*1第五章 室外供热管网设计u第一节 室外供热管网系统 u第二节 室外供热管网的布置 u第三节 室外供热管网的敷设与构造 u第四节 室外供热管网的应力计算*2第一节 室外供热管网系统o 按热媒分为：热水供热系统、蒸汽供热系统 o 按热源分为：热电厂供热系统、区域锅炉房 供热系统 o 按供热管道分为：单管制、双管制和多管制 供热系统*3一、热水供热室外管网系统o （一）热水供热系统的型式 o 1按热媒流动形式 o 闭式系统热网循环水仅作为热媒，不取 出使用。 o 开式系统热网循环水全部取出使用。 o 半开式系统热网循环水部分取出使用。*4o 2按供热管道 o 单管制、双管制和多管制供热系统。 o 单管制开式系统 o 如图5-1(a)，只有一条供水管。 o 使用条件：供暖和空调等所需管网平均小时 水量=热水供应平均小时水量。 o Gp.k=Gp.r*5o 双管制闭式系统 o 如图5-1(b)，一条供水管和一条回水管。 o 供水量=回水量，是应用最广泛的一种系 统。*6o 双管制半闭式系统 o 如图5-1(c)。 o 一条供水管和一条回水管。 o 大部分回水返回热源，一小部分回水与高 温水混合后至热水供应用户。*7o 三管制闭式系统 o 如图5-1(d)。 o 两条供水管，一条回水管路。o 四管制闭式系统 o 如图5-1(e)。 o 将季节性用热户与常年性如用户分开，各有一 条供水管和一条回水管。*8（二）闭式热水供热系统o 我国目前最广泛采用的热水供热系统。 o 热水网路与热用户的连接方式： o 直接连接：热网的水力工况和供热工况与热 用户密切联系。二者热媒相同，温度也相同 。 o 间接连接：热网水力工况与热用户无关。二 者热媒和温度均不相同。*91间接连接o 如图5-2（a）。 o 特点： o 热网系统与供暖系统由换热器隔离。 造价高，消耗电能，运行管理费用增加。*102装设容积式换热器的连接方式o 如图5-2（b）。 o 特点： o 换热器具有换热和储存热水两种功能。 o 传热系数低，换热面积大。 o 清洗水垢方便。n 适用于工业企业和公用建筑的小型热水供应 系统。*113无混合装置的直接连接o 如图5-2（c）。 o 特点 o 连接方式简单，造价低。 o 设计要求 o 网路设计供水温度暖通规范规定的 散热器供暖系统最高热媒温度。 o 用户入口处的热网供、回水管的资用压 力供暖系统用户要求的压力损失，即 *124装水喷射器的直接连接o 如图5-2（d）。 o 特点：水喷射器无活动部件，构造简单，运行可 靠，网路系统的水力稳定性好。 o 设计要求 o 网路设计供水温度供暖系统用户要求的供水温 度时采用。 o 供回水管之间有足够的资用压力，能满足水喷射 器正常工作。 o 通常只用在单幢建筑物的供暖系统上，需分散管理 。*135装混合水泵的直接连接o 如图5-2（e）。 o 特点 o 可适当集中管理，但造价和运行费用 高。 o 调节混合水泵和热网供、回水管进出 口处的阀门开度，可调节进入用户的供水温 度和流量。*14o 设计要求 o 当供回水管之间的资用压力，不能满 足水喷射器正常工作时采用。 o 在热网供水管入口处应装设止回阀（ 以防止混合水泵扬程高于热网供、回水压差 时，将热网回水送入热网供水管内）。 o 在混合水泵出口装设止回装置（防止 水泵扬程低时，供水进入回水管）。*156通风空调热用户与热水网路的连接o 如图5-2（f）。 o 特点： o 空气加热设备承压能力高，对热媒 参数无严格限制。 o 连接方式简单。*16(三)闭式双级串联和混联连接的热水供热系统o 1双级串联的连接方式 o 图5-3(a)。 u通过水温调节器3控制阀门的开度，可达 到调节热水供应系统水温的目的。 u通过流量调节器4控制用户系统流量，达 到稳定供暖系统水力工况的目的。*172混联连接的方式o 图5-3(b)。 o 调节进入各热交换器的热网供水阀的开度，控 制进入各热交换器的网路水流量。 o 上述两种连接方式的特点： u 用热网回水预热上水，可减少网路循环水量。 u 用户系统与热水网路的水力工况隔离，便于管 理。 o 适用于城市大型热水供热系统。*18(五)开式热水供热系统o 1无储水箱的连接方式 o 图5-4(a)。 o 特点：连接方式简单。 o 设计要求： o 回水进水管上设止回阀。供水管上设水温调 节阀。 o 适用于小型住宅和公用建筑中。o用户的热水供应用水直接取自热水网路系统。*19o 如图5-4(b)。 o 特点：热水水温稳定。 o 设计要求： o 回水进水管上加止回阀。 o 供水管上设水温调节阀。 o 适用于浴室、洗衣房和用水量很大的工业厂房 中。o2.装设上部储水箱的连接方式*20o 3与上水混合的连接方式 o 图5-4(c)。 o 特点：可减少热网补水量；连接方式简单。 o 设计要求： o 要求供水管压力上水管压力，需在上水管上设止 回阀。 o 适用于热水供应用水量很大的场合。*21(六)设计方案的选择与比较u 在供热工程设计中，设计方案的确定是一项 重要的、且影响全局的工作，供热系统设计 方案涉及到：能源合理利用和运行管理；能 源、外网和热用户三个方面。 u 供热系统设计方案的确定：应根据现行国家 能源政策、有关规程规范，全面考虑热源、 热网和热用户三个方面，经过技术经济比较 综合分析后加以确定。*221设计方案比较u 以图5-5所示的两个小区供热方案为例，讨论A、B小区 供热方案，即热网加热器和热网循环水泵的组合配套问 题。u 在A、B小区域各有二级热网向热用户供热，有三个供热 方案。图图5-5供热热区域A、B示意图图 *23方案一：采用两套热网o 如图5-6所示，对A、B两个区域采用两套热网加热系统分 别供热。 o 优点：供热系统互不干扰，可采用不同的定压方式，不同 的定压点压力，不同的供、回水温度。图图5-6 供热热方案一 1热热网加热热器；2热热网循环环水泵泵缺点：初投资和运行费较高 ，占地面积大。 适用条件：A、B区地形高 度差较大，要求不同定压值 ，或热用户需要不同的供、 回水温度的情况。*24方案二：采用一套热网o 如图5-7所示，循环泵扬程按最远的B区选择，对距热源较 近的A区进行节流。 o 优点：系统最为简单。图图5-7 供热热方案二1热网加热器；2热网循环水泵 缺点：A区节流损失大，运行 不经济。特别是当A区的流量 明显大于B区时。 适用条件：A区的流量小于B 区，两区所需水泵扬程相差不 大，经经济分析证明合理。*25方案三：采用一套热网设中继站o 如图5-8所示。 o 优点：合理、节能。 o 适用条件：特别适合于A区 的流量明显大于B区流量， 和A、B两区之间距离L2较 大的情况。图5-8供热方案三1热网加热器；2热网循环泵；3中继泵L2L1*26o 上述三个方案是工程中常见的并有可能采用的 实际方案，具体评价哪个方案优哪个方案劣， 需要根据实际情况来比较。 o 可比较的因素有： o 技术因素：A区和B区的流量；两区到热源的距 离，地形高差等。 o 经济因素：初投资、运行费用。 o 最佳方案：首先是“在技术上是可行的，在经济 上是合理的”，从中选出最佳方案。*272网路系统的划分o 在工程设计中，首先是要在技术上可行，然后才 能进行经济比较。因此，系统划分是确定方案经 常遇到的问题。 o 以图5-5作为例，假定在热电厂内设置一套热网 加热器、一套热网循环泵，供热管道有两种不同 的布置方案。图图5-5供热热区域A、B示意图图 *28方案一：四管制o 在热源处设分水器、集水器 ，分别向A区和B区供热， 热源出口处共有四根管道， 如图5-9所示。 o 优点：可在热源处集中控制 A、B区的供热时间和调节 流量。 o 缺点：管道多。图图5-9 方案一及水压图压图 1热网加热器；2热网循环水泵 3分水器；4集水器*29方案二：两管制o 在热源处不设置分水器、 集水器，热源出口仅有供 回水两根管，如图5-10所 示。 o 优点：管道材料少。 o 缺点：调节控制不灵活。图图5-10 方案二及水压图压图 1热闷热闷 加热热器；2热热网循环环水泵泵*30两个方案的水压图也不同o 在方案一，距离热源较近的A区可在热源内部 的分水器、集水器的阀门上节流； o 在方案二，则在热网分支处(或在A区热力站入 口处)节流。图5-10 方案二及水压图 图图5-9 方案一及水压图压图*31二、蒸汽供热室外管网系统o 蒸汽供热系统，被广泛地应用于工业建筑 ，承担：生产工艺、热水供应、通风空调 和供暖热负荷。 o 根据热用户的要求，蒸汽供热系统可以分 为：单管制、双管制和多管制等。*32(一)系统形式按管道数可分为： u单管制 u双管制 u多管制 *331单管制蒸汽供热系统如图5-11(a)所示。只有一根供汽管，凝结水不 回收，用于热水供应及工艺用途或排入疏水系统。使用条件：一般用于用汽量不大的系统。(a)不回收凝结水的单管式系统*342双管制蒸汽供热系统o 如图5-11(b)所示。一根供汽管，一根回(凝)水 管。 o 使用条件：应用最广的系统。(b)回收凝结水的双管式系统*353多管制蒸汽供热系统u 如图5-11(c)所示。有两根或两根以上的供汽管， 一根或一根以上的回(凝)水管。 u 使用条件：常用于生产工艺要求有几种不同压力的 蒸汽的场合。(c)回收凝结水的三管式系统*36(二)与热用户的连接方式图图5-12 蒸汽供热热系统统示意图图 (a)生产产工艺热艺热 用户户与蒸汽网连连接图图；(b)蒸汽供暖用户户系统统与蒸汽网直 接连连接图图；(c)采用汽-水换热换热 器的连连接图图；(d)采用蒸汽喷喷射器的连连接 图图；(e)通风风系统统与蒸汽网路的连连接图图；(f)无储储水箱的热热水供应图应图*371与生产工艺热用户的连接方式o 如图5-12(a)所示为直接连接。外网蒸汽，经用户 减压阀减压后，供给工艺用热设备，凝结水经疏水 器、用户凝结水箱，由凝水泵送回外网凝水管。*382与蒸汽供暖用户的连接方式o 如图5-12(b) 所示为直接连接。外网蒸汽经减压 阀降压，进入散热设备，凝结水通过疏水器进入用 户凝结水箱，由凝结水泵送回外网凝水管。 *393与热水供暖用户的连接方式o 图5-12(c) 所示为间接连接。外网蒸汽减压后进入汽-水换 热器，散热后的凝结水经疏水器靠余压流回外网凝水管。 o 热水供暖用户成独立的封闭系统，循环水泵将采暖回水送入汽 -水换热器，吸热后进入散热器散热。*404与蒸汽喷射装置的连接方式o 图5-12(d) 所示为直接连接。外网蒸汽进入蒸汽喷 射装置，抽吸供暖系统回水，混合加热后进入散热器 散热。系统中多余水量从水箱溢流回外网凝结水管。*415与通风空调系统的连接方式o 图5-12(e) 所示为直接连接。外网蒸汽经减压阀 降压后，进入散热设备，散热后的凝结水经疏水器 流回外网凝水管。*426与热水供应系统的连接方式o 图5-12(f) 所示为间接连接。外网蒸汽经减压阀降 压，进入汽-水换热器，散热后的凝结水经疏水器流 回外网凝水管。热水供应系统：为开式系统，上水 经汽-水换热器加热后，送到各配水点。 o *43第二节 室外供热管网的布置u 一、布置原则在技术上可行，经济上合理，对周围环境影响少 而协调。 o (1)管网主干线尽可能通过热负荷中心。 o (2)管网力求线路短直。 o (3)管网敷设应力求施工方便，工程量少。 o (4)在满足安全运行、维修简便的前提下，应节约 用地。*44o (5)在管网改建、扩建