03热水供暖系统第一节、第二节

设计时，F取得偏大，使温降增加，下部tpj不 合设计要求。
此外，立管的温降热量散在上部各房间。
四、重力（自然）循环系统型式：
1）排气：气体来源：充水时，系统中的空气没 有排除干净；析出的空气（水温的升高；水在 流动时压力降低）；停运时渗入的空气。
2）回水： 为此设坡度： 供水干管（0.5%-1%）—低头走，（水流速
第二节 机械循环热水供暖系统：
一、机械循环热水供暖系统：03142
系统中设置了循环水泵、膨胀水箱、集气罐和散 热器等设备。其与自然循环系统的主要区别： 1）循环动力不同： 循环水泵一般设在锅炉入口前的回水干管上，该 处水温最低，可避免水泵出现气蚀现象。 2）膨胀水箱的连接点和作用不同： 连接点： 机械循环系统： 设置在系统的最高处，水箱下部接出的膨胀管连 接在循环水泵入口前的回水干管上。
第三章 热水供暖系统
热水供暖系统是以热水为热媒，它广泛用于民用
建筑和工业厂房。
按供水温度分为：低温热水供暖系统 （ ≤100℃），高温热水供暖系统（110 ℃ ~150 ℃ /70 -80℃ ）；
按循环动力分：重力循环（自然循环），机械 循环（强迫循环）；
按每组立管根数分：单管系统（单管顺流、单 管跨越式），双管系统
由于水在散热器内冷却，在图中第1点与第2点并联 的管路间通过散热器的支路存在附加重力作用压头，
增加了通过散热器的流量，被称为散热器的 小循环作用压头。
三. 重力循环单管与双管系统相比： 1）作用压力不同 ：
单管系统每根立管只有一个重力循环作用压力， 而且比双管系统较大，可降低锅炉中心与散热 设备的中心高差；
P
g
cGL
N
QiH i
i 1
对95-70℃的低温水系统，将 =0.64代入，则
上式变为：Nபைடு நூலகம்
P 6.28
i 1
H i (ti1
ti )
6.28 cGL
N i 1
QiH i
由上可得出： 单管热水供暖系统的作用压力，与水温变化，
加热中心与冷却中心的高差H，以及冷却中心 的个数N等因素有关。 每一根立管只有一个重力循环作用压头，而且 即使最低层的散热器低于锅炉中心（h1为负 值），也可使循环水流动。 3.重力循环双管热水采暖系统作用压头： a.并联环路：两个冷却中心，两个并联环路： 通过下层散热器环路重力作用压头：
水平式的缺点主要是：
①排气不如垂直式方便； ②当串联换热设备较多时，容易出现水平失调。 ③在重力循环系统中，底层环路的自然作用压 力较小，使下层的水平支管的管径过大，所以 在重力循环系统中，采用垂直式系统较为适宜。
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用于公用建筑如水平管线过长时容易因胀缩引起漏水。
为此要在散热器两侧设乙字弯，每隔几组散热器加乙 字弯管补偿器或方形补偿器；
△P= P1 - P2=gh1( h- g)
g h
P---水在散热器内冷却产生的
作用压力，Pa
所以系统△Pzh=△P+ △Pf
△Pzh---重力循环热水采暖系统的 作用压力，Pa。 △Pf---水在管路内冷却产生的作 用压力，Pa
第一节 重力循环热水供暖系统
二、重力循环采暖系统作用压头：
按管道系统环路长度分：同程式，异程式； 按管道系统整体布置分：垂直式，水平式。
第一节 重力循环热水供暖系统
一.重力循环热水供暖系统工作原理： 03142
结论：靠水的密度差进行循环。在热水采 暖里，这种推动热水流动的力量叫作用压 头。
二、重力循环采暖系统作用压头：
1.简单重力循环采暖系统作用压头：
回水干管：
应采用沿水流方向下降的坡度，坡度值不小于0.002，一 般为0.003，以便集中泄水。
机械循环系统的优缺点： 水流速大、管径小、升温快、作用范围大； 因系统中增加了循环水泵，使维修工作量增加， 运行费用增加。 由于作用压力大，机械循环系统的型式比重力循 环系统类型更多，适应场合更广泛。
二、型式： 1.垂直式和水平式 03140
小于0.2m/s，空气气泡的浮升速度为0.10.2m/s,而在立管中约为0.25m/s，气水逆向流 动，通过膨胀水箱排除空气)；
散热器支管（1%-2%）； 回水干管（0.5%-1%）向下坡向锅炉房，便 于排水（停运和检修时）和排除空气
膨胀水箱在重力循环系统中 的作用： 1）吸纳系统水温升高时热胀 而多出的水量，补充系统水 温降低和泄漏时短缺的水量； 2）排除系统中的空气； 3）稳定系统的压力。
供水干管布置在建筑物的底部，通过各个立管自下而 上分配介质的系统称为下分式，也称为下供式或下行 上给式系统；
供水干管布置在建筑物的中部，通过各个立管分别向 上和向下分配介质的系统，称为中分式，也称为中供 式或中给式系统。
类似于供水干管，对回水干管相应的有上回式和下回式系 统形式。
综合供水和回水干管的布置，就组合成了多种系统形式， 如：上供下回式、下供上回称倒流式)、下供下回式、 上供上回式、混合式等。
按供水干管布置位置分：上分式（上供、 上行式）、中分式（中供、中行式） 、 下分式（下供、下行式）；
1.高温水供暖系统特点 散热器表面温度高，易烫伤皮肤，烤焦有机灰尘，卫生 条件及舒适度较差； 但可节省散热器用量，供回水温差较大，可减小管道系 统管径，降低输送热媒所消耗的电能，节省运行费用。 2.低温水供暖系统特点 与高温水系统相反 注：1)介质温度对水系统的影响
2）影响因素：冷热中心高差h； 供回水温差——密度差。
2.重力循环单管热水采暖系统作用压头：
单管系统的特点是热水顺序流过多组散热器，并逐个 冷却，冷却后回水返回热源 。 如图所示，立管上散热器S1 和S2串联，引起重力循 环作用压力的高差是（h1+h2)m，即一根立管上所有散 热器只有一个共同的重力循环作用压头。
i 1
i 1
i 1
在低温水范围内，水的密度差与温度差成正比，即
h
g
对图中第二层散热器可写出：t s
t2
Q2 cGL
tg th
对第一层散热器可写出： 对第j层散热器可写出：
ts
t1
Q1 Q2 cGL
N
Qi
tj
tg
i j N
(t g th )
Qi
i 1
经推导，对有多层散热器的单管顺流式系统可 写出其重力作用压头计算公式：
自然循环系统：
水箱的膨胀管连接在供水总立管的最高处。
作用： （1）吸纳系统水温升高时热胀而多出的水量， 补充系统水温降低和泄漏时短缺的水量； （2）稳定系统的压力。
3）排气方式不同：
机械循环系统中水流速较大，一般都超过水中分离出的 空气泡的浮升速度，易将空气泡带入立管引起气塞。
供水干管：
沿水流设上升坡度（抬头走），坡度值不小于0.002，一 般为0.003，在供水干管末端最高点处设置集气罐，以便 空气能顺利地和水流同方向流动，集中到集气罐处排空 气。
重力循环系统的优缺点： 结构简单，操作方便，运行 时无噪声，不消耗电能。 作用压力小，作用半径受到 限制，水流速不大，升温慢， 管径大，初投资高。
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一般把热力入口到最远基本组合体水平干管的展开长 度称为采暖系统的作用半径。
重力循环系统设计时应注意：
①作用半径不宜超过50m；
但温差增大，重力循环作用影响加大，使系统容易产生热 力失调，另外流量的减少，还会使系统水力稳定性下降， 一些换热设备的效率也会受到影响。
水温不同除了影响系统的热工性能、流量大小以外，还会 使水的密度、运动粘度等物性参数发生变化，引起系统 阻力有所改变。
水温度不同对管道材料的化学物理特性，如管道内表面的 氧化腐蚀、结垢状况，管材的热应力大小等，也有一定 的影响。
4.水平式系统重力作用压头：
其重力作用压头计算公式：
Pi gHi (h g ) 6.28(tg th )Hi
只是注意图中冷却中心到加热中心之间高度Hi 的取法。
(水平单管跨越式系统空心小圆圈和水平支路 之间的高差用于计算散热器小循环作用压头)
第二节 热水供暖系统
5.单管系统散热器的小循环：
P1 gh1 (h g ) Pi gHi (h g ) 6.28(tg th )Hi
通过上层散热器环路重力作用压头：
P2 g(h h2 )(h g ) P1 gh2 (h g )
由此可见，上层散热器环路的作用压力大，下 层压力小。
b.有效作用压力：
设计计算时应取第一层散热器重力作用压头为 计算值。
即有效的作用压力为通过底层散热器的作用压 力。
第一节 重力循环热水供暖系统
二、重力循环采暖系统作用压头：
第二节 热水供暖系统
二、重力循环采暖系统作用压头：
c.垂直失调： 在供暖建筑内，同一竖向的各层房间的室温不
符和设计要求的温度，而出现上下层冷热不均 的现象，称之为竖向失调。 注：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，而且层数越多，上 下层的作用压力差值越大，垂直失调越严重。
水平顺流式系统中串联散热器组数不易太多。
可在散热器上设放气阀或多组散热器用串联空气管来 排气。
2.上分式、下分式和中分式 ：
对垂直式水系统，还可根据供、回水干管在建筑物中的
位置进行系统的划分。
供水干管布置在建筑物上部空间，通过各个立管自上 而下进行介质分配的系统，称为上分式，也称上供式 或上行下给式；
双管系统各层的重力循环作用压力不同，有效 的为最小的那一个
2）散热器的平均热媒温度不同 双管系统各层相同；
单管系统各层不同，越在下层tpj越小，K值越 小,同样的热负荷，所需的F越大。
3）垂直失调的原因不同：
双管系统的各层循环作用压力不同导致流量分 配不均，楼层高时现象严重，
单管系统：当供水温度降低不合设计要求时， 对上层散热器K和Q的影响小于下层的，从而 造成上下冷热不均，下部更冷，产生垂直失调。