机械循环热水采暖系统-建筑设备工程

1）机械循环热水采暖系统的工作原理

图6-7为机械循环热水采暖系统。该系统与重力循环热水采暖系统的主要区别是在系统中设置了循环水泵，主要靠水泵的机械能使水在系统中强制循环。系统运行前先用补水泵使系统充满水，然后启动水泵，系统中的水在循环水泵的驱动下由锅炉进入散热器，在散热器中放出热量后又回到锅炉，进行连续不断的循环流动。

图6-7　机械循环双管上供下回热水采暖系统

1—锅炉；2—总立管；3—供水干管；4—供水立管；5—散热器；6—回水立管；7—回水干管；8—水泵；9—膨胀水箱；10—集气罐

在这种系统中，水泵装在回水干管上，膨胀管连接在水泵吸入端管路上，膨胀水箱位于系统的最高点，由于它能容纳水受热后膨胀的体积，因此可使整个系统处于正压状态下工作，不会有水汽化的状况发生，避免了因水汽化所带来的断水现象的产生。为了顺利排除系统中的空气，供水干管应按水流方向有向上的坡度，使气泡沿水流方向汇集到系统最高点，通过设在最高点的排气装置排除系统中的空气。回水干管坡向与重力循环相同：坡向锅炉的向下的坡度。供、回水干管的坡度一般为0.003，不得小于0.002。

机械循环与自然循环系统相比，主要优点是作用半径大，管径较小，锅炉房位置不受限制，不必低于底层散热器；缺点是因设循环水泵而增加了投资，消耗电能，运行管理复杂，费用增高。由此可见，机械循环适用于较大的采暖系统，而自然循环则适用于能利用自然作用压力的较小的采暖系统。

2）机械循环热水采暖系统形式

（1）上供下回式

上供下回式机械循环热水采暖系统有单管系统和双管系统两种形式。如图6-8所示，左侧为双管式系统，右侧为单管式系统。机械循环单管上供下回式热水采暖系统的形式简单、施工方便、造价低，是一种最常用的形式。

图6-8　机械循环上供下回式热水采暖系统

1—热水锅炉；2—循环水泵；3—集气装置；4—膨胀水箱

图6-9　机械循环下供下回式热水采暖系统

1—热水锅炉；2—循环水泵；3—集气罐；4—膨胀水箱；5—空气管；6—放气阀

（2）双管下供下回式

双管下供下回式系统的供水管和回水管均敷设在所有散热器的下面，如图6-9所示。当建筑物设有地下室或平屋顶建筑顶棚下不允许布置供水干管时可采用这种形式，但必须解决好空气的排除问题。

（3）中供式

如图6-10所示，中供式系统供水干管设在建筑物中间某层顶棚的下面。中供式用于顶层梁下和窗下之间不能布置供水干管时，采用上部的供水干管式系统应考虑排气问题；下部的上供下回式系统，由于层数减少，可以缓和垂直失调问题。

图6-10　机械循环中供式热水采暖系统

图6-11　机械循环下供上回式（倒流式）热水采暖系统

（4）下供上回（倒流）式

图6-11为机械循环下供上回式系统。该系统的供水干管设在所有散热器设备的下面，回水干管设在所有散热器的上面，膨胀水箱连接在回水干管上。回水经膨胀水箱流回锅炉房，再被循环水泵送入锅炉。这种系统的特点是由于热媒自下而上流过各层散热器，与管内空气泡上浮方向一致，因此系统排气好；水流速度可增大，节省管材；底层散热器内热媒温度高，可减少散热器片数，有利于布置散热器。该系统适用于高温水系统，但是这种系统由于散热器是下进上出的连接方式，其平均温度低，因此采用的散热器较多。(www.xing528.com)

（5）混合式

图6-12为机械循环混合式系统。混合式系统是由下供上回式（倒流式）和上供下回式两组串联组成的系统。水温t′g的高温水自下而上进入第Ⅰ组系统，通过散热器，水温降到t′m后再引入第Ⅱ组系统，系统循环水温度再降到t′h后返回热源。由于两组系统串联，系统的压力损失大些。这种系统一般只宜使用在连接于高温热水网路上的卫生条件要求不高的民用建筑或生产厂房。

图6-12　机械循环混合式热水采暖系统

图6-13　机械循环同程式热水采暖系统

（6）异程式系统与同程式系统

循环环路是指热水从锅炉流出，经供水管到散热器，再由回水管流回到锅炉的环路。如果一个热水采暖系统中各循环环路的热水流程长短基本相等，称为同程式热水采暖系统，如图6-13所示；如果热水流程相差很多，称为异程式热水系统。

在异程式机械循环系统中，由于各个环路的总长度可能相差很大，因而各个立管环路的压力损失就更加难以平衡。有时在靠近总支管最近的立管会有很多剩余压力，出现严重的水平失调现象。而同程系统的特点是各立管环路的总长都相等，压力损失易平衡。所以，在较大的建筑物内宜采用同程系统。

（7）水平式

水平式系统按供水管与散热器的连接方式同样可分为顺流式和跨越式两类。

图6-14为水平单管顺流式系统。该系统是将同一楼层的各组散热器串联在一起，热水水平地顺序流过各组散热器，它同垂直顺流式系统一样，不能对散热器进行个体调节。

图6-14　水平串联式热水采暖系统

1—放气阀；2—空气管

图6-15　水平跨越式热水采暖系统

1—放气阀；2—空气管

图6-15为水平单管跨越式系统。该系统在散热器支管间连接一跨越管，热水一部分流入散热器，一部分经跨越管直接流入下组散热器。这种形式允许在散热器支管上安装阀门，能够调节散热器的进水流量。

水平式系统的排气方式要比垂直式上供下回系统复杂些，它需要在散热器上设置放气阀分散排气，或在同一层散热器上部串联一根空气管集中排气。对较小的系统，可用分散排气方式。对散热器较多的系统，宜采用集中排气方式。

水平式系统与垂直式系统相比，具有如下优点：

①系统的总造价一般要比垂直式系统低。

②管路简单，无穿过各层楼板的立管，施工方便。

③有可能利用最高层的辅助空间（如楼梯间、厕所等）架设膨胀水箱，不必在顶棚上专设安装膨胀水箱的房间。

④对一些各层有不同使用功能或不同温度要求的建筑物，采用水平式系统更便于分层管理和调节。