2
图5-8供热方案三 1—热网加热器；2—热网循环泵；3—中继泵
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上述三个方案是工程中常见的并有可能采用的 实际方案，具体评价哪个方案优哪个方案劣， 需要根据实际情况来比较。 可比较的因素有： 技术因素：A区和B区的流量；两区到热源的距 离，地形高差等。 经济因素：初投资、运行费用。 最佳方案：首先是“在技术上是可行的，在经 济上是合理的”，从中选出最佳方案。
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1．单管制蒸汽供热系统
如图5-11(a)所示。只有一根供汽管，凝结水不 回收，用于热水供应及工艺用途或排入疏水系统。 使用条件：一般用于用汽量不大的系统。
(a)不回收凝结水的单管式系统
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2．双管制蒸汽供热系统
如图5-11(b)所示。一根供汽管，一根回(凝)水 管。 使用条件：应用最广的系统。
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4．装水喷射器的直接连接
如图5-2（d）。 ⑴特点：水喷射器无活动部件，构造简单，运行 可靠，网路系统的水力稳定性好。 ⑵设计要求 ①网路设计供水温度>供暖系统用户要求的供水温 度时采用。 ②供回水管之间有足够的资用压力，能满足水喷 射器正常工作。 通常只用在单幢建筑物的供暖系统上，需分散管 理。
适用于工业企业和公用建筑的小型热水供应 系统。
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3．无混合装置的直接连接
如图5-2（c）。 ⑴特点 连接方式简单，造价低。 ⑵设计要求 ①网路设计供水温度≯《暖通规范》规定 的散热器供暖系统最高热媒温度。 ②用户入口处的热网供、回水管的资用压 力＞供暖系统用户要求的压力损失，即
⑴方案一：四管制
在热源处设分水器、集水器， 分别向A区和B区供热，热 源出口处共有四根管道，如 图5-9所示。 优点：可在热源处集中控制 A、B区的供热时间和调节 流量。 缺点：管道多。
图5-9 方案一及水压图 1—热网加热器；2—热网循环水泵 3—分水器；4—集水器
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图5-9
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方案一及水压图
图5-10 方案二及水压图
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二、蒸汽供热室外管网系统
蒸汽供热系统，被广泛地应用于工业建筑， 承担：生产工艺、热水供应、通风空调和 供暖热负荷。 根据热用户的要求，蒸汽供热系统可以分 为：单管制、双管制和多管制等。
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(一)系统形式
按管道数可分为： 单管制 双管制 多管制