第五章 供热与供燃气.ppt

第五章　供 热 与 供 燃 气 人们在日常生活和社会生产中需要大量的热量。将自然界中的能量直接或间接地转化为热能以满足人们需要的科学技术，称为热能工程。利用热媒——载热体(如水、水蒸气或其他介质)将热能从热源输送到各用户的工程技术称为供暖工程。 室内采暖就是用人工方法向室内供给相应的热量，保持一定的室内温度，以创造适宜的生活或工作条件的工程技术。 一、热水供暖系统 二、蒸汽供暖系统 三、热风供暖系统 四、发热电缆供暖系统 采暖系统的组成 所有采暖系统都是由热的制备(热源)、热媒输送(热网)和热媒利用(散热设备)三个主要部分组成，如图所示。 2.采暖系统的分类 采暖系统可根据热媒、设备及系统形式分类。 (1) 按热媒种类分类 1) 热水采暖系统。以热水为热媒的采暖系统，主要应用于民用建筑。 2) 蒸汽采暖系统。以水蒸气为热媒的采暖系统，主要应用于工业建筑。 3) 热风采暖系统。以热空气作为热媒向室内供应热量的采暖系统，主要应用于大型工业车间。 (2) 按设备相对位置分类 1) 局部采暖系统。热源、热网、散热器三部分在构造上合在一起的采暖系统。 2) 集中采暖系统。热源和散热设备分别设置，用热网相连接，由热源向各个房间或建筑物供给热量的采暖系统。 3) 区域采暖。由一个热源向几个厂区或城镇集中供应热能的系统。 (3) 按系统敷设方式分 按系统管道的敷设方式的不同，可分为垂直式和水平式系统。 (4) 按组成系统的各个立管环路总长度是否相同分 1) 异程式系统。通过各个立管的循环环路的总长度不相等的系统。 2) 同程式系统。通过各个立管的循环环路的总长度相等的系统。 (5) 按供、回热媒方式的不同分类 1) 单管系统。热水经立管或水平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。 2) 双管系统。热水经供水立管或水平供水管平行的分配给多组散热器，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。 在热水采暖系统中热媒为水。从卫生条件和节能等考虑，民用建筑应采用热水作为热媒。热水采暖系统也用在生产厂房及辅助建筑物中。 1.热水采暖系统分类 (1) 按系统循环动力分 自然(重力)循环系统——靠水的密度差进行循环的系统，称为自然循环系统。 机械循环系统——靠机械力(水泵)进行循环的系统，称为机械循环系统。 (2) 按热媒温度的不同分 可分为低温、高温系统。在我国水温低于或等于100℃的热水称为低温热水，水温超过100℃的热水称为高温热水，室内热水采暖系统大多数采用低温水作热媒，设计供回水温度多采用95℃/70℃，高温水采暖系统一般在工业厂房中应用。设计供回水温度大多采用120～130℃/70～80℃。 1.自然循环系统 (1) 自然循环热水采暖的工作原理及其作用压力 图3.2是自然循环热水采暖系统的工作原理图。在图中假设整个系统只有一个放热中心1(散热器)和一个加热中心2(锅炉)，用供水管3和回水管4把锅炉与散热器相连接。在系统的最高处连接膨胀水箱5，用它容纳水在受热后膨胀而增加的体积。在系统工作之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，这样形成如图3.2中箭头所示的方向循环流动。 由此可见，自然循环热水采暖系统的循环作用压力的大小取决于水温(水的密度)在循环环路的变化状况。在分析作用压力时，先不考虑水在沿管路流动时的散热而使水不断冷却的因素，认为在图3.2中的循环环路内水温只在锅炉和散热器两处发生变化。 设P1和P2分别表示A-A断面右侧和左侧的水柱压力，则 P1＝g(h0ρh＋hρh ＋h1ρg) P2＝g(h0ρh＋hρg ＋h1ρg) 断面A-A两侧之差值，即系统的循环作用压力为 ΔP＝P1－P2＝gh(ρh －ρg)(3.1) 式中：ΔP——自然循环系统的作用压力(Pa)； g ——重力加速度，取9.81m/s2； h ——冷却中心至加热中心的垂直距离(m)； ρh ——回水密度(kg/m3)； ρg ——供水密度(kg/m3)。 由式(3.1)可见，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。如供回水温度为95/70℃，则每m高差可产生的作用压力为 gh(ρh －ρg)＝9.81×(977.81－961.92)＝156Pa (2) 自然循环热水采暖系统的主要形式 自然循环热水采暖系统，主要分为双管和单管两种形式。图3.3(a)为双管上供下回式系统，图3.3(b)为单管上供下回顺流式系统。 上供下回式自然循环热水采暖系统管道布置的一个主要特点是：系统的供水干管必须有向膨胀水箱方向上升的坡度，其坡度宜采用0.5%～1.0%；散热器支管的坡度一般取1%。