机械循环热水供暖系统

1、系统特点
机械循环热水供暖系统的特点是系统中设有循环水泵,使系统中的热媒进行强制循环。由于水灾管道内的流速的,所以它与重力循环系统相比,具有管径小、升温快的特点。但因系统中增加了循环水泵,因而需要增加维修工作量,而且也增加了运行费用。[1]

2、系统形式

(1)双管上供下回式系统

图1为双管上供下回式系统的示意图。其系统形式与重力循环系统基本相同。除了膨胀水箱的连接位置不同外,只是增加了循环水泵和排气设备。

双管上供下回式系统

图1 双管上供下回式系统

(2)双管下供下回式系统

图2是双管下供下回式系统的示意图。该系统与双管上供下回式系统的不同点在于:

1) 供、回水干管均敷设在不供暖的地下室平顶下或地沟内;

2) 系统中的空气通过最上层散热器上部的放气阀排除。

双管下供下回式系统
图2 双管下供下回式系统

(3)双管中供式系统

图3为双管中供式系统的示意图,这种系统的优点是:

1) 避免了上供下回式系统明管敷设供水干管时挡窗上部现象的发生。

2) 缓和了上供下回式系统的垂直失调现象。

双管中供式系统

图3 双管中供式系统

(4)单管上供下回式系统

图4为单管上供下回式系统的示意图。图中总立管的左侧部分为单管跨越式,右侧为单管串联式(单管顺序式)。

单管上供下回式系统

图4 单管上供下回式系统

(5)单管水平式系统

单管水平式系统按供水管与散热器连接方式的不同,可分为上串联式和下串联式(见图5),以及跨越式(也称并联式,见图6)。上串联式和上并联式月下串联式和下并联式比较,节约了散热器上的放空气阀,并实现了连续排气;而带空气管的水平串联式系统,不仅增加了管材和安装工程量,还不能单独调节散热器需热量,故此种配管方式并不可取。

单管水平串联式系统

图5 单管水平串联式系统

单管水平跨越式系统

图6 单管水平跨越式系统

(6)双管下供上回式系统

图7是双管下供上回式系统示意图,这种系统的优点是:

1)水的流向是自下而上的,与系统内空气的流向一致,因而空气排除比较容易;

2)由于回水干管在顶层,故无效热损失小;

3)用于高温水系统时,由于温度低的回水干管在顶层,温度高的供水干管在底层,故可降低膨胀水箱的标高,也有利于系统中空气的排除。

该系统的缺点是散热器传热系数要比上供下回式低。散热器的平均水温几乎等于甚至有时还低于出口水温,这无形中就增加了散热器的面积。但当用于高温水供暖时,这一特点却有利于满足散热器表面温度不致过高的卫生要求。为此,这种形式适合应用于高温水供暖系统。

双管下供上回式系统

图7 双管下供上回式系统

(7)混合式系统

图8是下供上回式(倒流式)与上供下回式连接的混合式系统的示意图。来自外网的高温水自下而上流入1~2号立管的散热器,然后再引到系统的后面部分(立管3~4)。

其中1~2立管直接利用高温水为热媒。但为了使这部分散热器的表面温度不致过高,采用了单管跨越式系统。同时,为了解决系统的压力平衡,在立管下部,设置有节流孔板。

混合式系统

图8 混合式系统

3、设计注意事项[2]

(1)机械循环系统作用半径大,适应面广,配管方式多,系统选择应根据卫生要求和建筑形式等具体情况进行综合技术经济比较后确定。

(2)系统较大时,宜采用同程式,以便于压力平衡,参见图9。

(3)由于机械循环系统水流速度大,易将空气泡带入立管造成局部散热器不热,故水平敷设的供水干管必须保持与水流方向相反的坡度,以便空气能顺利地和水流同方向集中排除。

(4)因管道内水的冷却而产生的作用压力,一般可不予考虑;但散热器内水的冷却而产生的作用压力却不容忽视。一般应按下述情况考虑:

1)双管系统。由于立管本身连接的各层散热器均为并联循环环路,故必须考虑各层不同的重力作用压力,以避免水力的竖向失调。重力循环的作用压力可按设计水温条件下最大压力的2/3计算。

2)单管系统。若建筑物各部分层数不同,则立管所产生的重力循环作用压力亦不相同,故该值也应按最大值的2/3计算;当建筑物各部分层数相同,且各立管的热负荷相近似时,重力循环作用压力可不予考虑。

(5)单管水平串联系统中,设计时应考虑水平管道热胀补偿的措施。此外,串联环路的大小一般以串联管管径不大于DN32为原则。

(6)考虑供暖节能、调节室温和系统压力平衡,对机械循环热水系统应采取如下措施:

1)系统管路宜按南北分环供热原则进行布置,并分别设置室温调控装置;

2)对单管系统除不要求调节室温外,应加跨越管和恒温控制阀;

3)在供水或回水分支管路上,应根据水力平衡要求设置水力平衡装置,必要时在每个分支入口处,应设置热量计量装置。

 

参考资料:
[1] 贺平, 孙刚. 供热工程[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2003.6.
[2] 全国勘察设计注册工程师公用设备专业管理委员会秘书处. 全国勘察设计注册公用设备工程师暖通空调专业考试复习教材(第三版)[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012.

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