2018/10/10
第八讲
自然循环热水采暖系统
自然循环压力损失
在讨论重力循环系统作用压力时，并没有考虑水在管 路中沿途冷却的因素，假设水温只在加热中心和冷却中 心发生变化。 在设计计算中，只考虑水在散热器内冷却时所产生的 作用压力，然后再根据不同情况，增加一个考虑水在循 环管路中冷却的附加作用压力。 总的重力循环作用压力，可用下式表示：
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第八讲
自然循环热水采暖系统
i=0.5%～1%
膨胀水箱的作用
8
2
♥
容纳膨胀体积
5 1 3
4
♥
♥
排气
6 7
定压
i=0.5%～1%
i=0.5%～1%
11 (a) 10
9 (b)
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第八讲
自然循环热水采暖系统
三、自然循环双管系统作用压力的计算
aS1b环路作用压力为：
P 1 gh 1 ( h g )
5
一、自然循环热水采暖系统的工作原理
系统组成
• 放热中心1 (散热器) • 加热中心2 (锅炉) • 供水管3 • 回水管4 • 膨胀水箱5
h1
1
ρg
3 4
h
ρh
2 A P左 A
h0
P右
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第八讲
自然循环热水采暖系统
一、自然循环热水采暖系统的工作原理
工作原理
系统工作前先充满冷 水，当水在锅炉内被 加热后，密度减小， 同时受着从散热器流 回来密度较大的回水 的驱动，使热水沿供 水干管上升，流人散 热器。在散热器内水 被冷却，再沿回水干 管流回锅炉。
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第八讲
循环作用压力
自然循环热水采暖系统
一、自然循环热水采暖系统的工作原理
P 1 g ( h0 h h h h1 g ) P2 g (h0 h h g h1 g ) P P 1 P 2 gh ( h g )
循环作用压力ΔP取决于 热水密度差和加热中心与 冷却中心的高度差。
现上热下冷的现象。 在供暖建筑物内，同一竖向的各层房间的室温不符 合设计要求的温度，而出现上下层冷热不均的现象，称 为系统垂直失调。 双管系统的垂直失调，是由于通过各层的循环作用 压力不同而出现的；楼层数越多，上下层的作用压力差 值越大．垂直失调就会越严重。
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第八讲
自然循环热水采暖系统
aS2b环路作用压力为：
P2 g (h1 h2 )( h g )
环路间压力差为：
P2 P 1 gh2 ( h g )
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第八讲
自然循环热水采暖系统
双管系统垂直失调
在双管系统中，由于各层散热器与加热中心的高差 不同，虽然进入和流出各层散热器的供、回水温度相同 (不考虑管路沿途冷却的影响)，也将形成上层作用压力 大、下层作用压力小的现象。如选用不同管径仍不能使 各层阻力损失达到平衡，由于流量分配不均，必然要出
第八讲
自然循环热水采暖系统
本讲主要内容
♣ ♣ ♣
自然循环热水采暖系统的工作原理 自然循环热水采暖系统的主要型式 自然循环系统作用压力的计算
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第八讲
自然循环热水采暖系统
热水采暖系统
以热水作为热媒的采暖系统。从卫生条件和节能 等因素考虑，民用建筑应采用热水作为热媒；也可用 于生产厂房和辅助建筑中。
四、自然循环单管系统作用压力的计算
环路作用压力为：
P gh1 ( h g ) gh2 ( 2 g )
上式可改写为： H2
P gH（ gH （ 2 2 g） 1 h 2） H 2 h1 h2
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自然循环热水采暖系统
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第八讲
自然循环热水采暖系统
• 自然循环热水采暖系统是最早采用的一种热水供暖方式， 已有约200年的历史，至今仍在应用。
• 装置简单，运行时无噪音和不消耗电能。但由于其作用 压力小，管径大，作用范围受到限制。重力循环热水采 暖系统通常只能在单幢建筑物中应用，其作用半径不宜 超过50m。
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自然循环Байду номын сангаас水采暖系统
自然循环单管系统立管水温的计算
为了计算单管系统重力循环作用压力， 需要求出各个冷却中心之间管路中水的 密度，也就是首先要确定各散热器之间 管路的水温。
Q Q 0.86 Gi C (t g th ) (t g th ) G 0.86 (Q2 Q3 Qn ) i C (t g t2 ) (Q2 Q3 Qn ) t2 t g （t g th） Q
若循环环路中有N组串联的冷却中心(散热器)时， 其循环作用压力可用下面一个通式表示：
P gh （ gH （ i i g） i i i 1）
i 1 i 1
N
N
由作用压力计算公式可知，单管热水供暖系统的作 用压力与水温变化、加热中心到冷却中心的高度差以及 冷却中心的个数等因素有关 。
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自然循环热水采暖系统
二、自然循环热水采暖系统的主要型式 双管式 单管式 上供下回
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自然循环热水采暖系统
上供下回式系统特点
1）供水干管必须有向膨胀 水箱方向上升的流向。其 反向的坡度为0.5%~1％； 空气逆流经供水干管聚集 到系统的最高处，通过膨 胀水箱排除。 2）散热器支管的坡度一 般取1%。这是为了使系统 内的空气能顺利地排除， 因系统中若积存空气，就 会形成气塞，影响水的正 常循环。 3）回水干管应向锅炉方 向有向下的坡度。
特点：
系统简单，卫生，安全，蓄热能力好。
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自然循环热水采暖系统
自然循环系统
系统循环动力方式
机械循环系统
单管系统
热 水 供 暖 系 统
供、回水方式
双管系统 垂直式系统
系统管道敷设方式
水平式系统 低温水供暖系统 高温水供暖系统
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热水温度
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自然循环热水采暖系统
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自然循环热水采暖系统
单管系统垂直失调
在单管系统运行期间，当立管的供水温度或流量 不符合设计要求时，也会出现垂直失调现象。但在单 管系统中，影响垂直失调的原因和双管系统不同（由 于各层作用压力不同造成的）．是由于各层散热器的 传热系数K随各层散热器平均计算温度差的变化程度 不同而引起的。