重力循环热水供暖系统

1、工作原理

在热水供暖中,以不同温度的水的密度差为动力而进行循环的系统,成为重力循环系统,如图1所示。[1]

重力循环系统工作原理

图1 重力循环系统工作原理

如果假设系统内水温只在散热器和锅炉内发生变化,并假想图1中A-A断面处有一个阀门,该阀门若突然关闭,则断面A-A两侧将受到不同的水柱压力,其水柱压力差就是驱使系统内水流进行循环流动的作用压力。

2、系统形式

(1)单管上供下回式系统

单管上供下回式系统包括单管跨越式系统和单管串联式(亦称单管顺流式),如图2所示。

单管上供下回式系统

图2 单管上供下回式系统(左侧两路为单管跨越式,右侧两路为单管串联式)

(2)双管上供下回式系统

双管上供下回系统如图3所示。在双管系统中,由于各层散热器与锅炉的相对位置不同,所以相对高度由上向下逐层递减,尽管水温变化相同,但也将会形成上层作用压力大、下层作用压力小的现象,容易出现上热下冷的现象,即所谓的垂直失调。而且,楼层数越多,失调现象将越严重;为此,在多层建筑中,采用单管系统要比双管系统可靠得多。

双管上供下回式系统

图3 双管上供下回式系统

(3)单户式系统

单户式系统如图4所示。为了减少系统的压力损失,应尽量缩短配管长度,散热器可设置在内墙离地坪300~400mm处,以提高系统的循环动力。

单户式系统

图4 单户式系统

3、系统的优缺点和设计注意事项

(1)系统的优缺点

重力循环热水供暖系统首先具有热水供暖系统所固有的优点,其次,它还具有装置简单、操作方便、没有噪声以及不消耗电能等优点。它的主要缺点是升温慢、系统作用压力小、管径大和初投资高。

(2)设计注意事项

1)一般情况下,重力循环系统的作用半径不宜超过50m;

2)宜采用上供下回式,锅炉位置应尽可能降低,以增大系统的作用压力。如果锅炉中心与底层散热器中心的垂直距离较小时,宜采用单管上供下回式重力循环系统,而且最好是单管垂直串联系统。

3)重力循环的膨胀水箱应设置在系统供水总立管顶部(距供水干管顶标高300~500mm处)。供水干管和回水干管均应具有0.005~0.01的坡度,坡向宜与水流方向相同;连接散热器的支管,亦应根据支管的不同长度,具有0.01~0.02的坡度,以便使系统中的空气,能集中到膨胀水箱而排至大气。

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.

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