第三供暖系统

1、第三章第三章 供暖系统供暖系统 .第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述 一、供暖系统的概念供暖系统是指利用热媒将热量从热源输送到各用户的工程系统。热媒即输热介质，通常是水或水蒸气。 二、供暖系统的组成1、热源是指供暖热媒的来源，目前最广泛应用的是锅炉房和热电厂。2、供暖管网输送热媒的室外供暖管线。3、热用户直接使用或消耗热能的用户，如室内采暖。第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述 三、供暖系统的工作原理 热源处主要设备有热水锅炉、循环水泵、补给水泵及水处理设备。室外管网由一条供水管和一条回水管内组成。热用户包括采暖用户、生活热水供应用户等。系统中的水在

2、锅炉中被加热到所需要的温度，并用循环水泵作动力使水沿供水管流入各用户，散热后回水沿回水管返回锅炉，水不断地在系统中循环流动。系统在运行过程中的漏水量和被用户消耗的水量，由补给水泵把经水处理装置处理后的水从回水管补充到系统中，补水量的多少可通过压力调节阀控制。除污器设在循环水泵吸入口侧，用以清除水中的污物杂质，以避免进入水泵和锅炉内。第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述 四、供热热负荷的计算： 热源的容量是根据供热热负荷大小选定的，供热热负荷的计算公式： Q=qAQ供热热负荷；q 供热建筑单位建筑面积概算热指标；A供热建筑面积第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述 五、供暖系统的分类（一）按供

3、暖系统的作用分：1、局部供暖系统热源、供暖管道和散热设备三个组成部分在结构上连成一个整体的供暖系统。例如火炕、煤气采暖等。2、集中供暖系统热源、供暖管道和散热设备分别设置。（二）按供暖的热媒分：1、热水供暖系统2、热风供暖系统3、蒸汽供暖系统第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述六、热水供暖系统 管道中的水在热源被加热，经管道流到房间的散热器散热，然后再流回热源。（一）热水供暖系统的分类 低温系统供回水温度采用95度/70度1、按热媒温度的不同

4、 高温系统供回水温度采用120-130度/70度 自然循环系统靠水的密度差进行循环2、按系统循环动力分 机械循环系统靠机械力进行循环（二）自然循环系统1、自然循环系统的工作原理： 膨胀水箱 散热器 供水管路 热水锅炉 回水管路 第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述 工作原理： 在系统工作前，先将系统中充满冷水。当水在锅炉内被加热后密度减小，同时受从散热器流回来密度较大的回水的驱动，使热水沿供水干管上升流入散热器。在散热器内水被冷却，再沿回水干管流回锅炉。2、自然循环热水供暖系统的形式（1）双管上供下回式特点：各层散热器都并联在供、回水立管中，水经回水立管

5、、干管直接流回锅炉，如不考虑水在管道中的冷却，则进入各层散热器的水温相同。这种系统的供水干管在上面，回水干管在下面，故称上供下回式。第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述（2）单管上供下回式单管系统的特点：热水送入立管后由上向下顺序流过各层散热器，水温逐层降低，各组散热器串联在立管上。顺流式（串联式）是将各组散热器串联在一起，热水顺序流过各组散热器；跨越式是在散热器支管间连接一跨越管，热水一部分流入散热器，一部分经跨越管直接流入下组散热器。第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述（三）机械循环热水供暖系统1、机械循环热水

6、供暖系统的工作原理： 膨胀水箱 散热器 热水锅炉 循环水泵第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述2、机械循环热水供暖系统的形式（1）上供下回式第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述（2）双管下供下回式第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述（3）中供式第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述（4）下供上回式（倒流式） 膨胀水箱 散热器 锅炉 水泵第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述（5）混合式 六、蒸汽供暖系统（一）蒸汽供暖系统的概念 在蒸汽供暖系统中，热媒是蒸汽。蒸汽含有的热量由两部分组成：一部分是水在沸腾时含有的热量；另一部分是从沸腾的水变成饱和蒸汽的汽

7、化潜热。 蒸汽供暖系统利用的主要是蒸汽的汽化潜热。蒸汽进入散热器后充满散热器，将热量散发到房间内，同时蒸汽冷凝成同温度的凝结水。第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述（二）蒸汽供暖系统的分类 高压蒸汽供暖系统1、按起始压力大小 低压蒸汽供暖系统 上供式2、按蒸汽干管布置的不同 中供式 下供式第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述 七、热风供暖系统 （一） 热风供暖系统的概念： 以热空气作为热媒向室内供应热量的供暖系统，首先将空气加热，然后将高于室温的空气送入室内，热空气在室内降低温度，放出热量，从而达到供暖的目的。（二）热风供暖系统的特点：1、热惰性小，能迅速提高室温。2、可同时兼有通风换气的

8、作用。3、噪声比较大。 第一节第一节 供暖系统概述供暖系统概述 一、室内管网的布置（一）室内管网的布置原则：1、确定合理的引入口位置，一般在建筑物中部，可缩短系统的作用半径。2、系统应合理分为若干支路，尽量使它们的阻力损失易于平衡。3、立管应布置在窗间墙处，并且尽可能布置在角落里。4、为了减少热损失和防止冻结，位于顶层顶棚和地沟里的干管应做保温处理。5、散热器通常布置在窗的下部。6、室内管网的布置与敷设应符合暖通设计规范和施工安装技术规程的要求。第二节第二节 供暖管网的布置与敷设供暖管网的布置与敷设（二）室内管网的安装与敷设1、管道安装（1）在上供下回式系统中，供水干管一般敷设在建筑物的闷顶内

9、，但有时也可把干管敷设在顶棚下边。（2）供暖系统的回水干管一般都敷设在建筑物最下一层房间地面下的管沟之中，如果建筑物有不供热的地下室，回水干管可敷设在地下室的顶板之下。（3）在每根立管的上下端应装阀门，当检修个别散热器等局部管件时，便于放掉局部立管中的水。（4）管道穿过楼板或隔墙时，应在穿楼板或隔墙的位置预埋套管。（5）室内管网系统暗装时，最重要一点事要求确保质量。第二节第二节 供暖管网的布置与敷设供暖管网的布置与敷设2、排气问题 在供暖系统中，管网内有空气的存在。 管网中空气源自两个方面：（1）管网在注水前充满着空气； （2）冲水后，水中溶解的空气在水被加热时不断析出。第二节第二节 供暖管网

10、的布置与敷设供暖管网的布置与敷设 若管网中有空气，造成的后果： 一旦在管路里存留了空气，就会把这段管道的流通断面堵塞，严重时可能形成气塞，使水停止流动。若散热器上部存有空气，散热器上部就不能散热。排除空气的措施： 一是在敷设管路时，就使管路不存在窝气的死角；二是在管网必要部位设置排气装置，如集气管，膨胀水箱也有放气作用。第二节第二节 供暖管网的布置与敷设供暖管网的布置与敷设 二、室外管网的布置与敷设 架空敷设 直接埋地敷设敷设方式 地下敷设 通行地沟 有沟敷设 半通行地沟 不通行地沟第二节第二节 供暖管网的布置与敷设供暖管网的布置与敷设第二节第二节 供暖管网的布置与敷设供暖管网的布置与敷设 三

11、、供暖管道的保温及防腐1、管道的保温结构保温层和保护层。2、不同管道敷设方式对保温结构提出的不同要求：（1）架空敷设强度较高的保护层、保温层重量较小（2）通行地沟保温结构较简单（3）不通行地沟保温结构要求良好的防水及防潮（4）无沟敷设要求较高的机械强度、稳定的物理性能与可靠的防水性第二节第二节 供暖管网的布置与敷设供暖管网的布置与敷设3、为防止管道被冻坏或减少热损失，在下列情况应做保温：（1）采暖入口装置（2）敷设在地下管沟、屋顶管沟、设备层的管道（3）敷设在不采暖房间的管道4、管道防腐刷防锈漆第二节第二节 供暖管网的布置与敷设供暖管网的布置与敷设第二节第二节 供暖管网的布置与敷设供暖管网的布

12、置与敷设第二节第二节 供暖管网的布置与敷设供暖管网的布置与敷设 四、室内管网和室外管网的连接方式（一）直接连接前提条件：1、室外管网的压力不应高于室内管网的最高允许压力；2、连接后室内管网中最高点的压力要高于热水的饱和压力；3、要满足热用户对温度和流量的要求；4、室外管网与室内管网中的水质相同。第二节第二节 供暖管网的布置与敷设供暖管网的布置与敷设直接连接方式的种类： 混水器 水泵 供水管道 止回阀 回水管道第二节第二节 供暖管网的布置与敷设供暖管网的布置与敷设（二）间接连接前提： 当室外管网中与室内管网工作压力或水质不同，或者系统最高允许压力不允许采用直接连接时，应采用间接连接。 换热器 循

13、环水泵 供水第二节第二节 供暖管网的布置与敷设供暖管网的布置与敷设 第三节 散热器与附件 一、散热器简介 供暖系统中热媒是通过采暖房间内设置的散热设备而传热的。在民用建筑和中小型工业厂房供暖系统中应用最多的散热设备为散热器。温度较高的热水通过散热器，以对流或辐射的方式将热量传递给室内空气，使空气加热升温，以达到供热的目的。1、对散热器的要求 总体要求：有较高的传热系数，足够的机械强度和承压能力；制造工艺简单，材料消耗少，表面光滑，不积灰尘，易清扫，占地面积小，安装方便，耐腐蚀，外形美观。第三节第三节 散热器与附件散热器与附件2、散热器的类型 圆翼型 翼型 长翼型 铸铁散热器 二柱型 柱型 四柱

14、型 五柱型 钢制柱型 钢制散热器 板式 闭式钢串片散热器 翼型 铝合金散热器 闭合式 第三节第三节 散热器与附件散热器与附件 钢制散热器与铸铁散热器相比具有金属秏量少，耐压强度高，外形美观整洁，体积小的优点，但易用于蒸汽采暖系统中，也不易用于湿度较大的采暖房间内。 铝合金散热器特点：耐压，传热性较强，外观美观，体积小，重量轻，耐腐蚀，寿命长。第三节第三节 散热器与附件散热器与附件第三节第三节 散热器与附件散热器与附件铸铁散热器铸铁散热器钢制散热器钢制散热器3、散热器的性能： 为了维持室内所需要的温度，应是散热器每小时放出的热量等于供热热负荷。 散热器的放热量按下式计算： Q=K F(tp-tn

15、)K散热器的传热系数；F散热器的散热面积；tp散热器内热媒的平均温度；tn室内供热计算温度。第三节第三节 散热器与附件散热器与附件 散热器内热媒的平均温度，在蒸汽供热系统中等于送入散热器内蒸汽的饱和温度，可取100度；在热水供热系统中取散热器进水与出水温度的算术平均值。 散热器的传热系数K，受多种因素影响，因此K是按一定的实验条件，对于不同的热媒用实验方法得到的。第三节第三节 散热器与附件散热器与附件 二、散热器的布置与安装1、散热器的布置（1）散热器设置在外墙窗口下最为合理。（2）楼梯间内散热器应尽量分配在底层，因此底层散热器所加热的空气能自动上升，从而补偿上部的热损失。2、散热器的安装（1

16、）安装散热器时，有脚的散热器可直立在地上；无脚的散热器可用专门的托架挂在墙上。（2）散热器的安装可分为明装、暗装。第三节第三节 散热器与附件散热器与附件 三、供暖管网的附件（一）室内管网中的附件1、钢管2、连接管件将钢管和各种设备连接起来。3、阀门截止阀。主要起关断作用。4、温控阀在用户设定的室内温度下，随着室内热负荷的变化，自动调节流经散热器的流量，从而达到恒定室温的目的。5、集气罐与放气旋塞（1）集气罐作用：将系统内的空气积集并排出系统外。第三节第三节 散热器与附件散热器与附件第三节第三节 散热器与附件散热器与附件温控阀第三节第三节 散热器与附件散热器与附件温控阀 立式 手动集气罐 卧式集

17、气罐 自动集气罐 自动集气罐的工作原理：是依靠罐内的浮力自动打开排气阀。罐内无空气时，系统中的水流入罐内浮漂浮起。浮漂上的耐热橡皮垫将排气孔封闭，使水流不出去。当系统内的空气汇集到罐体上部时，罐体内的水位下降使浮漂离开排气口将空气排出。空气排出后，水位和浮漂又上升，将排气口关闭。第三节第三节 散热器与附件散热器与附件 排气口 耐热橡皮 浮漂第三节第三节 散热器与附件散热器与附件（2）放气旋塞供热系统有时要靠安放在散热器上部的放气旋塞进行放气的。（二）室外管网中的各种附件1、钢管、连接管件和阀门2、补偿器 作用：补偿管道的热伸长及减弱或消除因热膨胀而产生的应力。 按结构不同，可分为方形补偿器和套

18、管补偿器等。3、管道的支座 作用：一方面是支撑管道限制管道的变形和位移，另一方面在某些位置允许管道的变形和位移。这样支座就分为固定支座和活动支座。第三节第三节 散热器与附件散热器与附件第三节第三节 散热器与附件散热器与附件 补偿器补偿器（1）固定支座 在供热管道上，为了分段控制管道的热伸长，保障补偿器均匀的工作从而防止管道因热胀冷缩而引起的变形和事故，需要每隔一段设置固定支座，并且在以下部位需设固定支座。： a、热源、换热站和泵站的出入口； b、支线管部位； c、管路拐弯部位。（2）活动支座 活动支座承受供热管道的重量，并且保证管道在发生热胀冷缩时能够自由的移动。第三节第三节 散热器与附件散热

19、器与附件第三节第三节 散热器与附件散热器与附件活动支座活动支座第三节第三节 散热器与附件散热器与附件固定支座4、除污器 除污器一般安装在用户引入口的供水总管上。它可以阻留热网水中的污物以防它们造成室内系统管路的堵塞。第三节第三节 散热器与附件散热器与附件5、膨胀水箱 作用：一是容纳水被加热后体积的膨胀；二是可以有排气的作用。 溢流管 检查管 循环管 泄水管 膨胀管第三节第三节 散热器与附件散热器与附件 膨胀管上各连接管的作用：（1）膨胀管膨胀水通过膨胀管进入膨胀水箱。（2）检查管在供热系统运转前，首先将系统充水，当水从检查管流出时，说明整个系统的静水面已超过系统管道的最高点，充水结束。（3）溢

20、流管将多余的水排至下水道。（4）循环管使水在膨胀管和循环管组成的小环路内流动，防止膨胀水箱内的水冻结。（5）泄水管检修时将水箱内的水箱内的水放掉。第三节第三节 散热器与附件散热器与附件6、换热器 换热器按其换热方式可分为：直接式和间壁式。 直接式换热器是加热热媒直接与被加热水混合；间壁式换热器是金属将加热热媒（一次介质）与被加热水（二次介质）隔开，热量通过金属表面从加热热媒传递到被加热水。间壁式换热器除了可以完成热量传递的任务外，还可以起到隔绝一、二次介质的压力及成分的作用。第三节第三节 散热器与附件散热器与附件 间壁式换热器的传热量通常按下式计算： Q=KFtQ传热量；K传热系数，取决于换热

21、器的结构；F传热面积t一、二次介质的传热平均温差。第三节第三节 散热器与附件散热器与附件（1）间壁式换热器 管束 工作原理：蒸汽在管束的外表面流过，被加热水在管束的小管内流过，通过管束的壁面进行热交换。第三节第三节 散热器与附件散热器与附件第三节第三节 散热器与附件散热器与附件（2）直接式换热器 工作原理：被加热水沿管轴向流入中间加热器，加热流体蒸汽沿垂直于进水方向的进口进入中间加热器，经喷嘴上的倾斜孔喷出与被加热水混合，并将汽化潜热传给被加热水，蒸汽凝结成水与被加热水混合，流出中间加热器。第三节第三节 散热器与附件散热器与附件 第四节 热源 一、概述 热源的种类：1、锅炉房利用燃料燃烧或电加

22、热产生热能。2、热电厂燃料燃烧、热电联供。3、工业余热利用生产工艺过程的余热（可燃气体、高温烟气、工艺产品的物理热等）。4、核能5、太阳能6、地热第四节第四节 热源热源 二、锅炉房及基本组成 锅炉房的任务：安全可靠、经济有效的把燃料的化学能或电能转化为热能，以生产蒸汽或热水。 锅炉房的组成：房屋、锅炉、锅炉辅助设备、管道、仪表控制系统。 锅炉房的辅助设备的组成：1、运煤、除灰系统保证为锅炉运入燃料和送出灰渣。2、送、引风系统给炉子送入燃烧所需空气和从锅炉引出燃烧产物-烟气，以保证燃烧正常进行。3、水、汽系统包括给水系统、蒸汽系统和排污系统。4、仪表控制系统如水量表、烟温计、风压计等仪表。第四节

23、第四节 热源热源 三、锅炉（一）锅炉的分类1、从燃料的种类来分类：（1）燃煤锅炉；（2）燃油锅炉；（3）燃气锅炉；（4）电锅炉。2、从锅炉制备的工质来分类：（1）蒸汽锅炉；（2）热水锅炉。第四节第四节 热源热源3、从锅炉的工作压力来分类：（1）低压锅炉；（2）高压锅炉。（二）锅炉的基本构造和工作过程 锅炉最基本的组成是汽锅和炉子两大部分。燃料在炉子里进行燃烧，将它的化学能转化为热能；高温的燃烧产物烟气则通过汽锅受热面将热量传递给汽锅内温度较低的水，水被加热，进而沸腾汽化，生成蒸汽。第四节第四节 热源热源第四节第四节 热源热源锅炉的工作过程： 蒸汽管道 干汽室 给水管道 蒸汽 汽锅 烟囱 空间

24、炉门 炉膛 烟道 炉箅 灰门 灰坑第四节第四节 热源热源1、燃料的燃烧过程 燃料由炉门投入炉膛中，铺在炉箅上燃烧，空气受烟囱的引风作用，由灰门进入灰坑，并穿过炉箅缝隙进入燃料层助燃，燃料燃烧后变成烟气和炉渣，烟气流向汽锅的受热面，通过烟道经烟囱排入大气。2、烟气与水的热交换过程 燃料燃烧时放出大量热能，这些热量主要以辐射和对流两种方式传递给汽锅里的水。由于炉膛中的温度高达1000摄氏度以上，主要以辐射方式将热量传递给汽锅壁，再传给锅炉中的水。在烟道中，高温烟气冲刷汽锅的受热面，主要以对流方式将热量传给锅炉中的水。第四节第四节 热源热源3、水受热的汽化过程 由给水管道将水送入汽锅内至一定的水位，

25、汽锅里的水接受锅壁传来的热量而沸腾汽化。沸腾水形成的气泡由水底上升至水面以上的蒸汽空间，形成汽和水的分界面蒸发面。蒸汽离开蒸发面时带有很多水滴，湿度较大，到了蒸汽空间后，由于蒸汽运动速度减慢，大部分水滴分离下来，蒸汽上升到干汽室后还可以分离出部分水滴，最后带少量水分由蒸汽管道送出。第四节第四节 热源热源（三）锅炉的安全附件1、压力表作用：用以测量和表示锅炉压力。第四节第四节 热源热源2、安全阀 作用：一是当锅炉压力达到预定限度时，自动开启放出蒸汽，警报操作人员及时采取有效措施；二是安全阀开启后能迅速泄放出足够多的蒸汽，使锅炉压力下降，直至降到额定工作压力时，才会自动关闭。 重锤单杠杆安全阀工作

26、原理： 利用杠杆和阀杆的作用将重锤的重力压在阀芯上，当锅炉蒸汽压力超过重锤向下的压力时，阀芯就被顶起，使蒸汽排出。安全阀开启的压力，可借移动重锤与阀芯间距离来调整。 第四节第四节 热源热源第四节第四节 热源热源重锤单杠杆安全阀重锤单杠杆安全阀3、水位表作用：显示锅炉内水位的高低，便于操作人员控制进水，也可凭此调整和校验给水自控系统的工作，避免发生脱水事故。注意：（1）为了防止形成假水位，水位表与水、汽空间相连接的管子要水平布置，且连接管内径不得小于18mm。（2）当连接管长度大于500mm和有弯曲时，内径应适当放大，以保证水位表的灵敏准确。第四节第四节 热源热源第四节第四节 热源热源水位表水位

27、表4、水位警报器 常用的为浮子式水位警报器： 下浮子通过环形吊杆与左操作杆相连，上浮子通过直吊杆与右操作杆相连，左右操作杆各控制左右汽阀开关。筒体通过两连接管与锅筒的汽、水空间相通，水位与锅筒水位相一致。当锅炉在正常水位时，下浮子全部浸没在水中，浮子的浮力通过吊杆作用在左操作杆上使左汽阀紧闭。而上浮子则浮在水面上，使右操作杆处于自由下落状态，使右汽阀关闭。当水位下降时，下浮子逐渐露出水面，并随水位下降而下移，在水位降到极限低水位时，左汽阀被打开，使左汽笛发出报警。相反，当水位上升超过正常水位时，上浮子随着水位上升而上移，到达极限高水位时，右汽阀被打开，右汽笛发出声响报警。第四节第四节 热源热源

28、第四节第四节 热源热源浮子式水浮子式水位警报器位警报器左汽笛左汽笛右汽笛右汽笛左汽阀左汽阀右操作杆右操作杆右汽阀右汽阀浮子浮子左操作杆左操作杆吊杆吊杆 四、锅炉房辅助设备（一）运煤、除灰系统 运煤系统是指煤从煤场到炉前贮煤斗的输送，包括煤的转运、破碎、筛选和计量等。（二）送、引风系统（包括除尘）1、通风的作用和方式 通风的作用：锅炉运行时，必须连续的把燃烧所需的空气送入炉膛，并将生成的烟气不断引出。 通风方式：自然通风和机械通风。第四节第四节 热源热源2、锅炉除尘 锅炉的烟尘由两部分组成：一部分是煤烟，它是煤受热分解析出一些微小的碳粒，在炉膛中不能完全燃烧而形成黑烟；另一部分是飞灰，由灰粒和部分未燃尽的焦炭细粒组成。 锅炉排放的烟尘中含有大量的硫化物等有害气体和灰尘，硫化物是大气环境污染的主要污染物质。第四节第四节 热源热源 降尘室系统 凹字形挡板 人字形挡板第四节第四节 热源热源