高層建築熱水供暖系統

隨著城市的建設發展，高層建築日益增多。設計高層建築供暖系統時，計算冷風滲透耗熱量需考慮高層建築的特點。另外進行管路的布置時，還應考慮到高層建築供暖系統的水靜壓力較大以及層數較多，垂直失調問題會更嚴重，需要合理地確定管路系統的形式。

基本介紹

• 中文名：高層建築熱水供暖系統
• 外文名：Hot water heating system for high-rise buildings
• 組成：三個
• 特點：水靜壓力較大以及層數較多等
• 性質：科學

豎向分區式

高層建築熱水供暖系統在垂直方向上分成兩個或兩個以上的獨立系統，稱為豎向分區式供暖系統，如圖1～圖4所示。豎向分區式供暖系統的低區通常直接與室外熱網相連線，應考慮室外管網的壓力和散熱器的承壓能力，決定其層數的多少。高區與外網的連線形式主要有以下幾種。

設熱交換器的分區式系統

圖1中的高區水與外網水通過熱交換器進行熱量交換，熱交換器作為高區熱源，高區又設有水泵、膨脹水箱，使之成為一個與室外管網壓力隔絕的、獨立的完整系統。該方式是高層建築供暖系統常用的一種形式，比較適用於外網水是高溫水的供暖系統。

圖1 設熱交換器的分區式熱水供暖系統

設雙水箱的分區式系統

圖2(1-加壓水泵；2-回水箱；3-進水箱；4-進水箱溢流管；5-信號管；6-回水箱溢流管)為雙水箱分區式熱水供暖系統。該系統將外網水直接引入高區，當外網壓力低於該高層建築的靜水壓力時，可在供水管上設加壓水泵，使水進入高區上部的進水箱。高區的回水箱設非滿管流動的溢流管與外網回水管相連，利用進水箱與回水箱之間的水位差克服高區阻力，使水在高區內自然循環流動。

圖2 雙水箱的分區式熱水供暖系統

該系統利用進、回水箱，使高區壓力與外網壓力隔絕，簡化了入口設備，降低了系統造價和運行管理費用。但由於水箱是開式的，易使空氣進入系統，會加劇管道和設備的腐蝕。

設閥前壓力調節器的分區式系統

圖3(1-加壓水泵；2-止回閥：3-閥前壓力調節器)所示為設閥前壓力調節器的分區式熱水供暖系統，該系統高區水與外網水直接連線。

圖3 設閥前壓力調節器的分區式熱水供暖系統

在高區供水管上設加壓水泵，水泵出口處設有止回閥，高區回水管上安裝閥前壓力調節器。系統正常工作時，閥前壓力調節器的閥孔開啟，高區水與外網直接連線，高區正常供暖；系統停止工作時，閥前壓力調節器的閥孔關閉，與安裝在供水管上的止回閥一起將高區水與外網水隔斷，避免高區水倒空。

高區採用這種直接連線的形式後，高、低區水溫相同，在高層建築的低溫水供暖用戶中可以取得較好的供暖效果，且便於運行調節。

設斷流器和阻旋器的分區式系統

圖4所示為設斷流器和阻旋器的分區式熱水供暖系統，該系統高區水與外網水直接連線。在高區供水管上設加壓水泵，以保證高區系統所需壓力，在水泵出口處設有止回閥。高區採用倒流式系統形式，有利於排除系統內的空氣；供水總立管短，無效熱損失小；可減少高層建築供暖系統上熱下冷的垂直失調問題。

圖4 設斷流器和阻旋器的分區式熱水供暖系統

該系統斷流器安裝在回水管路的最高點處。阻旋器串聯設定在回水管路中，設定高度應為室外管網靜水壓線的高度。阻旋器必須垂直安裝。系統運行時，高區回水流入斷流器內，使水高速旋轉，流速增加，壓力降低，此時斷流器可起減壓作用。回水下落到阻旋器處，水流停止旋轉，流速恢復正常，使該點壓力維持室外管網的靜水壓力，以使阻旋器之後的回水壓力能夠與低區系統壓力平衡。

斷流器引出連通管與立管一道引至阻旋器，斷流器流出的高速旋轉水流到阻旋器處停止旋轉，流速降低會產生大量空氣，空氣可通過連通管上升至斷流器處，通過斷流器上部的自動排氣閥排空氣。

高區水泵與外網循環水泵靠計算機自動控制，同時啟閉。當外部管網停止運行後，高區壓力降低，流入斷流器的水流量會逐漸減少，斷流器處將斷流。同時，高區水泵出口處的止回閥可避免高區水從供水管倒流入外網系統，避免高區出現倒空現象。該方式適用於不能設定熱交換器和雙水箱的高層建築低溫水供暖用戶，高、低區熱媒溫度相同，系統壓力調控自如，運行平衡可靠，便於運行管理，有利於管網的平衡。該系統中的斷流器和阻旋器須設在管道井及輔助房間(電梯間、水箱間、樓梯間、走廊等)內，以防噪聲。

雙管式

高層建築的雙管式供暖系統有垂直雙線單管式系統，見圖5(1-供水乾管；2-回水乾管；3-雙線立管；4-散熱器或加熱盤管；5-截止閥；6-排水閥；7-節流孔板；8-調節閥)和水平雙線單管式系統,見圖6(1-供水乾管；2-回水乾管；3-雙線水平管；4-散熱器；5-截止閥；6-節流孔板；7-調節閥)兩種形式。

圖5 垂直雙線單管式供暖系統

圖6 水平雙線單管式供暖系統

雙線式單管系統是由垂直或水平的“n”形單管連線而成的。散熱設備通常採用承壓能力較高的蛇形管或輻射板(單塊或砌入牆內形成壁體式結構)。

垂直雙線式系統

散熱器立管由上升立管和下降立管組成，各層散熱器的熱媒平均溫度近似相同，這有利於避免垂直方向的熱力失調。但由於各立管阻力較小，易引起水平方向的熱力失調，可考慮在每根回水立管末端設定節流孔板，以增大立管阻力，或採用同程式系統減輕水平失調現象。

水平雙線式系統

水平方向的各組散熱器內熱媒平均溫度近似相同，可避免水平失調問題，但容易出現垂直失調現象，可在每層供水管線上設定調節閥進行分層流量調節，或在每層的水平分支管線上設定節流孔板，增加各水平環路的阻力損失，減少垂直失調問題。

單雙管混合式

如圖7所示，在高層建築供暖系統中，將散熱器沿垂直方向分成若干組，每組有2～3層，各組內散熱器採用雙管連線，組與組之間採用單管連線，這就組成了高層建築的單、雙管混合式供暖系統。

圖7 單、雙管混合式供暖系統

這種系統既能避免雙管系統在樓層數過多時產生的垂直失調問題，又能避免單管順流式散熱器支管管徑過大的缺點，而且能進行散熱器的個體調節。該系統垂直方向串聯散熱器的組數取決於底層散熱的承壓能力。