第5章 供暖工程

1、供暖工供暖工程程第五章第五章 供暖工程供暖工程供暖工供暖工程程5.1供暖系统及其分类供暖系统及其分类5.1.1供暖系统的分类供暖系统的分类采暖的目的：采暖的目的：在冬季维持室内空气温度在冬季维持室内空气温度在规定的范围内，此温在规定的范围内，此温度范围大多数场合为度范围大多数场合为16-20 C。供暖系统供暖系统为了维持所需要的室为了维持所需要的室温，就必须通过散热设备向室温，就必须通过散热设备向室内补充热量。内补充热量。供暖系统组成：热源、输热管道供暖系统组成：热源、输热管道和散热设备。和散热设备。 是使燃料燃烧产生热能的部是使燃料燃烧产生热能的部分，对热媒进行加热，经管道分，对热媒进行加热

2、，经管道输送散热设备，热媒在散热设输送散热设备，热媒在散热设备中放热，加热室内空气。备中放热，加热室内空气。按范围分类：按范围分类： 局部供暖局部供暖 集中供暖集中供暖 区域供暖区域供暖热源与散热设备合并为一个整体，热源与散热设备合并为一个整体，分散设置于各个房间里，如火分散设置于各个房间里，如火炉供暖炉供暖热源远离供暖房间，供热由热源，热源远离供暖房间，供热由热源，输热管道，散热设备构成。输热管道，散热设备构成。由一个大型由一个大型热源产生热源产生蒸汽或热蒸汽或热水，通过水，通过区域的供区域的供热管网，热管网，供区域用供区域用热。热。供暖工供暖工程程5.1供暖系统及其分类供暖系统及其分类5.

3、1.1供暖系统的分类供暖系统的分类热媒热媒用来传递热量的介用来传递热量的介质。常用的介质：水、质。常用的介质：水、水蒸汽等。水蒸汽等。低温水供暖系统（低温水供暖系统（95/70oC）高温水供暖系统（高温水供暖系统（110/70oC、 130/70oC、 150/70oC ）按热媒分类：按热媒分类： 热水供暖系统热水供暖系统 蒸汽供暖系统蒸汽供暖系统 热风供暖系统热风供暖系统 烟气供暖系统烟气供暖系统低压蒸汽供暖系统（低压蒸汽供暖系统（ 70kPa）高压蒸汽供暖系统（高压蒸汽供暖系统（ 70kPa ）按散热方式分类：按散热方式分类： 对流供暖系统对流供暖系统 辐射供暖系统辐射供暖系统供暖工供暖工

4、程程5.1供暖系统及其分类供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统热水供暖系统 按系统循环动力的不按系统循环动力的不同同 重力（自然）重力（自然） 机械机械 按供回水方式按供回水方式 单管单管 双管双管 按系统管道敷设方式按系统管道敷设方式 垂直式垂直式 水平式水平式供暖工供暖工程程5.1供暖系统及其分类供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统热水供暖系统 按供回水方式按供回水方式 单管单管 双管双管 按系统管道敷设方式按系统管道敷设方式 垂直式垂直式 水平式水平式何谓何谓垂直失调垂直失调现象？现象？在双管系统中，由于各层散热在双管系统中，由于各层散热器与锅炉的相对位置不同，器与锅炉的相对位置不同

5、，所以相对高度由上向下逐层所以相对高度由上向下逐层递减，尽管水温变化相同，递减，尽管水温变化相同，但也将会形成上层作用压力但也将会形成上层作用压力大、下层作用压力小的现象。大、下层作用压力小的现象。如果选用不同管径后仍不能如果选用不同管径后仍不能使各层的压力损失达到平衡，使各层的压力损失达到平衡，则必然会出现上热下冷的所则必然会出现上热下冷的所谓垂直失调。而且，楼层数谓垂直失调。而且，楼层数越多，上下环路的差值越大，越多，上下环路的差值越大，失调现象将越严重。为此，失调现象将越严重。为此，在多层建筑中，采用单管系在多层建筑中，采用单管系统要比双管系统可靠的多。统要比双管系统可靠的多。供暖工供暖

6、工程程5.1供暖系统及其分类供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统热水供暖系统机械循环热水采暖系统机械循环热水采暖系统型式型式 :双管上供下回式系统双管上供下回式系统双管下供下回式系统双管下供下回式系统双管中供式系统双管中供式系统 单管上供下回式系统单管上供下回式系统 单管水平式系统单管水平式系统 双管下供上回式系统双管下供上回式系统（倒流式）（倒流式） 同程式和异程式系统同程式和异程式系统供暖工供暖工程程5.1供暖系统及其分类供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统热水供暖系统机械循环热水采暖系统机械循环热水采暖系统型式型式 :双管上供下回式系统双管上供下回式系统双管下供下回式系统双管下供下回

7、式系统双管中供式系统双管中供式系统 单管上供下回式系统单管上供下回式系统 单管水平式系统单管水平式系统 双管下供上回式系统双管下供上回式系统（倒流式）（倒流式） 同程式和异程式系统同程式和异程式系统供暖工供暖工程程5.1供暖系统及其分类供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统热水供暖系统机械循环热水采暖系统机械循环热水采暖系统型式型式 :双管上供下回式系统双管上供下回式系统双管下供下回式系统双管下供下回式系统双管中供式系统双管中供式系统 单管上供下回式系统单管上供下回式系统 单管水平式系统单管水平式系统 双管下供上回式系统双管下供上回式系统（倒流式）（倒流式） 同程式和异程式系统同程式和异程式系

8、统供暖工供暖工程程5.1供暖系统及其分类供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统热水供暖系统机械循环热水采暖系统机械循环热水采暖系统型式型式 :双管上供下回式系统双管上供下回式系统双管下供下回式系统双管下供下回式系统双管中供式系统双管中供式系统 单管上供下回式系统单管上供下回式系统 单管水平式系统单管水平式系统 双管下供上回式系统双管下供上回式系统（倒流式）（倒流式） 同程式和异程式系统同程式和异程式系统供暖工供暖工程程5.1供暖系统及其分类供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统热水供暖系统机械循环热水采暖系统机械循环热水采暖系统型式型式 :双管上供下回式系统双管上供下回式系统双管下供下回式系统

9、双管下供下回式系统双管中供式系统双管中供式系统 单管上供下回式系统单管上供下回式系统 单管水平式系统单管水平式系统 双管下供上回式系统双管下供上回式系统（倒流式）（倒流式） 同程式和异程式系统同程式和异程式系统供暖工供暖工程程5.1供暖系统及其分类供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统热水供暖系统机械循环热水采暖系统机械循环热水采暖系统型式型式 :双管上供下回式系统双管上供下回式系统双管下供下回式系统双管下供下回式系统双管中供式系统双管中供式系统 单管上供下回式系统单管上供下回式系统 单管水平式系统单管水平式系统 双管下供上回式系统双管下供上回式系统（倒流式）（倒流式） 同程式和异程式系统同程

10、式和异程式系统供暖工供暖工程程5.1供暖系统及其分类供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统热水供暖系统机械循环热水采暖系统机械循环热水采暖系统型式型式 :双管上供下回式系统双管上供下回式系统双管下供下回式系统双管下供下回式系统双管中供式系统双管中供式系统 单管上供下回式系统单管上供下回式系统 单管水平式系统单管水平式系统 双管下供上回式系统双管下供上回式系统（倒流式）（倒流式） 同程式和异程式系统同程式和异程式系统供暖工供暖工程程5.1供暖系统及其分类供暖系统及其分类5.1.2热水供暖系统热水供暖系统机械循环热水采暖系统机械循环热水采暖系统型式型式 :双管上供下回式系统双管上供下回式系统双管下

11、供下回式系统双管下供下回式系统双管中供式系统双管中供式系统 单管上供下回式系统单管上供下回式系统 单管水平式系统单管水平式系统 双管下供上回式系统双管下供上回式系统（倒流式）（倒流式） 同程式和异程式系统同程式和异程式系统供暖工供暖工程程5.1供暖系统及其分类供暖系统及其分类5.1.3蒸汽供暖系统蒸汽供暖系统在蒸汽供暖系统中，在蒸汽供暖系统中，热媒是蒸汽，蒸汽热媒是蒸汽，蒸汽进入散热器，将热进入散热器，将热量散发到房间内，量散发到房间内，放出潜热后的蒸汽放出潜热后的蒸汽冷凝成同温度的凝冷凝成同温度的凝结水。结水。按照回水动力不同，将按照回水动力不同，将蒸汽供暖系统分为两蒸汽供暖系统分为两类：重

12、力回水和机械类：重力回水和机械回水。一般都采用机回水。一般都采用机械回水方式。械回水方式。按照供汽压力的大小，将蒸按照供汽压力的大小，将蒸汽供暖分为三类：汽供暖分为三类： 高压蒸汽供暖系统：高压蒸汽供暖系统：供汽表压供汽表压力高于力高于70kpa；适用于工业建；适用于工业建筑；筑； 低压蒸汽供暖系统：低压蒸汽供暖系统：供汽表压供汽表压力等于或低于力等于或低于70kpa；适用于；适用于要求较低的民用建筑及工业建要求较低的民用建筑及工业建筑；筑；1)真空蒸汽供暖系统：真空蒸汽供暖系统：系统中的系统中的压力低于大气压。真空蒸汽供压力低于大气压。真空蒸汽供暖因需要使用真空泵装置，系暖因需要使用真空泵装

13、置，系统复杂，在我国很少使用。统复杂，在我国很少使用。供暖工供暖工程程以水蒸汽为热媒，在换热器中靠放出凝结水放出汽化潜热，以水蒸汽为热媒，在换热器中靠放出凝结水放出汽化潜热，的热量。因此：的热量。因此：需要蒸汽量小（热值高），需要蒸汽量小（热值高）， 且流速可以提的很且流速可以提的很高而不会较大阻力损失。高而不会较大阻力损失。 用于高层建筑，不会产用于高层建筑，不会产生很大的静压力。生很大的静压力。 温度大，故传热系数温度大，故传热系数K大，换大，换热面积小，热面积小， 管道可以较细，总之，初投资小，管道可以较细，总之，初投资小，缺点：缺点： 热惰性小，热得快，凉的快，适宜于礼堂，热惰性小，热

14、得快，凉的快，适宜于礼堂，会堂，而不适于办公室，起居室会堂，而不适于办公室，起居室管道内蒸汽，空气转换快，内壁氧化腐蚀要厉害。管道内蒸汽，空气转换快，内壁氧化腐蚀要厉害。使用年限短，特别是凝结水管，更易损坏（使用年限短，特别是凝结水管，更易损坏（8年）。年）。5.1供暖系统及其分类供暖系统及其分类5.1.3蒸汽供暖系统蒸汽供暖系统供暖工供暖工程程5.1供暖系统及其分类供暖系统及其分类5.1.3蒸汽供暖系统蒸汽供暖系统低压蒸汽供暖系统的基本形式低压蒸汽供暖系统的基本形式: :1)1)重力回水低压重力回水低压蒸汽供暖系统蒸汽供暖系统: :系统形式简单，系统形式简单，宜在小型系统宜在小型系统中采用。

15、中采用。当系统作用半径当系统作用半径较大、供汽压较大、供汽压力较高（通常力较高（通常供汽表压力高供汽表压力高于于20kPa20kPa）时）时，就采用机械，就采用机械回水系统。回水系统。 上供式系统上供式系统下供式系统下供式系统供暖工供暖工程程5.1供暖系统及其分类供暖系统及其分类5.1.3蒸汽供暖系统蒸汽供暖系统低压蒸汽供暖系统的基本形式低压蒸汽供暖系统的基本形式: :2)2)机械回水低压蒸汽供暖系统机械回水低压蒸汽供暖系统: :机械回水系统是一个开式系统，凝水不直接返回锅炉，而机械回水系统是一个开式系统，凝水不直接返回锅炉，而先进入凝水箱。然后再用凝水泵将水运回锅炉重新加热。先进入凝水箱。然

16、后再用凝水泵将水运回锅炉重新加热。在低压蒸汽供暖系统中，凝水箱的布置应低于所有散热在低压蒸汽供暖系统中，凝水箱的布置应低于所有散热器和凝水管。进凝水箱的凝水干管应作顺流向下的坡度，器和凝水管。进凝水箱的凝水干管应作顺流向下的坡度，以便从散热器流以便从散热器流 出的凝水靠重力回流进入凝水箱。出的凝水靠重力回流进入凝水箱。v机械回水系统的最主要优点：扩大了供热范围，因而应机械回水系统的最主要优点：扩大了供热范围，因而应用最为普遍。用最为普遍。供暖工供暖工程程机械回水的中供式低压蒸汽供暖系统的示意图供暖工供暖工程程图中图中送汽低头走（以便凝结水流动）送汽低头走（以便凝结水流动）疏水器：只允许凝水通过

17、，而阻止蒸汽通过。以控制疏水器：只允许凝水通过，而阻止蒸汽通过。以控制温度，流量。温度，流量。工作原理：散热器放热不彻底，有蒸汽流入疏水器，波形工作原理：散热器放热不彻底，有蒸汽流入疏水器，波形囊伸长，使出水口（孔）减小，以至于被堵，气流受阻，囊伸长，使出水口（孔）减小，以至于被堵，气流受阻，在散热器进一步散发热量。当出口为水时，囊缩短，出在散热器进一步散发热量。当出口为水时，囊缩短，出口畅通，凝结水下流，工作顺畅，（同时也放出空气。）口畅通，凝结水下流，工作顺畅，（同时也放出空气。）供暖工供暖工程程3 3可能出现问题：饱和蒸汽在干管流动时，易形可能出现问题：饱和蒸汽在干管流动时，易形成一点成

18、一点“途凝结水途凝结水”，若不及时排除，则高速流，若不及时排除，则高速流动的蒸汽与凝结水在遇到阀门等改变流向的构件动的蒸汽与凝结水在遇到阀门等改变流向的构件时，可能会产生时，可能会产生“水击水击”现象（发出哐、哐的噪现象（发出哐、哐的噪音，严重时，会破坏管件的接口的严密性，管路音，严重时，会破坏管件的接口的严密性，管路支架的稳定性）。支架的稳定性）。4 4凝结水箱通大气的原因：凝结水箱通大气的原因：保证泵吸水压头保证泵吸水压头用于空气的排放与回来。用于空气的排放与回来。供暖工供暖工程程高压蒸汽供暖系统：热媒的压力大于高压蒸汽供暖系统：热媒的压力大于70kPa，被称，被称为高压蒸汽。家庭不使用。

19、为高压蒸汽。家庭不使用。高压蒸汽供暖系统常与生产工艺用汽系统合高压蒸汽供暖系统常与生产工艺用汽系统合为一个汽源。但生产用汽压力往往高于供暖压力。为一个汽源。但生产用汽压力往往高于供暖压力。故常要减压处理。相对于低压，高压系统作用半故常要减压处理。相对于低压，高压系统作用半径大管径小，流速大，为避免高压蒸汽和凝结水径大管径小，流速大，为避免高压蒸汽和凝结水在立管中反向流动，发生噪音，产生水击现象，在立管中反向流动，发生噪音，产生水击现象，一般高压蒸汽供暖均采用双管上供下回式系统。一般高压蒸汽供暖均采用双管上供下回式系统。供暖工供暖工程程5.2供暖热负荷供暖热负荷5.2.4供暖热负荷的估算供暖热负

20、荷的估算Q=qQ=qA AA AQ Q 建筑物的耗热量建筑物的耗热量q qA A - -建筑物的面积热指标，见表建筑物的面积热指标，见表5-85-8A -A -建筑物的面积建筑物的面积供暖工供暖工程程5.3集中供暖系统的设备集中供暖系统的设备5.3.1集中供暖系统散热器集中供暖系统散热器安装在需采暖的房间内，向房间散热的设备，统称散热设安装在需采暖的房间内，向房间散热的设备，统称散热设备。常用的散热器有铸铁散热器及钢制散热器、辐射板备。常用的散热器有铸铁散热器及钢制散热器、辐射板及暖风机。本节介绍最常用的散热器。及暖风机。本节介绍最常用的散热器。工作过程工作过程：散热器中渡过热水或蒸汽，器壁被

21、加热，当外：散热器中渡过热水或蒸汽，器壁被加热，当外壁面温度高于室内温度时，即为形成对流及辐射，其中壁面温度高于室内温度时，即为形成对流及辐射，其中大部分热以对流方式传给室内空气。大部分热以对流方式传给室内空气。供暖工供暖工程程散散热热器器的的种种类类铸铁散热器翼型散热器。圆翼型长翼型柱型散热器钢制散热器闭式钢串片对流散热器板型散热器 钢制柱型散热器 扁管型散热器供暖工供暖工程程5.3集中供暖系统的设备集中供暖系统的设备5.3.1集中供暖系统散热器集中供暖系统散热器安装在需采暖的房间内，向房间散热的设备，统称散热设安装在需采暖的房间内，向房间散热的设备，统称散热设备。常用的散热器有铸铁散热器及

22、钢制散热器、辐射板备。常用的散热器有铸铁散热器及钢制散热器、辐射板及暖风机。本节介绍最常用的散热器。及暖风机。本节介绍最常用的散热器。铸铁散热器翼型散热器。圆翼型长翼型柱型散热器钢制散热器闭式钢串片对流散热器板型散热器 钢制柱型散热器 扁管型散热器散散热热器器的的种种类类柱翼柱翼柱型柱型供暖工供暖工程程5.3集中供暖系统的设备集中供暖系统的设备5.3.1集中供暖系统散热器集中供暖系统散热器安装在需采暖的房间内，向房间散热的设备，统称散热设安装在需采暖的房间内，向房间散热的设备，统称散热设备。常用的散热器有铸铁散热器及钢制散热器、辐射板备。常用的散热器有铸铁散热器及钢制散热器、辐射板及暖风机。本

23、节介绍最常用的散热器。及暖风机。本节介绍最常用的散热器。铸铁散热器翼型散热器。圆翼型长翼型柱型散热器钢制散热器闭式钢串片对流散热器板型散热器 钢制柱型散热器 扁管型散热器散散热热器器的的种种类类柱型柱型供暖工供暖工程程5.4 5.4 供暖系统的管路布置注意事项供暖系统的管路布置注意事项一在布置供暖管道之前，一在布置供暖管道之前， 1.要根据建筑物的使用特点及要求，确定供暖系统要根据建筑物的使用特点及要求，确定供暖系统的热媒种类、系统形式。的热媒种类、系统形式。 2.要确定合理的引入口位置。系统的引入口可设置要确定合理的引入口位置。系统的引入口可设置在建筑物热负荷对称分配的位置，一般在建筑物长度

24、在建筑物热负荷对称分配的位置，一般在建筑物长度方向的中点，并且要服从热力网的总体布局。方向的中点，并且要服从热力网的总体布局。 二在布置供暖管道时二在布置供暖管道时应力求管道最短，便于维护管理，不影响房间美观。应力求管道最短，便于维护管理，不影响房间美观。 在上供下回式系统中，对于美观要求较高的民用在上供下回式系统中，对于美观要求较高的民用建筑，或大梁底面标高过低妨碍供水或蒸汽干管敷设时，建筑，或大梁底面标高过低妨碍供水或蒸汽干管敷设时，才将干管布置在顶棚内，一般将它们设在顶层顶棚以下。才将干管布置在顶棚内，一般将它们设在顶层顶棚以下。供暖工供暖工程程供暖系统的回水干管一般敷设在首层地面下的供

25、暖系统的回水干管一般敷设在首层地面下的地下室或地沟中，也可敷设在地面上。地下室或地沟中，也可敷设在地面上。下供下回式系统的供水下供下回式系统的供水( (蒸汽蒸汽) )干管、回水干管干管、回水干管敷设在管沟内或地下室的顶板下。敷设在管沟内或地下室的顶板下。立管应布置在窗间墙处，有利于向两侧连接散立管应布置在窗间墙处，有利于向两侧连接散热器。热器。管道穿过楼板或隔墙时，应在楼板或隔墙内预管道穿过楼板或隔墙时，应在楼板或隔墙内预埋套管，套管的内径应稍大于管道的外径。在套埋套管，套管的内径应稍大于管道的外径。在套管与管道之间，应用石棉绳塞紧。管与管道之间，应用石棉绳塞紧。在供暖系统中，金属管道会热胀冷

26、缩在供暖系统中，金属管道会热胀冷缩( (每每m m钢管钢管温度每升高温度每升高11便会伸长便会伸长0 0012m) 012m) ，对于一个系，对于一个系统的管道，要合理地设置固定点和在两个固定点统的管道，要合理地设置固定点和在两个固定点之间设置自然补偿或方形补偿器。之间设置自然补偿或方形补偿器。供暖工供暖工程程 5.6 热源5.6.1 5.6.1 锅炉：锅炉：1 1锅炉是供热之源，锅炉及锅炉房设备的任务，在于安锅炉是供热之源，锅炉及锅炉房设备的任务，在于安全，可靠，经济，有效地把燃料的化学能转化为热能，全，可靠，经济，有效地把燃料的化学能转化为热能，进而将热能传递给水。以生产热水或蒸汽。进而将

27、热能传递给水。以生产热水或蒸汽。锅炉生产的蒸汽或热水，通过热力管道，输送至用户，锅炉生产的蒸汽或热水，通过热力管道，输送至用户，以满足生产工艺，供暖，生活的需要。以满足生产工艺，供暖，生活的需要。蒸汽锅炉生产出来的蒸汽可：蒸汽锅炉生产出来的蒸汽可： 作为式质，将热能转变为机械能，以产生动力。作为式质，将热能转变为机械能，以产生动力。 作为载体，为工业生产和采暖、通风提供所需热能。作为载体，为工业生产和采暖、通风提供所需热能。供暖工供暖工程程3 3动力锅炉：用于动力，发电的锅炉，一般提供高温、高动力锅炉：用于动力，发电的锅炉，一般提供高温、高压蒸汽。压蒸汽。供热（工业）锅炉：用于工业及采暖方面的锅炉。压力不供热（工业）锅炉：用于工业及采暖方面的锅炉。压力不需很高。需很高。4 4蒸汽及热水锅炉的不同点：蒸汽及热