热水供热系统+蒸汽供热系统
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8采暖系统及其分类
采用共用立管的分户独立系统形式，它有两 部分组成：
（一）建筑物内共用采暖系统 ❖ 1、建筑物热入口：P160图8－12。 ❖ 户内采暖系统为单管跨越式定流量系统时，
一、自然循环热水采暖系统
❖ 自然循环系统依靠水的密度差进行循环 ❖ 机械循环系统依靠水泵压力进行循环
膨胀 水箱
散热 器
排气阀
锅
炉
水
泵
除污器
自然循环系统工作原理及其作用压力
❖ 1、工作原理：水在锅炉内加热后，密度 减小；在散热器内被冷却后，密度增加。 整个系统因供回水密度差的不同而维持 循环流动。
膨胀 水箱
散热 器
排气阀
锅
炉
水
泵
除污器
按供、回水方式分类
i=0.5%～ 1%
8
2
❖ 单管系统热水经立管或 水平供水管顺序流过多 组散热器，并顺序地在 各散热器中冷却。
4
5
1
3
❖ 双管系统热水经供水立
6
管或水平供水管平行地
分配给多组散热器，冷 i=0.5%～ 1%
7
i=0.5%～ 1%
却后的回水自每个散热 器直接沿回水立管或水
❖ 为使系统顺利排除空气和在系统停止运行或抢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。
1-锅炉 2-供水立管 3-供水干管 4-供水立管 5-散热器 6-回水立管 7-回水干管 8-循环泵 9-膨胀水箱 10-集气罐
❖ 双管上供下回系统中除水泵造成的机械循环压头外，同时还 存在着自然压头（供、回水温度不同）；故易造成上层房间 温度偏高，下层房间温度偏低，楼层越高，这种垂直失调的 现象越严重，故双管系统不宜在4层以上的建筑物中采用。
（一）建筑物内共用采暖系统 ❖ 1、建筑物热入口：P160图8－12。 ❖ 户内采暖系统为单管跨越式定流量系统时，
一、自然循环热水采暖系统
❖ 自然循环系统依靠水的密度差进行循环 ❖ 机械循环系统依靠水泵压力进行循环
膨胀 水箱
散热 器
排气阀
锅
炉
水
泵
除污器
自然循环系统工作原理及其作用压力
❖ 1、工作原理：水在锅炉内加热后，密度 减小；在散热器内被冷却后，密度增加。 整个系统因供回水密度差的不同而维持 循环流动。
膨胀 水箱
散热 器
排气阀
锅
炉
水
泵
除污器
按供、回水方式分类
i=0.5%～ 1%
8
2
❖ 单管系统热水经立管或 水平供水管顺序流过多 组散热器，并顺序地在 各散热器中冷却。
4
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❖ 双管系统热水经供水立
6
管或水平供水管平行地
分配给多组散热器，冷 i=0.5%～ 1%
7
i=0.5%～ 1%
却后的回水自每个散热 器直接沿回水立管或水
❖ 为使系统顺利排除空气和在系统停止运行或抢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。
1-锅炉 2-供水立管 3-供水干管 4-供水立管 5-散热器 6-回水立管 7-回水干管 8-循环泵 9-膨胀水箱 10-集气罐
❖ 双管上供下回系统中除水泵造成的机械循环压头外，同时还 存在着自然压头（供、回水温度不同）；故易造成上层房间 温度偏高，下层房间温度偏低，楼层越高，这种垂直失调的 现象越严重，故双管系统不宜在4层以上的建筑物中采用。
第3章 室内热水供暖系统
供水干管设有向膨胀水箱上升的坡向，与水流方 向相反，其坡度为0.005﹏0.01；
散热器支管的坡度一般为0.01;
回水干管有向锅炉方向的向下坡度，坡度为 0.005﹏0.01;
这样，便于空气逆水流方向，经过干管汇集到系 统最高处，经过膨胀水箱排除。
3.重力循环热水供暖双管系统作用压力的计算：
在如图的双管系统中，由于供水同时在上、下三层散热 器内冷却，形成了三个并联环路和两个冷却中心。它们 的作用t压g 力分别为：
楼层越多，失调现象越严重。
单管系统：
层的冷却中心串联在一个循环管路上，从上 而下逐渐冷却过程所产生的压力迭加在一起形 成一个总压力，因此不存在垂直失调问题；
由于下层散热器入口的热媒温度低，下层散 热器的面积比上层要多；
在多层和高层建筑中，宜用单管系统。
第三章 室内热水供暖系统
3-2、机械循环热水供暖系统
式中； P ——重力循环系统的作用压力，Pa；
g ——重力加速度，m/s2, 取9.81 m/s2；
h ——冷却中心至加热中心的垂直距离，m；
h ——回水密度，㎏/m3；
g ——供水密度，㎏/m3。
散热器用供水管和回水管与加热中心（锅炉） 相连；
系统最高点设一膨胀水箱用以容纳水在受热后因 膨胀所增加的体积，并排除系统中的空气；
4. 回水干管坡向与自然循环相同。供、回水干 管的坡度为0.003,不得小于0.002。
水泵连接点
水泵应装在回水总管上；
使水泵的工作温度相对降低，改善水泵的工作条 件，延长水泵的使用寿命；
使系统内的高温部分处于正压状态，不致使热水 因压力过低而汽化，有利于系统正常工作。
膨胀水箱的连接点与安装高度
2.1 热水采暖系统概述
（4）烟气供暖系统：以燃料燃烧产生的高温烟气为热媒，把热量带给 散热设备。如火炉、火墙、火坑、火地等形式在我国北方广大村镇中应用比较 普遍。
5
2.根据供热区域不同分类
（1）局部供暖系统 将热源、管道和散热设备合并成一个整体，分散设置在各个房间
里，叫做局部供暖。如火炉、火墙、火炕、电红外线供暖、电热供暖、 煤气或天然气供暖（壁挂炉）等均属于局部供暖。 特点：简易，卫生条件较差，耗能大。
6
（2）集中供暖系统 热源和散热设备分别设置，热源通过热媒管道向各个房间或
各个建筑物供给热量的供暖系统，称为集中式供暖系统。 特点：供热量大，节约燃料，污染小。
7
三、热水供暖系统
低温水与高温水
● 在我国，习惯认为水温低于100°C的热水为低温水，水温超过 100°C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℃。
②高温热水供暖系统：供水温度高于100℃。一般宜在生产厂房中应用。设 计供、回水温度大多采用120～130℃/70～80℃。 （2）蒸汽供暖系统：以水蒸气为热媒的供暖系统，主要应用于工业建筑。
①低压蒸汽供暖系统：蒸汽相对压力小于70kPa ②高压蒸汽供暖系统：蒸汽相对压力为70～300kPa
4
（3）热风供暖系统：以热空气为热媒的供暖系统，把空气加热至30～ 50℃，直接送入房间。主要应用于大型工业车间。例如暖风机、热风幕等就是 热风供暖的典型设备。
23
★ 上供下回管型特点 对单管系统，由于各层的散热器串联在一个循环管路上，从上而下逐
渐冷却过程所产生的压力可以叠加在一起形成一个总压力，因此单管系统不 存在双管系统的垂直失调问题。即使最底层散热器低于锅炉中心，也可以使 水循环流动。由于下层散热器入口的热媒温度低，下层散热器的面积比上层 要多。
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2.根据供热区域不同分类
（1）局部供暖系统 将热源、管道和散热设备合并成一个整体，分散设置在各个房间
里，叫做局部供暖。如火炉、火墙、火炕、电红外线供暖、电热供暖、 煤气或天然气供暖（壁挂炉）等均属于局部供暖。 特点：简易，卫生条件较差，耗能大。
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（2）集中供暖系统 热源和散热设备分别设置，热源通过热媒管道向各个房间或
各个建筑物供给热量的供暖系统，称为集中式供暖系统。 特点：供热量大，节约燃料，污染小。
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三、热水供暖系统
低温水与高温水
● 在我国，习惯认为水温低于100°C的热水为低温水，水温超过 100°C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℃。
②高温热水供暖系统：供水温度高于100℃。一般宜在生产厂房中应用。设 计供、回水温度大多采用120～130℃/70～80℃。 （2）蒸汽供暖系统：以水蒸气为热媒的供暖系统，主要应用于工业建筑。
①低压蒸汽供暖系统：蒸汽相对压力小于70kPa ②高压蒸汽供暖系统：蒸汽相对压力为70～300kPa
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（3）热风供暖系统：以热空气为热媒的供暖系统，把空气加热至30～ 50℃，直接送入房间。主要应用于大型工业车间。例如暖风机、热风幕等就是 热风供暖的典型设备。
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★ 上供下回管型特点 对单管系统，由于各层的散热器串联在一个循环管路上，从上而下逐
渐冷却过程所产生的压力可以叠加在一起形成一个总压力，因此单管系统不 存在双管系统的垂直失调问题。即使最底层散热器低于锅炉中心，也可以使 水循环流动。由于下层散热器入口的热媒温度低，下层散热器的面积比上层 要多。
室内蒸汽供暖系统
• 由于上述特点，蒸汽作为热媒的供暖系统目前一般用于工业建筑及其 辅助建筑，也可用于采暖期比较短以及有工业用汽的厂区办公楼。
• 三、蒸汽供暖系统的类型
• 根据蒸汽压力大小不同，可分为高压蒸汽供暖系统（表压大于０．０ ７ＭＰａ）、低压蒸汽供暖系统（表压小于或等于０．０７ＭＰａ） 和低真空蒸汽供暖系统（绝对压力小于０．１ＭＰａ）。根据供汽汽 源的压力、对散热器表面最高温度的限度和用热设备的承压能力来选 择高压或低压蒸汽供暖系统。
• （６）蒸汽供暖系统必须解决好管道的热胀冷缩问题，一般在较长的 水平管道和垂直管道上应装设补偿器。
• 二、蒸汽供暖系统附属设备
• １. 疏水器 • （１）疏水器的种类。根据作用原理不同，疏水器可分为以下几种： • １）利用疏水器内凝结水液位变化动作的机械型疏水器，如浮筒式、
倒吊桶式、钟形浮子式疏水器。
• 散热设备的热负荷为Q时，散热设备所需的蒸汽量可按下式计算：
• 二、蒸汽作为热媒的特点
• 与热水相比，蒸汽作为热媒有以下特点：
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任务一 蒸汽供暖系统的特点及类型
• （１）用蒸汽作为热媒，可同时满足对压力和温度有不同要求的多种 用户的用热要求。既可满足室内采暖的需要，又可作为其他热用户的 热媒。
项目六 室内蒸汽供暖系统
• 任务一 蒸汽供暖系统的特点及类型 • 任务二 室内蒸汽供暖系统 • 任务三 蒸汽供暖系统的管路布置及附属设备
返回
任务一 蒸汽供暖系统的特点及类型
• 以水蒸气作为热媒的供暖系统称为蒸汽供暖系统。
• 一、蒸汽供暖系统的原理
• 图６-１为蒸汽供暖系统原理图。水从蒸汽锅炉１中被加热成具有一 定压力和温度的蒸汽，蒸汽依靠自身压力作用通过管道流入散热器２ 内，在散热器中散热后，蒸汽变成凝结水，经疏水器３后靠重力沿凝 结水管道返回凝结水箱４内，再由凝结水泵５送回锅炉重新加热为蒸 汽。
• 三、蒸汽供暖系统的类型
• 根据蒸汽压力大小不同，可分为高压蒸汽供暖系统（表压大于０．０ ７ＭＰａ）、低压蒸汽供暖系统（表压小于或等于０．０７ＭＰａ） 和低真空蒸汽供暖系统（绝对压力小于０．１ＭＰａ）。根据供汽汽 源的压力、对散热器表面最高温度的限度和用热设备的承压能力来选 择高压或低压蒸汽供暖系统。
• （６）蒸汽供暖系统必须解决好管道的热胀冷缩问题，一般在较长的 水平管道和垂直管道上应装设补偿器。
• 二、蒸汽供暖系统附属设备
• １. 疏水器 • （１）疏水器的种类。根据作用原理不同，疏水器可分为以下几种： • １）利用疏水器内凝结水液位变化动作的机械型疏水器，如浮筒式、
倒吊桶式、钟形浮子式疏水器。
• 散热设备的热负荷为Q时，散热设备所需的蒸汽量可按下式计算：
• 二、蒸汽作为热媒的特点
• 与热水相比，蒸汽作为热媒有以下特点：
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任务一 蒸汽供暖系统的特点及类型
• （１）用蒸汽作为热媒，可同时满足对压力和温度有不同要求的多种 用户的用热要求。既可满足室内采暖的需要，又可作为其他热用户的 热媒。
项目六 室内蒸汽供暖系统
• 任务一 蒸汽供暖系统的特点及类型 • 任务二 室内蒸汽供暖系统 • 任务三 蒸汽供暖系统的管路布置及附属设备
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任务一 蒸汽供暖系统的特点及类型
• 以水蒸气作为热媒的供暖系统称为蒸汽供暖系统。
• 一、蒸汽供暖系统的原理
• 图６-１为蒸汽供暖系统原理图。水从蒸汽锅炉１中被加热成具有一 定压力和温度的蒸汽，蒸汽依靠自身压力作用通过管道流入散热器２ 内，在散热器中散热后，蒸汽变成凝结水，经疏水器３后靠重力沿凝 结水管道返回凝结水箱４内，再由凝结水泵５送回锅炉重新加热为蒸 汽。
第1章 热水供暖系统
3.中供式系统
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,易出现垂直失调 的现象；但上部系统要增加排气装 置。下部的上供下回式系统，由于 层数减少，可以缓和垂直失调问题。 适用场合：中供式系统适用于顶层梁 下和窗户之间的距离不能布置供水 干管时的情况。
【例题1-1】
如图1-5所示，设h1=3.2m，h2=h3=3.0m，散热器:Q1=700W, Q2=600W,Q3=800W。供水温度tg=95℃，回水温度th=70℃，压力 为100KPa，95℃和70℃水的密度分别为961.92 kg/m3和977.81 kg/m3，求： 1.双管系统的循环作用压力。 2.单管系统各层之间立管的水温。 3.单管系统的重力循环作用压力。 （计算作用压力时，不考虑水在管路中冷却因素）
【例题1-1】
【例题1-1】
【解】1.求双管系统的重力循环作用压力 通过各层散热器循环环路的作用压力分别为： 第一层：∆P1= gh1（ρg－ρh）=9.81×3.2×（977.81－961.92）=498.8 Pa 第二层：∆P2= g(h1+ h2) （ρg－ρh） =9.81×(3.2+3.0) ×(977.81－961.92)=966.5 Pa 第三层：∆P3= g(h1+ h2+ h3) （ρg－ρh） =9.81×(3.2+3.0+3.0) ×(977.81－961.92)=1434.1 Pa 第三层与底层循环环路的作用压力差值为： ∆P=∆P3－∆P1=1434.1－498.8=935.3 Pa 由此可见，楼层数越多，底层与最顶层循环环路的作用压力差越大。
• •
6 7
热力系统分类
热力系统分类热力系统是指由热源、传热介质、传热设备、传热管道、热负荷和控制系统等组成的热力学系统。
根据不同的分类标准，热力系统可以分为多种类型。
按照热源的不同，热力系统可以分为燃烧热力系统和非燃烧热力系统。
燃烧热力系统是指以燃料为热源的系统，如燃煤锅炉、燃气锅炉等。
非燃烧热力系统则是指以电能、太阳能、地热能等为热源的系统，如电锅炉、太阳能热水器等。
按照传热介质的不同，热力系统可以分为水热力系统和蒸汽热力系统。
水热力系统是指以水为传热介质的系统，如地暖系统、空调系统等。
蒸汽热力系统则是指以蒸汽为传热介质的系统，如蒸汽锅炉、蒸汽发生器等。
按照传热设备的不同，热力系统可以分为换热器热力系统和直接加热热力系统。
换热器热力系统是指通过换热器将热源的热量传递给传热介质的系统，如热水器、空调系统等。
直接加热热力系统则是指直接将热源的热量传递给传热介质的系统，如电热水器、电锅炉等。
按照传热管道的不同，热力系统可以分为集中供热系统和分户供热系统。
集中供热系统是指通过管道将热源的热量传递给多个用户的系统，如城市热力管网。
分户供热系统则是指将热源的热量直接传递给单个用户的系统，如家庭热水器、电锅炉等。
按照热负荷的不同，热力系统可以分为恒温热力系统和变温热力系统。
恒温热力系统是指传热介质的温度保持不变的系统，如恒温水暖气系统。
变温热力系统则是指传热介质的温度随着热负荷的变化而变化的系统，如空调系统。
按照控制系统的不同，热力系统可以分为手动控制热力系统和自动控制热力系统。
手动控制热力系统是指通过人工调节阀门、开关等手动控制系统的运行的系统，如手动调节的暖气系统。
自动控制热力系统则是指通过自动控制器、传感器等自动控制系统的运行的系统，如自动调节的空调系统。
热力系统的分类是多种多样的，不同的分类标准可以帮助我们更好地理解和应用热力系统。
在实际应用中，我们需要根据具体情况选择合适的热力系统类型，以满足不同的热负荷需求。
第四章 供热系统
2. 低温地板辐射供暖系统
（1）低温地板辐射供暖 地面构造 地面结构一般由结构 层（楼板或土壤）、 绝热层（上部敷设按 一定管间距固定的加 热管）填充层、防水 层、防潮层和地面层 （如大理石、瓷砖、 木地板等）组成。
（2）低温地板辐射供暖地面盘管
低温地板辐射供暖地面盘管的布置方式有S型、回字型等，S型盘管的每根循 环回路长度一般不超过60m，回字型盘管的每根循环管长度一般不超过 120m。盘管间距为150—300mm，盘管间距越小，供水温度越高，则地面温 度越高，发热量越大。
（2）管网 管网是指由热源转送热媒至用户，散热冷却后返回热源的 循环管道系统。 （3）散热设备 将热量传至所需空间的设备，如散热器等。 供暖系统常用的热媒是热水和蒸汽，民用建筑应供用热水 作热媒。工业建筑、当厂区只有供暖用热或以供暖用热为 主时，易供用高温水作热媒；当厂区供热以工艺用蒸汽为 主时，可供用蒸汽作热媒。
2．蒸汽供热系统
在蒸汽供热系统中，热媒是蒸汽，散热设备通常 为散热器。蒸汽的热量由两部分组成：一部分是水 在沸腾时产生的热量；另一部分是从沸腾的水变为 饱和蒸汽的汽化潜热。 蒸汽供热系统主要特点： ①热媒温度高，热效率高。 ②比热水供热系统需要管材和散热器数量少。 ③系统充满蒸汽，底层散热器不会出现超压现象。 ④系统运行费用低。 ⑤散热器表面温度高，易烫伤人，室内空气品质不好。 ⑥系统热惰性小，室温波动大。 ⑦系统无效热损失大。
6. 分户供暖系统 分户式系统，是指通常在每一个用户内只设一个热力 出、入口，入口处设热量表，可计量用户用热量。户 内主要采用水平单管、双管系统和放射式系统。分户 式水平系统与传统的水平式系统的主要区别在于：
a 水平支管长度限于一个住户内； b 能够分户计量和调节流量； c 可分室改变供热量，满足不同室温要求。
暖气供热水蒸气的原理
暖气供热水蒸气的原理
暖气供热是通过热水或蒸汽传递热量来实现的。
下面是热水和蒸汽供热的基本原理：
1. 热水供热原理：
热水供热系统中，热水通过管道输送到暖气设备（如散热器或辐射管）中，然后释放热量，使室内空气得到加热。
这种系统通常由以下组件组成：
- 锅炉：将水加热到一定温度。
- 泵：将热水从锅炉推送到暖气设备。
- 控制系统：用于监测和调节温度。
2. 蒸汽供热原理：
蒸汽供热系统中，水被加热并转化为蒸汽，然后通过管道输送到暖气设备中。
当蒸汽进入暖气设备时，它会冷却并凝结成水，释放出大量热量来加热室内空气。
这种系统通常由以下组件组成：
- 锅炉：将水加热到一定温度并产生蒸汽。
- 蒸汽管道：将蒸汽输送到暖气设备。
- 蒸汽阀门：用于控制蒸汽的流量和压力。
- 控制系统：用于监测和调节温度。
无论是热水供热还是蒸汽供热，它们的基本原理都是通过传递热量来加热室内空气。
这种热量传递可以通过辐射、对流和传导等方式进行。
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4 3
II III IV
立管 I
1 2
同程式系统
水平失调与垂直失调
在机械循环系统中，由于作用半径较大，连接立管较多， 因而通过各个立管环路的压力损失较难平衡。有时靠近总 立管最近的立管即使选用了最小的管径DN15，仍有很多剩 余压力。初调节不当时，会出现近处立管流量超过要求， 而远处立管流量不足。在远近立管处出现流量失调而引起 在水平方向冷热不均的现象，称为系统的水平失调。
见 图3-1
5
断面A-A右侧的水柱压力为
P 1g ) 右 g (h0 h hh h
h1
1
断面A-A左侧的水柱压力为
ρg
3 4
h
ρh
作用压力
2 A P左 A
h0
P P ＝gh( h g ) 右 P 左
P右
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 可产生的作用压力为： 9.81×1×（977.81－961.92）=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。
优点：由于设置了循环水泵，作用压力加大，供暖范围扩大 。 缺点：由于设置了循环水泵，增加了系统的运行费用和维修 工作量。
应用：用于单幢、多幢建筑，甚至区域热水供暖系统。
形式：（按照散热器的连接方式）垂直式 、水平式
1.垂直式——上供下回式热水供暖系统
立管
I
3 II
4
III
IV
V
3
1
2 低压蒸汽供暖系统的特点 供汽压力保证散热器正常工作 散热器不正常工作 排水阻汽 防止水击 设置自动排气阀
2.2 室内高压蒸汽供暖系统
高压蒸汽供暖系统的形式 上供下回式高压蒸汽供暖系统 上供上回式高压蒸汽供暖系统
高压蒸汽供暖系统的特点 1.系统中空气的排除 在系统运行时，可以借助蒸汽的高压将部分空气驱走；将散热设备与 疏水器间的凝水管路设置成干式凝水管路，通过疏水器内的排气阀或空 气旁通阀将空气分离出来，最后由凝水箱上部的排气管排向大气。也可 以在疏水器前设置排气管将空气直接排出系统。干式凝水管路沿凝水流 动方向必须设置大于0.005的坡度，以顺利排除空气。当干凝水管路通过 过门地沟时，必须设向上的空气绕行管，以排出空气（如图所示）。 2.设置补偿器 高压蒸汽和凝水温度高，在供汽和凝水干管上，往往需要设置补偿器 和固定支架，以补偿管道的热伸长。 3.二次蒸汽的回收利用 可将高温凝水设置二次蒸发箱的室内高压蒸汽供热系统如图所示。二 次蒸发箱一般架设在距地面约3m处，箱内蒸汽的压力可根据二次蒸汽的 使用要求和回收凝水的稳定要求确定，一般为20～40Pa。在运行中，当 用汽量大于二次蒸汽量、箱内压力降低时，可通过压力调节器自动控制 蒸汽补给管补入蒸汽，维持二次蒸发箱内压力恒定；当用汽量小于二次 蒸汽量时，箱内压力增加，箱上的安全阀会自动排汽降压。 高压蒸汽供暖系统蒸汽压力高，设计与管理不当时，漏汽量大，水击 危害严重，维修工作量多。
为什么民用建筑不适宜采用蒸汽供暖系统？ 蒸汽供暖系统散热器表面温度高，易烧烤 积在散热器上的有机灰尘，产生异味，卫生条 件较差。上述跑、冒、滴、漏而影响能耗以及 卫生条件差两个主要原因。
3.按系统的管道敷设方式不同，可分为垂直式系统和水 平式系统。 4.按热媒温度不同，可分为低温热水供暖系统（热水温 度低于 100℃）和高温热水供暖系统（热水温度高于 100℃）。 室内热水供暖系统大多采用低温水作为热媒。设 计供、回水温度多采用95℃/70℃（也有采用85℃/60℃ ）。高温水供暖系统一般宜在生产厂房中应用。设计供 、回水温度大多采用120～130℃/70～80℃。
第二讲 热水供暖系统 与蒸汽供暖系统
Company Logo
Contents
一、热水供暖系统
二、 蒸汽供暖系统
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一 热水供暖系统
定义：热水供暖系统 优点：卫生、节能
分类：
1）循环动力：重力循环与机械循环 2）供回水方式：单管与双管 3）管道敷设：垂直式与水平式 4）热媒温度：低温水供暖与高温水供暖 5）管路连接及热媒流经路程：同程式与异程式 6）收费制度：常规系统与分户热计量
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），但仍将形成上层作用压力大，下层压 力小的现象。如选用不同管径仍不能使各层阻力达到平衡 ，由于流量分配不均，必然要出现上冷下热的现象；而且 楼层数越多，上下层的作用压力差值越大，这种现象就会 越严重。在建筑物内，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、下层冷热不均的现象，通常 称作系统垂直失调。
三、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
高层建筑供暖设计热负荷的计算问题(冷风渗透耗热量) 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。
高压蒸汽供暖系统凝水回收方式
高压蒸汽供暖系统凝水回收方式，根据凝水回流动力的 不同，分成余压回水和加压回水；根据凝水箱是否与大气 相通，分为开式和闭式。
余压回水凝结水回收系统 加压回水凝结水回收系统 开式凝结水回收系统 闭式凝结水回收系统
2.3 疏水器及其他附属设备
疏水器 减压阀 二次蒸发箱
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分类
1. 按 系统循环动力不同，可分为重力（自然）循环系统 和机械循环系统。靠水的密度差进行循环的系统，称为 重力循环系统；靠机械（水泵）力进行循环的系统，称 为机械循环系统。 2. 按 系统供、回水方式 不同，可分为单管系统和双管系 统。热水经立管或水平供水管顺序流过多组散热器，并 顺序地在各散热器中冷却的系统，称为单管系统。热水 经供水立管或水平供水管平行地分配给多组散热器，冷 却后的回水自每个散热器直接沿回水立管或水平回水管 流回热源的系统，称为双管系统。
2.垂直式——机械循环下供下回式双管系统
系统的供水和回水干管都敷设在底层散热器下面。在设有地 下室的建筑物中或在平屋顶建筑棚下难以布置供水干管的场 合，常采用下供下回式系统。 下供下回式系统排除空气的方式主要有两种：通过顶层散热 器的冷风阀手动分散排气。或通过专设的空气管手动或自动 集中排气。为避免立管中的水通过空气管串流，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 两点在供暖系统运行时的压差值。
1.1
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；在散热器内被冷却后，水的密 度增加。整个系统将因供回水密度 差的不同而维持循环流动。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。
回水干管有向锅炉方向向下的坡向，以 保证系统中的回水能通过回水干管顺利 排出。
3 重力循环热水供暖系统的特点及应用
优点：装置简单，运行时无噪声，不消耗电能
缺点：作用压力小，管径大，作用范围受到限制 应用：只能用在单幢建筑中，且作用范围不宜超 过50m。
1.2
机械循环热水供暖系统
系统中设置了循环水泵，靠水泵的机械能使水在 系统中强制循环。
3 i i
i 1 2
i
机械循环下供上回（倒流式）热水供暖系统
5.水平式系统
按供水管与散热器的连接方式可分为顺流式和跨越式。
6.异程式系统与同程式系统
通过各个立管的循环环 路的总长度不相等。这 种布置形式称为异程式 系统。 同程式系统的特点是通 过各个立管的循环环路 的总长度都相等 。
建筑物层数多，加重系统的垂直失调的问题。
1.分层式供暖系统 （1）在垂直方向上分为 两个或两个以上的独立 系统 （2）双水箱分层式供暖 系统
2.双线式系统 （1）垂直双线式单管热水供暖系统 （2）水平双线式热水供暖系统
3.单双管混合式系统
二
蒸汽供暖系统
蒸汽供暖系统原理 蒸汽作为热媒的特点：
2
机械循环上供下回式热水供暖系统
机械循环系统除膨胀水箱的连接位置与自然循环系统不同 外，还增加了循环水泵和排气装置。 在机械循环系统中，水流速度往往超过自水中分离出来的 空气气泡的浮升速度。为了使气泡不致被带入立管， 供水 干管应按水流方向设上升坡度 ，使气泡随水流方向流动汇 集到系统的最高点，通过设在最高点的排气装置，将空气 排出系统外。供回水干管的坡度宜采用 0.3 ％，不得小于 0.2％。回水干管的坡向与自然循环系统相同，应使系统水 能顺利排出。
2 重力循环热水供暖系统的主要形式
8
i=0.5%～1%
பைடு நூலகம்
2
形式： 单管上供下回式系统 双管上供下回式系统
5 1 3 4
6 7
i=0.5%～1% i=0.5%～1%
11 (a) 10
9 (b)
重力循环热水供暖系统
特点：
在供水立管、系统最高处安装膨胀水箱 作用为： 1）容纳系统里热膨胀水。 2）充水、补水。 3）排除系统内的空气（主要为水中 溶解的空气和系统里的空气）。 自然循环系统内水流速度较慢，所以水 中的空气能够逆着水流方向向高处聚集 。系统的供水干管必须有向膨胀水箱方 向上升的坡向(低头走)，其坡度值为 0.5%～1.0%。散热器支管的坡度值一般 取1.0%。
蒸汽的放热量远大于热水的放热量 散热设备内热媒温度高 状态参数发生改变 蒸汽的密度小 蒸汽的热惰性小
II III IV
立管 I
1 2
同程式系统
水平失调与垂直失调
在机械循环系统中，由于作用半径较大，连接立管较多， 因而通过各个立管环路的压力损失较难平衡。有时靠近总 立管最近的立管即使选用了最小的管径DN15，仍有很多剩 余压力。初调节不当时，会出现近处立管流量超过要求， 而远处立管流量不足。在远近立管处出现流量失调而引起 在水平方向冷热不均的现象，称为系统的水平失调。
见 图3-1
5
断面A-A右侧的水柱压力为
P 1g ) 右 g (h0 h hh h
h1
1
断面A-A左侧的水柱压力为
ρg
3 4
h
ρh
作用压力
2 A P左 A
h0
P P ＝gh( h g ) 右 P 左
P右
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 可产生的作用压力为： 9.81×1×（977.81－961.92）=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。
优点：由于设置了循环水泵，作用压力加大，供暖范围扩大 。 缺点：由于设置了循环水泵，增加了系统的运行费用和维修 工作量。
应用：用于单幢、多幢建筑，甚至区域热水供暖系统。
形式：（按照散热器的连接方式）垂直式 、水平式
1.垂直式——上供下回式热水供暖系统
立管
I
3 II
4
III
IV
V
3
1
2 低压蒸汽供暖系统的特点 供汽压力保证散热器正常工作 散热器不正常工作 排水阻汽 防止水击 设置自动排气阀
2.2 室内高压蒸汽供暖系统
高压蒸汽供暖系统的形式 上供下回式高压蒸汽供暖系统 上供上回式高压蒸汽供暖系统
高压蒸汽供暖系统的特点 1.系统中空气的排除 在系统运行时，可以借助蒸汽的高压将部分空气驱走；将散热设备与 疏水器间的凝水管路设置成干式凝水管路，通过疏水器内的排气阀或空 气旁通阀将空气分离出来，最后由凝水箱上部的排气管排向大气。也可 以在疏水器前设置排气管将空气直接排出系统。干式凝水管路沿凝水流 动方向必须设置大于0.005的坡度，以顺利排除空气。当干凝水管路通过 过门地沟时，必须设向上的空气绕行管，以排出空气（如图所示）。 2.设置补偿器 高压蒸汽和凝水温度高，在供汽和凝水干管上，往往需要设置补偿器 和固定支架，以补偿管道的热伸长。 3.二次蒸汽的回收利用 可将高温凝水设置二次蒸发箱的室内高压蒸汽供热系统如图所示。二 次蒸发箱一般架设在距地面约3m处，箱内蒸汽的压力可根据二次蒸汽的 使用要求和回收凝水的稳定要求确定，一般为20～40Pa。在运行中，当 用汽量大于二次蒸汽量、箱内压力降低时，可通过压力调节器自动控制 蒸汽补给管补入蒸汽，维持二次蒸发箱内压力恒定；当用汽量小于二次 蒸汽量时，箱内压力增加，箱上的安全阀会自动排汽降压。 高压蒸汽供暖系统蒸汽压力高，设计与管理不当时，漏汽量大，水击 危害严重，维修工作量多。
为什么民用建筑不适宜采用蒸汽供暖系统？ 蒸汽供暖系统散热器表面温度高，易烧烤 积在散热器上的有机灰尘，产生异味，卫生条 件较差。上述跑、冒、滴、漏而影响能耗以及 卫生条件差两个主要原因。
3.按系统的管道敷设方式不同，可分为垂直式系统和水 平式系统。 4.按热媒温度不同，可分为低温热水供暖系统（热水温 度低于 100℃）和高温热水供暖系统（热水温度高于 100℃）。 室内热水供暖系统大多采用低温水作为热媒。设 计供、回水温度多采用95℃/70℃（也有采用85℃/60℃ ）。高温水供暖系统一般宜在生产厂房中应用。设计供 、回水温度大多采用120～130℃/70～80℃。
第二讲 热水供暖系统 与蒸汽供暖系统
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Contents
一、热水供暖系统
二、 蒸汽供暖系统
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一 热水供暖系统
定义：热水供暖系统 优点：卫生、节能
分类：
1）循环动力：重力循环与机械循环 2）供回水方式：单管与双管 3）管道敷设：垂直式与水平式 4）热媒温度：低温水供暖与高温水供暖 5）管路连接及热媒流经路程：同程式与异程式 6）收费制度：常规系统与分户热计量
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），但仍将形成上层作用压力大，下层压 力小的现象。如选用不同管径仍不能使各层阻力达到平衡 ，由于流量分配不均，必然要出现上冷下热的现象；而且 楼层数越多，上下层的作用压力差值越大，这种现象就会 越严重。在建筑物内，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、下层冷热不均的现象，通常 称作系统垂直失调。
三、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
高层建筑供暖设计热负荷的计算问题(冷风渗透耗热量) 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。
高压蒸汽供暖系统凝水回收方式
高压蒸汽供暖系统凝水回收方式，根据凝水回流动力的 不同，分成余压回水和加压回水；根据凝水箱是否与大气 相通，分为开式和闭式。
余压回水凝结水回收系统 加压回水凝结水回收系统 开式凝结水回收系统 闭式凝结水回收系统
2.3 疏水器及其他附属设备
疏水器 减压阀 二次蒸发箱
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分类
1. 按 系统循环动力不同，可分为重力（自然）循环系统 和机械循环系统。靠水的密度差进行循环的系统，称为 重力循环系统；靠机械（水泵）力进行循环的系统，称 为机械循环系统。 2. 按 系统供、回水方式 不同，可分为单管系统和双管系 统。热水经立管或水平供水管顺序流过多组散热器，并 顺序地在各散热器中冷却的系统，称为单管系统。热水 经供水立管或水平供水管平行地分配给多组散热器，冷 却后的回水自每个散热器直接沿回水立管或水平回水管 流回热源的系统，称为双管系统。
2.垂直式——机械循环下供下回式双管系统
系统的供水和回水干管都敷设在底层散热器下面。在设有地 下室的建筑物中或在平屋顶建筑棚下难以布置供水干管的场 合，常采用下供下回式系统。 下供下回式系统排除空气的方式主要有两种：通过顶层散热 器的冷风阀手动分散排气。或通过专设的空气管手动或自动 集中排气。为避免立管中的水通过空气管串流，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 两点在供暖系统运行时的压差值。
1.1
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；在散热器内被冷却后，水的密 度增加。整个系统将因供回水密度 差的不同而维持循环流动。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。
回水干管有向锅炉方向向下的坡向，以 保证系统中的回水能通过回水干管顺利 排出。
3 重力循环热水供暖系统的特点及应用
优点：装置简单，运行时无噪声，不消耗电能
缺点：作用压力小，管径大，作用范围受到限制 应用：只能用在单幢建筑中，且作用范围不宜超 过50m。
1.2
机械循环热水供暖系统
系统中设置了循环水泵，靠水泵的机械能使水在 系统中强制循环。
3 i i
i 1 2
i
机械循环下供上回（倒流式）热水供暖系统
5.水平式系统
按供水管与散热器的连接方式可分为顺流式和跨越式。
6.异程式系统与同程式系统
通过各个立管的循环环 路的总长度不相等。这 种布置形式称为异程式 系统。 同程式系统的特点是通 过各个立管的循环环路 的总长度都相等 。
建筑物层数多，加重系统的垂直失调的问题。
1.分层式供暖系统 （1）在垂直方向上分为 两个或两个以上的独立 系统 （2）双水箱分层式供暖 系统
2.双线式系统 （1）垂直双线式单管热水供暖系统 （2）水平双线式热水供暖系统
3.单双管混合式系统
二
蒸汽供暖系统
蒸汽供暖系统原理 蒸汽作为热媒的特点：
2
机械循环上供下回式热水供暖系统
机械循环系统除膨胀水箱的连接位置与自然循环系统不同 外，还增加了循环水泵和排气装置。 在机械循环系统中，水流速度往往超过自水中分离出来的 空气气泡的浮升速度。为了使气泡不致被带入立管， 供水 干管应按水流方向设上升坡度 ，使气泡随水流方向流动汇 集到系统的最高点，通过设在最高点的排气装置，将空气 排出系统外。供回水干管的坡度宜采用 0.3 ％，不得小于 0.2％。回水干管的坡向与自然循环系统相同，应使系统水 能顺利排出。
2 重力循环热水供暖系统的主要形式
8
i=0.5%～1%
பைடு நூலகம்
2
形式： 单管上供下回式系统 双管上供下回式系统
5 1 3 4
6 7
i=0.5%～1% i=0.5%～1%
11 (a) 10
9 (b)
重力循环热水供暖系统
特点：
在供水立管、系统最高处安装膨胀水箱 作用为： 1）容纳系统里热膨胀水。 2）充水、补水。 3）排除系统内的空气（主要为水中 溶解的空气和系统里的空气）。 自然循环系统内水流速度较慢，所以水 中的空气能够逆着水流方向向高处聚集 。系统的供水干管必须有向膨胀水箱方 向上升的坡向(低头走)，其坡度值为 0.5%～1.0%。散热器支管的坡度值一般 取1.0%。
蒸汽的放热量远大于热水的放热量 散热设备内热媒温度高 状态参数发生改变 蒸汽的密度小 蒸汽的热惰性小