建筑采暖系统

采暖系统分类：

局部采暖系统：将热源和散热设备合并成一个整体，分散设置在各个房间。

集中采暖系统：具有一定作用面积、系统化的采暖。

组成：

热媒制备（热源）区域锅炉房、热电厂燃料、核能、地热、电能、工业余热；

热媒输送（热力网）由热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统；

热媒利用（散热设备）集中供热系统利用热能的用户。

集中采暖系统分热媒：热水采暖系统，蒸汽采暖系统，热风采暖系统。

在集中采暖系统中，把热量从热源输送到散热器的物质叫做“热媒”，这些物质有热水、蒸汽和热空气等。

热水采暖系统：

低温热水采暖系统：水温≤100℃；

高温热水采暖系统：水温＞100℃。

我国热水采暖系统，大多采用低温水作为热媒，供回水温度多采用95／70℃；新型采暖系统设计供回水温度60／40℃，50／30℃；高温水采暖系统用在生产厂房，采用120～130／70～80℃。

单管系统：热水经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。

特点：立管上的散热器串联起来形成构成一个循环环路，从上到下各层散热器的进水温度不同，每组散热器的热媒流量不能单独调节。

双管系统：热水经供水管平行地分配给多个散热器，冷却后的回水自每个散热器直接沿水管回流热源的系统。

特点：每组散热器都能组成一个循环环路，每组散热器的供水温度基本上是一致的，各组散热器可自行调节热媒流量，互相不受影响。

垂直式系统，按供、回水干管布置位置不同，有下列几种型式：

上供下回式双管和单管热水供暖系统；

下供下回式双管…

中供式…

下供上回式（倒流式）…

混合式…

上供下回式热水供暖系统管道布置合理，适用于机械循环和重力循环两种系统。

中供式热水供暖系统水平供水干管敷设在系统中部。可节约顶层层高；减轻了上供下回式楼层过多，易出现垂直失调的现象；上部系统要增加排气装置。用于加建楼层的原有建筑物或“品”字形建筑物。

混合式热水供暖系统由下供上回式和上供下回式两组串连组成的系统。系统的压力损失大；用在连接于高温热水网路上的卫生要求不高的民用建筑或生产厂房。

水平式系统：

特点：

（1）系统的总造价，一般要比垂直式系统低；

（2）管路简单，除供、回水总立管，没有其它穿楼板的立管；

（3）膨胀水箱的布置，可以利用最高层的辅助空间（如楼梯间、厕所等），不必在屋顶专设安装膨胀水箱的房间。不仅降低了造价，还不影响建筑物外形的美观；

（4）便于分层管理和调节；

（5）排气方式相对复杂；

（6）单管水平式系统串连散热器很多时，易出现水平失调。

重力循环系统：

自然压头：在自然循环热水供暖系统中，依靠锅炉与散热器的供水、回水温度差而形成的密度差所产生的作用压力。

特点：因为自然压头小，作用半径小，不宜超过50m；没有水泵，运行管理简单，适用于有地下室或地坑来安装锅炉的小型建筑物。

自然循环热水系统的排气：

水流慢，水平干管中水的流速＜0.2m/s；而干管中空气气泡的浮升速度为0.1～0.2m/s，立管中为0.25m/s；所以水中的空气能逆着水流方向向高处聚集。因此，上供下回式自然循环热水供暖系统系统的供水干管必须有向膨胀水箱方向上升的坡向，坡度为0.005～0.01。散热器支管的坡度一般取1％。回水干管应有向锅炉方向的向下坡度0.005～0.01。

机械循环系统：

机械循环热水系统的排气：

水流速度常常超过了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，在供水干管内要使气泡随着水流方向流动，应按水流方向设上升坡度。气泡聚集到系统的最高点，通过在最高点设排气装置．将空气排至系统以外。

供水及回水干管的坡度，宜用0.003，不得小于0.002。回水干管的坡向与重力循环系统相同，目的是使系统内的水能全部排出。

异程式系统：靠近总立管的分立管，其循环环路较短；而远离总立管的分立管，其循环环路较长。因此造成各个环路水头损失不相等，最远环路与最近环路之间的压力损失相差也很大，压力平衡很困难，最终导致热水流量分配失调，靠近总立管的供水量过剩，系统末端供水不足的现象。

同程式系统：

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。

采用同程式系统消除或减轻系统的水平失调。

同程式系统特点：通过各个立管的循环环路的总长度都相等。压力损失易于平衡；金属消耗量多。

高层建筑热水采暖系统：

高层建筑热水采暖系统：分区采暖系统，双线式系统，单、双管混合式系统。

分层式采暖系统将高层建筑热水采暖系统在垂直方向上分成若干个相互独立的系统。

双线式采暖系统分为垂直式和水平式系统，垂直双线单管热水采暖系统是竖向的∏形单管式立管组成，一根是上升立管，另一根是下降立管，因此各层散热器的平均温度近似地可认为相同，可以减轻垂直失调。散热器采用蛇形管或辐射板式结构。由于单管立管的阻力较小，容易引起水平失调，可以在下降立管上设置节流孔板来增大阻力，或者采用同程式系统来消除水平失调现象。双线式采暖系统不能解决下部散热器超压的问题。

单、双管混合系统，在垂直方向上分为若干组，每组为若干层，每组为双管系统，而各组之间采用单管连接。

这种系统避免了因楼层高单纯采用双管系统所造成的严重垂直失调现象；而且支管管径都比单管系统中的支管管径小很多；由于局部系统都是双管系统，可在支管上装设调节阀门来调节散热器的流量。

单、双管混合系统对单、双管系统的特点兼而有之，是应用较多的一种热水采暖方式。

蒸汽采暖系统：

1. 同样的热负荷，蒸汽供热时所需要的蒸汽流量比热水供热时所需热水流量少得多。

2. 蒸汽在散热设备中定压凝结放热，散热设备的热媒平均温度为该压力下的饱和温度。

3. 蒸汽和凝水在系统内循环流动时，其状态参数变化较大，且伴随相态变化。

4. 蒸汽管道中的流速，通常采用比热水高得多的速度，可大大减轻前后加热滞后(失调)的现象。

5. 在高层建筑供暖时，热惰性小，供汽热得快、停汽冷得快，对间歇供热适用。

6. 蒸汽热媒参数适用范围广。

按供汽压力大小，将蒸汽供暖系统分为三类： 

高压蒸汽供暖   Pb＞70kPa

低压蒸汽供暖   0＜Pb≤70kPa

真空蒸汽供暖   Pb＜0

按蒸汽干管布置：上供式，中供式、下供式

按立管布置特点：单管式、双管式

按回水动力不同：重力回水、机械回水

热风采暖系统：

一、热风采暖系统原理

以空气作为热媒，首先将空气加热，然后将高于室温的热空气送入室内，与室内空气进行混合换热，达到加热房间、维持室内气温达到采暖使用要求的目的。在这种系统中，空气可以通过热水、蒸汽或高温烟气来加热。

二、热风采暖系统特点

热惰性小、升温快、室内温度分布均匀、温度梯度较小、设备简单和投资较小。

三、热风采暖系统分类

根据送风方式的不同，热风采暖有集中送风、风道送风及暖风机送风等几种基本形式。

根据空气来源不同，可分为直流式(即空气为新鲜空气，全部来自室外)、再循环式(即空气为回风，全部来自室内)和混合式(即空气由室内部分回风和室外部分新风组成)等采暖系统。

辐射采暖：

一、辐射采暖原理

通过利用建筑物内的屋顶面、地面、墙面或其它表面的辐射散热器设备散出的热量来达到房间或局部工作点采暖要求的目的。

二、辐射采暖的特点

1) 热效应方面：主要以辐射来传播热量，但同时也伴随着对流。

2) 舒适性方面：脚暖头凉。

3) 能源消耗方面：一般情况下，总的耗热量可减少5%~20%。

4) 在使用方面：减少建筑面积占用。

三、辐射采暖分类

低温辐射采暖系统-辐射板面温度低于80℃

中温辐射采暖系统-辐射板面温度为80℃~200℃

高温辐射采暖系统-辐射板面温度高于500℃

四、辐射采暖缺点

1. 需要较多的散热板数量，而使它的初投资值较大，一般比对流采暖初投资高出约15%~20%；

2. 埋管与建筑结构结合在一起，使结构变得更加复杂，施工难度增大，维护检查也不是很方便。

采暖系统热媒的选择：

采暖系统热媒的选择，应根据热媒的特性、卫生、经济、使用性质、地区采暖规划等条件来确定。

采暖系统的管路布置和敷设：

根据建筑物的具体条件（建筑平面的外形、结构尺寸等）、与外网连接的形式、运行情况等因素合理布置。

力求布置合理、节省管材，便于调节和排除空气，并要求各并联环路的阻力损失易于平衡。

热源：

锅炉的分类：

按照用途划分：

动力锅炉：用于动力、发电方面的锅炉；

供热锅炉：(工业锅炉) 用于工业和采暖方面的锅炉。

基本特性参数：

蒸发量：蒸汽锅炉每小时的蒸发量，以符号D来表示，单位为t/h。

产热量：热水锅炉单位时间产生的热量，以符号Q表示，单位为kJ/h或kW。

蒸汽(或热水)参数：锅炉出口处蒸汽或热水的压力和温度。单位为MPa和℃。

受热面蒸发率(或发热率)：每平方米受热面每小时所产生的蒸发量(或热量)，单位为kg/(m ² ·h)或MW/m ² 。

锅炉效率：锅炉产生蒸汽或热水的热量与燃料在锅炉内完全燃烧时放出的全部热量的比值，通常用符号η表示，单位为%。

锅炉的金属耗率：锅炉每吨蒸发量所耗用的金属材料的质量(t/t)。

锅炉的耗电率：产生一吨蒸汽耗电度数(kW/t)。

锅炉房设备及系统：

锅炉房设备及系统：

汽锅的基本构造包括锅筒(又称汽包)、管束、水冷壁、集箱和下降管等组成的一个封闭汽水系统。

炉子是燃料燃烧的设备场所。炉子包括煤斗、炉排、炉膛、除渣板、送风装置等组成的燃烧设备。

锅炉附加受热面：蒸汽过热器；省煤器和空气预热器。

燃料燃烧系统：

燃煤锅炉：煤厂、灰渣场地、专门的运煤除灰设备、煤粉碎、筛选设备。

燃油燃气：燃油锅炉的燃油供给系统由贮油器、输油管道、油泵和室内油箱组成。燃气锅炉的燃气由单独设置的气体调压站，经输气管道送至燃气锅炉。

汽水系统：

汽水系统包括锅炉给水、蒸汽的引出和锅炉排污。蒸汽系统包括主、副汽管及其相应的设备、附件；给水系统有水处理设备、水箱、水泵及给水管道和附件等；排污系统包括排污减温池或扩容器、排污管等。

通风除尘系统：

送风系统是为了把室外空气通过风机、风道送入炉膛，提供燃烧过程所必需的空气量。

排风系统是为了排出锅炉中的烟气。

烟气在排入烟囱、进入大气之前，须经过除尘器处理，以减少烟尘的排放量，使排入大气中的有害物质的浓度符合现行国家有关标准。

仪表控制系统：

仪表设置系统包括流量计、压力表、温度计、水位指示器、安全阀、风压计、电控或自控器材等。其中压力表、安全阀、水位指示器是保证锅炉安全运行的基本附件，合称为锅炉的三大安全附件。

运煤和除灰渣系统：

锅炉房的运煤系统是指把煤从锅炉房煤场运到炉前煤斗的输送系统。

目前常用的除灰渣办法有人工除灰渣、机械除灰渣和水力除灰渣三种。

锅炉房的位置确定与锅炉房对建筑设计要求：

影响锅炉房位置的因素：

应靠近热负荷比较集中的地区。

锅炉房地面标高应至少高出洪水位500mm以上，蒸汽锅炉房宜位于供热区标高较低的位置，利于回收凝结水。

利于燃料储运和灰渣的排除。

为减少烟、灰、煤对周围环境的污染，锅炉房应位于主导风向的下风向。

锅炉房的位置应符合卫生标准，防火间距及安全规程中的有关规定。

锅炉房的发展端和煤场、油库、灰场均应考虑扩建的可能性

便于给水、排水和供电，且有较好的地质条件。

散热器：

散热器：安装在房间内的一种放热设备，也是我国目前大量使用的一种散热设备。

种类：按其制造材质的主要分为铸铁和钢铸两种；按其结构形状可分为管型、翼型、柱型、平板型和串片式等。

膨胀水箱：

作用：

贮存系统加热后的膨胀水量；在重力循环上供下回式系统中，起排气作用；恒定系统的压力。

组成：膨胀管、循环管、溢流管、排水管、信号管。

膨胀管连接点：自然循环：锅炉出口；机械循环：锅炉入口处。

循环管距离膨胀管接点1.5～3m。

排气设备：

自动排气阀依靠水对浮体的浮力，通过杠杆机构传动，使排气孔自动关闭，实现自动阻水排气的功能。

集气罐：

疏水器：

作用：自动阻止蒸汽逸漏且迅速排出用热设备及其管道中的凝水，同时还能排除系统中积留的空气和其他不凝性气体。

设置：散热器回水管支管或系统的凝水管上。

类型：机械型疏水器、热动力型疏水器和热静力型疏水器。

疏水器很容易被系统管道中的杂质堵塞，因此在疏水器前应有过滤措施。

除污器：

除污器是阻留系统热网水中的污物以防它们造成系统室内管路的阻塞的设备，除污器一般为圆形钢质筒体。其接管直径可取与干管相同的直径。

安装：采暖系统的入口调压装置前，或锅炉房循环水泵的吸入口和换热器前面；其他小孔口也应该设除污器或过滤器。

散热器控制阀：

散热器控制阀安装在散热器入口管上，根据室温和给定温度之差自动调节热媒流量的大小来自动控制散热器散热量的设备。主要应用于双管系统中，单管跨越系统中也可使用。这种设备具有恒定室温，节约系统能源的功能。

本文来源于互联网，暖通南社整理编辑于2020年10月7日。