室內熱水供暖系統

以熱水作為熱媒的供暖系統，稱為熱水供暖系統。民用建築應以熱水為熱媒，熱水為熱媒具有衛生條件好、節約能耗的特點。室內熱水供暖系統按系統循環動力的不同，可分為重力(自然)循環系統和機械循環系統。按管道布置方式的不同，可分為垂直式系統和水平式系統。

基本介紹

• 中文名：分戶供暖的入戶裝置
• 外文名：Indoor hot water heating system
• 分類依據：循環動力等
• 熱水熱媒特點：衛生條件好、節約能耗
• 性質：科學

重力循環熱水供暖系統

重力循環供暖系統(見圖1)是利用供水與回水的密度差而進行循環的。它不需要任何外界動力，只要鍋爐生火，系統便開始運行，所以又稱自然循環供暖系統。系統中熱水靠供、回水密度差循環，水在鍋爐2中受熱，溫度升高到t_g，體積膨脹，密度減少到P_g，加上來自回水管4冷水的驅動，使水沿供水管3上升流到散熱器1中。在散熱器中熱水將熱量散發給房間，水溫降低到t_h，密度變大到P_h，沿回水管4回到鍋爐重新加熱，這樣周而復始地循環，不斷把熱量從熱源送到房間。膨脹水箱5的作用是吸納系統水溫升高時熱脹而多出的水量，補充系統水溫降低和泄漏時短缺的水量，穩定系統的壓力和排除水在加熱過程中所釋放出來的空氣。為了順利排除空氣，水平供水乾管必須有向膨脹水箱方向上升的流向，因為重力循環系統中水流速度較小，可以採用汽水逆向流動，使空氣從管道高點所連膨脹水箱中排除。

圖1 重力循環供暖系統

重力循環熱水供暖系統的主要形式

重力循環熱水供暖系統主要分雙管和單管兩種形式。圖2(a)所示為雙管上供下回式系統，圖2(b)所示為單管上供下回順流式系統。圖2中，1-總立管；2-供水乾管；3-供水立管；4-散熱器供水支管；5-散熱器回水支管；6-回水立管；7-回水乾管；8-膨脹水箱連線管；9-充水管(接上水管)；10-泄水管(接下水道)；11-止回閥。

圖2 重力循環熱水供暖系統

上供下回式重力循環熱水供暖系統管道布置的一個主要特點，是系統的供水乾管必須有向膨脹水箱方向上升的流向。其反向的坡度為0.5%～1.0%；散熱器支管的坡度一般取1.0%。這是為了使系統內的空氣能順利地排除，因系統中若積存空氣，就會形成氣塞，影響水的正常循環。在重力循環系統中，水的流速較低，水平乾管中流速小於0.2m/s。在乾管中空氣氣泡的浮升速度為0.1～0.2m/s，而在立管中約為0.25m/s。因此，在上供下回重力循環熱水供暖系統充水和運行時，空氣能逆著水流方向，經過供水乾管聚集到系統的最高處，通過膨脹水箱排除。

為使系統順利排除空氣和在系統停止運行或檢修時能通過回水乾管順利地排水，回水乾管應有向鍋爐方向的向下坡度。

機械循環熱水供暖系統

機械循環熱水供暖系統設定了循環水泵，為水循環提供動力。這雖然增加了運行管理費用和電耗，但系統循環作用壓力大，管徑較小，系統的作用半徑會顯然提高。圖3所示為機械循環上供下回式熱水供暖系統，系統中設定了循環水泵、膨脹水箱、集氣罐和散熱器等設備。機械循環系統與自然循環系統的主要區別如下：

(1)循環動力不同。機械循環系統靠水泵提供動力，強制水在系統中循環流動。循環水泵一般設在鍋爐入口前的回水乾管上，該處水溫最低，可避免水泵出現氣蝕現象。

(2)膨脹水箱的連線點和作用不同。機械循環系統膨脹水箱設定在系統的最高處，水箱下部接出的膨脹管連線在循環水泵入口前的回水乾管上。其作用除了容納水受熱膨脹而增加的體積外，還能恆定水泵入口壓力，保證供暖系統壓力穩定。

(3)排氣方式不同。機械循環系統中水流速度較大，一般都超過水中分離出的空氣泡的浮升速度，易將空氣泡帶入立管引起氣塞。所以機械循環上供下回式系統水平敷設的供水乾管應沿水流設上升坡度，坡度值不小於0.002，一般為0.003。在供水乾管末端最高點處設定集氣罐，以便空氣能順利地和水流同方向流動，集中到集氣罐處排空氣。回水乾管也應採用沿水流方向下降的坡度，坡度值不小於0.002，一般為0.003，以便於集中泄水。

垂直式系統

垂直式系統按供、回水乾管布置位置不同，有下列幾種形式：

(1)上供下回式雙管和單管熱水供暖系統；

(2)下供下回式雙管熱水供暖系統；

(3)中供式熱水供暖系統；

(4)下供上回式(倒流式)熱水供暖系統；

(5)混合式熱水供暖系統。

水平式系統

水平式系統按供水管與散熱器的連線方式同樣可分為順流式(見圖3(1-冷風閥；2-空氣管))和跨越式(見圖4(1-冷風閥；2-空氣管))兩類。這些連線圖式，在機械循環系統和重力循環系統中都可套用。

圖3 單管水平順流式

圖4 單管水平跨越式

水平式系統的排氣方式要比垂直式上供下回系統複雜些。它需要在散熱器上設定冷風閥分散排氣，或在同一層散熱器上部串聯一根空氣管集中排氣。對較小的系統，可用分散排氣方式。對散熱器較多的系統，宜用集中排氣方式。

水平式系統與垂直式系統相比，具有如下優點：

(1)系統的總造價一般要比垂直式系統低；

(2)管路簡單，無穿過各層樓板的立管，施工方便；

(3)有可能利用最高層的輔助空間(如樓梯間、廁所等)架設膨脹水箱，不必在頂棚上專設安裝膨脹水箱的房間。這樣不僅降低了建築造價，還不影響建築物外形美觀。

因此，水平式系統也是在國內套用較多的一種形式。此外，對一些各層有不同使用功能或不同溫度要求的建築物，採用水平式系統更便於分層管理和調節。但單管水平式系統串聯散熱器很多時，運行時易出現水平失調，即前端過熱而末端過冷現象。

室內熱水供暖系統的管路布置

室內熱水供暖系統管路布置合理與否，直接影響到系統造價和使用效果。應根據建築物的具體條件(如建築平面的外形、結構尺寸等)、與外網連線的形式以及運行情況等因素來選擇合理的布置方案，力求系統管道走向布置合理，節省管材，便於調節和排除空氣，而且要求各並聯環路的阻力損失易於平衡。

供暖系統的引入口宜設定在建築物熱負荷對稱分配的位置，一般宜在建築物中部。這樣可以縮短系統的作用半徑。在民用建築和生產廠房輔助性建築中，系統總立管在房間內的布置不應影響人們的生活和工作。

在布置供、回水乾管時，首先應確定供、回水乾管的走向。系統應合理地分成若干支路，而且儘量使各支路的阻力損失易於平衡。圖5(1-供水總立管；2-供水乾管；3-回水乾管；4-立管；5-供水進口管；6-回水出口管)所示為兩個常見的供、回水乾管的走向布置方式。圖5(a)所示為有四個分支環路的異程式系統布置方式。它的特點是系統南北分環，容易調節；各環的供、回水乾管管徑較小，但如果各環的作用半徑過大，容易出現水平失調。圖5(b)所示為兩個分支環路的同程式系統布置形式。一般宜將供水乾管的始端放置在朝北向一側，而末端設在朝南向一側。當然，還可以採用其他的管路布置方式，應視建築物的具體情況靈活確定。在各分支環路上，應設定關閉和調節裝置。

圖5 常見的供、回水乾管走向布置方式

室內熱水供暖系統的管路應明裝，有特殊要求時，方可採用暗裝。儘可能將立管設定在房間的角落。尤其在兩外牆的交接處。在每根立管的上、下端應裝閥門，以便檢修放水。對於立管很少的系統，也可僅在分環供、回水乾管上安裝閥門。

對於上供下回式系統，供水乾管多設在頂層頂棚下。頂棚的過梁底標高距窗戶頂部之間的距離應滿足供水乾管的坡度和設定集氣罐所需的高度。回水乾管可敷設在地面上，地面上不容許敷設(如過門時)或淨空高度不夠時，回水乾管設定在半通行地溝或不通行地溝內。地溝上每隔一定距離應設活動蓋板，過門地溝也應設活動蓋板，以便於檢修。

為了有效地排除系統內的空氣，所有水平供水乾管應具有不小於0.002的坡度(坡向根據重力循環或機械循環而定，如前所述)。如因條件限制，機械循環系統的熱水管道可無坡度敷設，但管中的水流速度不得小於0.25m/s。

室內熱水供暖系統分類

(1)按系統循環動力的不同，可分為重力(自然)循環系統和機械循環系統。靠水的密度差進行循環的系統，稱為重力循環系統；靠機械(水泵)力進行循環的系統，稱為機械循環系統。

(2)按供、回水方式的不同，可分為單管系統和雙管系統。熱水經供水立管或水平供水管順序流過多組散熱器，並順序地在各散熱器中冷卻的系統，稱為單管系統。熱水經供水立管或水平供水管平行地分配給多組散熱器，冷卻後的回水自每個散熱器直接沿回水立管或水平回水管流回熱源的系統，稱為雙管系統。

(3)按管道布置方式的不同，可分為垂直式系統和水平式系統。垂直式供暖系統是指不同樓層的各散熱器用垂直立管連線的系統；水平式供暖系統是指同一樓層的散熱器用水平管線連線的系統。

(4)按熱媒溫度的不同，可分為低溫水系統和高溫水系統。各個國家對於高溫水和低溫水的界限，都有自己的規定，並不統一。