第七讲 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第七讲 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。适用：民用建筑，生产厂房及辅助建筑。特点：系统简单，卫生，安全，蓄热能力好第七讲 自然循环热水采暖系统热 水 供 暖 系 统 分 类重力(自然)循环系统 1按系统循环动力机械循环系统。单管系统 2按供、回水方式双管系统垂直式系统 3按系统管道敷设方式水平式系统低温水供暖系统 4按热媒温度高温水供暖系统第七讲 自然循环热水采暖系统系统组成： 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 一、自然循环热水采暖系统的工作原理第七讲 自然循环热水采暖系统工作原理： 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。 一、自然循环热水采暖系统的工作原理第七讲 自然循环热水采暖系统循环作用压力： 不考虑管道散热。 P左=g(hh0+gh+gh1) P右=g(hh0+hh+gh1) P =P右-P左 =g(hh-gh)=gh (h-g) 循环作用压力P取决于水温（密 度）变化，加热中心和冷却中 心的高度差。 起循环作用的只有散热器中心和锅 炉中心之间这段高度内的水柱 密度差。一、自然循环热水采暖系统的工作原理第七讲 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 。 系统特点装置简单，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。第七讲 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 双管单管第七讲 自然循环热水采暖系统上供下回式系统一个主要特点：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。 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。 回水干管应向锅炉方向有 向下的坡度。 双管单管第七讲 自然循环热水采暖系统膨胀水箱的作用 容纳膨胀体积 排气 定压第七讲 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两个并联环路和两个冷却中 心。作用压力分别为： P1 =gh1 (h-g) P2 =g(h1+h2) (h-g)=gh1(h-g)+gh2(h-g)= P1 +gh2(h-g)P2 P1 通过上层散热器环路的作用压力 比通过底层散热器的大 第七讲 自然循环热水采暖系统在双管系统中，由于各层散热器 与锅炉的高差不同，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，必然要出现上热下冷的现象。 第七讲 自然循环热水采暖系统系统垂直失调l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 冷热不匀的现象，通常称作系统垂直失调。l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；而且楼层数越多 ，上下层的作用压力差值越大垂直失调就 会越严重。第七讲 自然循环热水采暖系统上供下回单管式系统中，散热器 S2和S1串联。引起重力循环作用 压力的高差是（h1+h2)m，冷却后 水的密度分别为 ， ，其循环 作用压力值为四、自然循环单管系统作用压力的计算 第七讲 自然循环热水采暖系统若循环环路中有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： 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 。第七讲 自然循环热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 （在散热器一章）。 ，第七讲 自然循环热水采暖系统第七讲 自然循环热水采暖系统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 ，不是如双管系统那样，由于各层作用压力不 同造成的而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。第七讲 自然循环热水采暖系统自然循环设计计算注意事项l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。 l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。 l总的重力循环作用压力，可用下式表示：