基本原理
供暖系統的基本工作原理:低溫熱媒在熱源中被加熱,吸收熱量後,變為高溫熱媒(高溫水或蒸汽),經輸送管道送往室內,通過散熱設備放出熱量,使室內的溫度升高;散熱後溫度降低,變成低溫熱媒(低溫水),再通過回收管道返回熱源,進行循環使用。如此不斷循環,從而不斷將熱量從熱源送到室內,以補充室內的熱量損耗,使室內保持一定的溫度。
系統組成
供暖系統由熱源、熱媒輸送管道和散熱設備組成。
熱源:製取具有壓力、溫度等參數的蒸汽或熱水的設備。
熱媒輸送管道:把熱量從熱源輸送到熱用戶的管道系統。
散熱設備:把熱量傳送給室內空氣的設備。
設備構成
供暖系統所涉及的設備設施很多,其中主要包括:
鍋爐房
鍋爐房是供暖系統的熱源部分,它主要由以下幾部分組成:
鍋爐本體:包括燃燒設備(減速箱、爐排)、各受熱面(各種管道、鍋筒、空氣預熱器、省煤器)、爐體圍護結構等。
熱力系統:包括水處理設備、分水定壓系統、循環系統。
煙風系統:包括鼓風機、引風機、煙道、風道、除油器等。
運煤除灰系統:包括煤的破碎、篩分、輸送、提升、除灰、排渣設備等。
室外供熱熱網
室外供熱管網的敷設方式主要有架空敷設和埋地敷設,埋地敷設比較常見,埋地敷設又分為通風地溝、半通風地溝、不通風地溝、直接埋地幾種敷設方式,其中涉及的主要設備設施有供回水管道、各類閥件、伸縮器、支架、法蘭墊、管道地溝及屋頂膨脹水箱等。
室內供暖系統
室內供暖系統主要是指室內的供回水管道、管路上的排氣閥、伸縮器閥件、散熱設備及室內地溝等。
系統分類
供暖系統有很多種不同的分類方法,按照熱媒的不同可以分為:熱水供暖系統、蒸汽供暖系統、熱風采暖系統;按照熱源的不同又分為熱電廠供暖、區域鍋爐房供暖、集中供暖三大類等。
熱水供暖系統的分類
1、按系統循環動力的不同分類
按系統循環動力的不同,熱水供暖系統可分為自然循環系統和機械循環系統。靠流體的密度差進行循環的系統,稱為“自然循環系統”;靠外加的機械(水泵)力循環的系統,稱為“機械循環系統”。
2、按供、回水方式的不同分類
按供、回水方式的不同,熱水供暖系統可分為單管系統和雙管系統。在高層建築熱水供暖系統中,多採用單、雙管混合式系統形式。
3、按管道敷設方式的不同分類
按管道敷設方式的不同,熱水供暖系統可分為垂直式系統和水平式系統。
4、按熱媒溫度的不同分類
按熱媒溫度的不同,熱水供暖系統可分為低溫供暖系統(供水溫度t<100℃)和高溫供暖系統(供水溫度t≥100℃)。各個國家對高溫水和低溫水的界限,都有自己的規定。在我國,習慣認為,低於或等於100℃的熱水,稱為“低溫水”;超過100℃的水,稱為“高溫水”。室內熱水供暖系統大多採用低溫水供暖,設計供回水溫度採用95℃/70℃,高溫水供暖宜在生產廠房中使用。
蒸汽供暖系統的分類
按照供氣壓力的大小,蒸汽供暖系統分為兩大類:供氣的表壓力(高於大氣壓的壓力)等於或低於70kPa,屬於低壓蒸汽供暖系統;供氣的表壓力(高於大氣壓的壓力)高於70kPa,屬於高壓蒸汽供暖系統。供氣壓力降低時,蒸汽的飽和溫度也降低,凝結水的二次氣化量少,運行較可靠,衛生條件也得以改善。在民用建築中,蒸汽供暖系統的壓力也儘可能低。
特點
水為熱媒的供暖系統的優點:其室溫比較穩定,衛生條件好;可集中調節水溫,便於根據室外溫度變化情況調節散熱量;系統使用的壽命長,一般可使用25年。
熱水為熱媒的供暖系統的缺點:採用低溫熱水作為熱媒時,管材與散熱器的耗散較多,初期投資較大;當建築物較高時,系統的靜水壓力大,散熱器容易產生超壓現象;水的熱惰性大,房間升溫、降溫速度較慢;熱水排放不徹底時,容易發生凍裂事故。
熱水供暖系統按其作用壓力的不同,可分為重力循環熱水供暖系統和機械循環熱水供暖系統兩種,機械循環熱水供暖系統是用管道將鍋爐、水泵和用戶的散熱器連線起來組成一個供暖系統。
在供暖系統中,各個散熱器與管道的連線方式稱為散熱系統的形式。熱水供暖系統中散熱系統的形式可分為垂直式和水平式兩大類。
(1)垂直式
指將垂直位置相同的各個散熱器用立管進行連線的方式。它按散熱器與立管的連線方式又可分為單管系統和雙管系統兩種;按供、回水乾管的布置位置和供水方向的不同也可分為上供下回、下供下回和下供上回等幾種方式。
(2)水平式
指將同一水平位置(同一樓層)的各個散熱器用一根水平管道進行連線的方式。它可分為順序式和跨越式兩種方式。順序式的優點是結構較簡單,造價低,但各散熱器不能單獨調節;跨越式中各散熱器可獨立調節,但造價較高,且傳熱係數較低。
水平式系統與垂直式系統相比具有如下優點。
①構造簡單,經濟性好。
②管路簡單,無穿過各樓層的立管,施工方便。
③水平管可以敷設在頂棚或地溝內,便於隱蔽。
④便於進行分層管理和調節。
但水平式系統的排氣方式要比垂直式系統複雜些,它需要在散熱器上設定冷風閥分散排氣,或在同層散熱器上串接一根空氣管集中排氣。
四、蒸汽供暖系統
蒸汽供暖系統按蒸汽壓力的不同分為高壓和低壓兩種類型。蒸汽供暖系統的特點如下所述。
①蒸汽供暖系統的散熱器表面溫度高。
②蒸汽供暖系統比機械循環熱水供暖系統節省能源。
③蒸汽供暖系統的熱惰性小。
④高壓蒸汽供暖系統節省管材。
⑤蒸汽供暖系統適宜用於高層建築。
蒸汽供暖系統的熱損失大。
蒸汽供暖的回水管使用年限短。
熱媒選擇
供暖系統熱媒的選擇,應根據熱媒特性、衛生、經濟、使用性質、地區供暖規劃等條件,參見下表
建築物的種類 | 供暖系統的熱媒 | |
適宜採用 | 允許採用 | |
居住建築、醫院、幼稚園等 | 不超過95℃的熱水 | 1、不超過110℃的熱水 2、低壓蒸汽 |
辦公樓、學校、展覽館等 | 1、不超過95℃的熱水 2、低壓蒸汽 | 不超過110℃的熱水 |
車站、食堂、商業建築等 | 1、不超過130℃的熱水 2、低壓蒸汽 | 高壓蒸汽 |
一般俱樂部、影劇院等 | 1、不超過110℃的熱水 2、低壓蒸汽 | 不超過130℃的熱水 |