1.散热器
散热器是安装在供暖房间里的一种散热设备,习惯上称为暖气片,也是供暖系统中的热用户(用热设备)。散热器主要以自然对流换热方式向房间内散热。
散热器的种类很多,其按制造材质可分为铸铁、钢制和铝制等;按结构形式可分为管型、翼型、柱型、平板型等;按传热形式可分为对流型(对流换热占60%以上)和辐射型(辐射换热占60%以上)。目前,我国常用的散热器有以下几种:
(1)铸铁散热器如图4.27所示。
图4.27 铸铁散热器
(a)四柱813型散热器;(b)柱翼型散热器
常用铸铁散热器的结构尺寸及主要技术参数见表4.1。
表4.1 常用铸铁散热器的结构尺寸及主要技术参数
(2)钢制柱式散热器如图4.28所示。
(3)铝制复合散热器如图4.29所示。
(4)钢制闭式散热器如图4.30所示。
(5)光排管散热器如图4.31所示。该散热器由钢管焊接而成,有A型(蒸汽)和B型(热水)两种,如图4.32所示。
图4.28 钢制柱式散热器
图4.29 铝制复合散热器
图4.30 钢制闭式散热器
图4.31 光排管散热器
光排管散热器按排管的直径和长度以及排数的不同有多种规格,其型号表示方法如下:如D108-2000-3表示排管直径为108mm,长度为2000mm,3排。
A型光排管散热器的蒸汽管与凝结水管可同侧或异侧连接,最好用异侧;B型光排管散热器供、回水管的连接,3排时用异侧,4排时用同侧。
在B型光排管散热器中,为使热水依次流经每根排管,防止短路,排管之间的两根短管各有1根是不通的,只起支撑作用。
光排管散热器的优点是:传热系数大、表面光滑不易积尘、便于清扫、承压能力高、可现场制作并能随意组成所需的散热面积;其缺点是:钢材耗量大、造价高、占地面积大、难以布置、外观差、易锈蚀。光排管散热器多用于工业厂房及临时性供暖设施。
图4.32 不同类型的光排管散热器
(a)A型;(b)B型
(6)散热器的安装要求。
1)需组装的散热器片在组装前应检查有无缺损或铸造砂眼,然后再进行组装,组装应平整。组装完毕需逐组进行水压试验,合格后方可进行安装。
2)土建粗装修前应预埋勾、卡子或专用托架及固定带,同一房间内的散热器高度应相同,散热器垂直度、水平度、与墙的距离应符合验收规范。
3)散热器宜布置在外墙窗下位置,因散热器的传热过程很复杂,其中的热对流、热辐射是同时存在的。如图4.33所示,当散热器布置在外窗下时,室外冷风渗透进室内,散热器所散发的热量就会加热周围的冷空气,热空气向上流动,室内冷空气迅速补充形成循环,使人处于暖流区而感到舒适。
4)对带有壁龛的暗装散热器,暖气罩应有足够的散热空间及与散热器的间距,以保证散热效果。暖气罩应留有检修的活门或可拆装的面板。
5)散热器与进出口支管连接时,应保证有一定的坡度,如图4.34所示。
6)散热器不宜布置在外门附近或门斗内以防止冻裂。楼梯间的散热器应尽量布置在底层及建筑物下半部的各楼层上。
图4.33 散热器的布置
图4.34 散热器支管连接示意
2.膨胀水箱
当水的温度在4℃以上时,具有热胀冷缩的性质。如果不采取一定措施,热水供暖系统内的水受热时体积膨胀,将对系统施加一种胀力,使系统可能发生超压现象。在系统温度降低,热媒体积收缩,或者系统水量漏失时,又需要由膨胀水箱将水补入系统。为消除其影响,热水供暖系统一般都要设置膨胀水箱。
(1)膨胀水箱的结构和组成。膨胀水箱有方形和圆形两种,一般用钢板和角钢等焊制而成。膨胀水箱依据系统的补水方式不同可分为两种形式:一种是附设补给水箱通过膨胀水箱向系统自动补水的形式;另一种是不附设补给水箱,而设浮球液位传示装置的形式。
前一种形式适用于给水具有足够的水压、补给水箱不会断水的情况下;当给水水压不能保证时,用后一种形式,通过水位传示装置,在锅炉房用补给水泵向系统补水。两种形式的膨胀水箱如图4.35、图4.36所示。
图4.35 附设补给水箱的膨胀水箱
1—膨胀管;2—循环管;3—信号管;4—溢流管;5—排污泄水管;6—补水管;7—膨胀水箱;8—补给水箱
图4.36 设浮球液位传示装置的膨胀水箱
1—膨胀管;2—循环管;3—信号管;4—溢流管;5—排污泄水管;6—信号装置;7—膨胀水箱
(2)膨胀水箱上的接管。膨胀水箱上一般应设有6根管,即膨胀管、循环管、信号管(或称检查管)、溢流管、排污泄水管及补水管,如图4.37所示。它们连接到系统的不同部位,起着不同的作用,管上有的需要装设阀门。
1)膨胀管。膨胀管从膨胀水箱底部接出,是系统水膨胀进入膨胀水箱和从膨胀水箱向系统补水的管道。在自然循环系统中,膨胀管一般接在系统总立管的顶部;在机械循环系统中,膨胀管则一般接在循环水泵吸入口附近的回水干管上。膨胀管是系统与膨胀水箱的主要通道,膨胀管上不允许装设阀门,原因是一旦阀门被关闭,膨胀水箱就不起作用了。
2)循环管。当膨胀水箱安装在不供暖房间或屋顶上时要设循环管。循环管从水箱下部侧面接出,也接往回水干管,在膨胀管的连接点向远离水泵的方向1.5~3m处。其作用是让热水有一部分能通过膨胀管和循环管缓慢流动不致冻结。当膨胀水箱安装在供暖房间里时不设循环管。循环管上不允许安装任何阀门。
图4.37 膨胀水箱与系统的连接
1—膨胀管;2—循环管;3—信号管;4—溢流管;5—排污泄水管;6—洗涤盆;7—膨胀水箱
3)信号管。信号管也称检查管,从膨胀水箱的下部侧面正常水位线以下接出,通常引到锅炉房洗涤盆等容易观察及操作的地方,末端装有阀门,阀门距离地面1.5~1.8m。可以随时打开信号管检查系统中的充水情况。
4)溢流管。溢流管从膨胀水箱侧面上部、中心距离顶板100mm处接出,接往附近的下水道。当水箱满水时,从溢流管流走。溢流管上不允许装任何阀门,以免一旦关闭,水箱满水时水从水箱盖缝隙到处乱流。
5)排污泄水管。排污泄水管从膨胀水箱的底部接出,与溢流管连接,接往附近的下水道,管上要安装阀门,平时常闭,当检修或清洗水箱时打开阀门排污泄水。
6)补水管。附设补给水箱时从补水箱接往膨胀水箱,向膨胀水箱自动补水。补水管上要装止回阀,防止水倒流。
(3)膨胀水箱的作用。在热水供暖系统中,膨胀水箱的作用归纳起来主要有:容纳系统中水被加热而膨胀增加的水量;指示供暖系统是否缺水;实现自动向系统补水;在自然循环上供下回式系统中还起排出空气的作用;在机械循环系统中,膨胀管连接在回水干管循环水泵吸入口处,起恒定系统压力的作用,并且防止汽化和抽空现象的发生。因此,膨胀水箱在热水供暖系统中是一个重要设备。
膨胀水箱应设置在供暖系统的最高点,通常安装在建筑物的阁楼、屋顶平台或水箱间中,安装在不供暖房间中的膨胀水箱及配管,应按设计要求保温。
3.管道附件
(1)自动排气阀(图4.38)。自动排气阀是一种安装于系统最高点、用来释放供热系统和供水系统管道中产生的气穴的阀门。
(2)温控阀(图4.39)。温控阀可以根据用户的不同要求设定室温,它的感温部分不断地感受室温并按照当前热需求随时自动调节热量的供给,以防止室温过热,达到最高的舒适度。它一般安装在散热器支管上。
图4.38 自动排气阀
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图4.39 温控阀
(3)平衡阀(图4.40)。平衡阀是在水里状态下,起到动态、静态平衡调节的阀门。
(4)Y形过滤器(图4.41)。Y形过滤器用来清除介质中的杂质,以保护阀门及设备的正常使用。它通常安装在减压阀、泄压阀等设备的进口端。
图4.40 平衡阀
图4.41 Y形过滤器
(5)补偿器(又称伸缩器,图4.42)。在供暖系统中,由于输送介质温度以及周围环境的影响,管道在安装与工作时温度相差很大,必将引起管道长度和直径的相应变化。如果管道的伸缩受到约束,就会在管壁里产生由温度引起的热应力,这种热应力会使管道或支架受到破坏。因此,必须在供暖管道上设置各种补偿器,以补偿因管道的伸缩而减弱或消除、因热胀冷缩而产生的应力。在补偿器两侧的管道上必须配合设置固定支架。
图4.42 补偿器
补偿器可分为以下几类:
1)自然补偿器。管道系统设置补偿器时,首先应考虑利用管道本身结构上弯曲部分的补偿作用,称为自然补偿,然后再考虑使用专门的补偿器。这样可以简化管道的结构,增加工作可靠性,降低工程成本。自然补偿器有L形和Z形两种。其是利用管道本身在敷设时形成自然转弯与扭转的金属弹性来补偿的,常用在热水供暖系统中。
2)人工补偿器。常用的人工补偿器有方形补偿器、套筒补偿器、波纹补偿器和球形补偿器四类。方形补偿器是由几个弯管组成的弯管组,俗称方形胀力。其依靠弯管的变形来补偿管道的热伸缩。其特点是结构简单和安装方便,工作的可靠性强,不需要维修,可以在现场制作。但其占地面积大,材料消耗多而且介质的流动阻力也大,室外管道采用地沟敷设时,需将地沟局部加宽,管道架空敷设时,需设置专门的管架。
4.管道支架
管道的支承结构称为支架。其是管路系统的重要组成部分。
管道支架根据其对管道的制约作用不同,可分为活动支架和固定支架两种类型;根据支架自身结构情况不同,又可分为托架和吊架两种类型。不同的支架,其结构形式也不同。
在活动支架上管道可沿轴向方向有自由位移,用于承受管道系统垂直方向的全部荷载。活动支架的种类很多,按其自身构造情况不同可分为滑动支架、导向支架、滚动支架和吊架等,室内供暖系统常用的为滑动支架和吊架。
滑动支架对于不保温管道采用低滑动支架安装,对于保温管道采用高滑动支架安装。低滑动支架有托钩式、管卡式和弧形板式,如图4.43所示。高滑动支架则由焊接在管道上的高支座在横梁上滑动,以确保管道的保温材料不致因管道的位移而受到破坏。
图4.43 低滑动支架的安装
(a)托钩式低滑动支架;(b)管卡式低滑动支架
5.橡胶挠性接头
橡胶挠性接头(图4.44)是用于金属管道之间起挠性连接作用的中空橡胶制品,具有减震降噪的作用。
图4.44 橡胶挠性接头
6.减压阀
减压阀(图4.45)的作用是将进口压力减至某一设定的出口压力,并自动保持压力稳定。这一过程是依靠阀内的敏感元件(如弹簧、膜片、波纹管)改变阀瓣与阀座的间隙来实现的。
用于供暖系统的减压装置,当压力比较低时可用截止阀或调压板,当减压前后压力差为0.1~0.2MPa时,可以串联两只截止阀,一只作减压阀用,另一只作开关用。用截止阀或调压板不能自动调节阀后压力维持在预定数值范围内时,需专人管理。当压力差大于0.2MPa时,一般用减压阀减压;当减压阀前后压力比值大于5~7时,要设两级减压。
图4.45 减压阀
常用的减压阀有活塞式、波纹管式和薄膜式等种类。减压阀一般装在锅炉房内或供暖系统用户入口处。
减压阀的安装应注意以下几点:
(1)减压阀应设置在振动小、较空阔之处,以利于管理和维修。安装前应将管道冲洗干净;旧减压阀应拆卸清洗。
(2)阀体应直立安装在水平管路中,注意方向性,切不可接反。
(3)减压阀的前后都应装压力表,以便观察、监视热媒参数,阀后应装弹簧式安全阀,安全阀的排气管应接至室外。一律采用法兰截止阀,低压部分可采用低压截止阀。阀前管径与减压阀相同,阀后管径比阀前管径一般大2号,因此,在减压阀后面设一个与管底相平的异径管接头。
(4)减压阀安装完成后,应根据使用压力调试,并作出已调试的标记,以利于维护和管理。减压阀的具体安装示意及安装形式如图4.46所示。
图4.46 减压阀的安装示意及安装形式
(a)活塞式减压阀旁通管垂直安装;(b)活塞式减压阀旁通管水平安装;(c)波纹管式减压阀水平安装
7.疏水器
疏水器(图4.47)起阻气通水的作用。具体地说就是自动地把蒸汽阻留在系统中,使之充分放热,不让它进入凝结水管道;同时迅速地排走用热设备或管道中的凝结水,以便回流再用。及时疏水可以保证系统安全、正常运行,避免发生水击现象;某些疏水器还能排除系统中的空气和其他不凝性气体。
图4.47 疏水器及其安装示意
(a)不带旁通管的水平安装;(b)带旁通管的水平安装;(c)旁通管垂直安装;(d)旁通管垂直安装(上返);(e)不带旁通管的并联安装;(f)带旁通管的并联安装
1—旁通管;2—冲洗管;3—检查管;4—止回阀;5—过滤器;6—活接头
8.分集水器
分集水器用于地板采暖房间管道起始处,如图4.48所示。
图4.48 分集水器及其安装示意
9.电子水处理仪
电子水处理仪近年来研制出的一种新型水处理装置,适用于各类空调冷却水与冷冻水循环系统、供暖热水循环系统、热交换水系统等,如图4.49所示。
电子水处理仪一般安装在需保护的设备之前,尽量接近设备的入水口。在循环水系统中,电子水处理仪一般安装在循环水泵之前,由于存在一些除下的积垢等悬浮物,应在系统中设置除污器,除污器的安装位置可在电子水处理仪之前,也可在电子水处理仪之后。
电子水处理仪通过对流经此仪器辅机的水施加高频电磁场,使其物理结构和物理性质发生变化,来实现防垢、除垢、杀菌、灭藻、防腐蚀等功能。
电子水处理仪由主机(电子发生器)和辅机(换热器)两部分组成。主机产生高频电信号,辅机将高频电能作用到水上。按照主机和辅机的连接方式不同,可分为一体化式和分体式两种结构。一体化式结构即主机与辅机合为一体;分体式结构即主机和辅机分开为两个独立部分,中间以电缆线连接。
图4.49 电子水处理仪
(a)分体式;(b)一体化式
1—主机;2—辅机;3—进水口;4—出水口;5—高频电缆线
10.热计量表
热计量表(图4.50)是用来累积计量热能消耗量的仪表,使集中供暖的建筑按表计量收取供暖费,解决了过去按建筑面积收取供暖费的不合理问题,进一步推进了建筑节能。
热计量表包括三部分,一是积分仪,又称热表,它可以直观地不断显示累计热能消耗值,同时还可以显示供水温度、回水温度、温度差、累计工作小时以及总流量。显示方式为8位十进制,温度范围为0℃~130℃,温差范围为2℃~75℃。二是一组温度传感器,一个传感器连接在供水管上,另一个传感器接在回水管上,将供、回水温度的信号通过电缆线输入积分仪,从而在积分仪上不断显示供回水温度值。三是统量计,用来测定通过流量计的流量值。
图4.50 热计量表
1—积分仪;2—传感器;3—流量计
11.热力入口
供暖热力入口的安装如图4.51所示。
图4.51 供暖热力入口的安装
(a)热水供暖入口;(b)低压蒸汽供暖入口;(c)高压蒸汽减压后入口
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