在热水供热系统中,根据热网循环水是否被直接取出,用于生产或热水供应系统,可分为闭式热水供热系统和开式热水供热系统。在闭式系统中,热网的循环水仅作为热媒,供给热用户热量而不从热网中取出使用。
(一)闭式热水供热系统
在闭式热水供热系统中,作为热媒的热网循环水,沿热网供水管输送到各个热用户,在热用户系统的用热设备内放出热量后,沿热网回水管返回热源。闭式热网只供应用户所需热量,水作为供热介质不被取出,我们可认为系统的流量是不变的,但实际上热媒通过阀门、水泵轴承、补偿器(套筒或膨胀节)以及其他不严密处时,总会向外部泄漏少量循环水,使系统循环水流量减少。在正常情况下,系统的泄漏水量一般不超过系统总容水量的1%,泄漏的水靠补水装置来补充。
闭式双管(由一条供水管和一条回水管组成)热水供热系统是我国目前应用最广泛的一种供热系统形式。图10-7所示为双管闭式热水供热系统示意图。
1.供热系统热用户与热水网路的连接方式
供热系统热用户与热水网路的连接方式可分为直接连接、间接连接。
(1)直接连接:是用户系统直接连接于热水网路上。
①无混合装置的直接连接,如图10-7(a)所示。热水由热网供水管直接进入供热系统热用户,在散热器内放热后返回热网回水管去。这种直接连接方式最简单,造价低。绝大多数采用无混合装置的直接连接方式。当集中供热系统采用高温水供热,网路设计供水温度超过上述供热卫生标准时,用直接连接方式就要采用装水喷射器或装混合水泵的形式。
②装水喷射器的直接连接,如图10-7(b)所示。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。
③设混合水泵的直接连接,如图10-7(c)所示。装混合水泵的连接方式是我国目前城市高温水供热系统中应用较多的一种直接连接方式。
(2)间接连接:间接连接方式是在采暖系统热用户入口处设置表面式水-水换热器(或在热力站处设置担负该区采暖热负荷的表面式水-水换热器),用户系统与热水网路被表面式水-水换热器隔离,形成两个独立的系统。用户与管网水力工况不发生直接联系的连接方式称为间接连接,如图10-7(d)所示。
间接连接系统的工作方式是:热网供水管的热水进入设置在建筑物用户引入口或热力站的表面式水-水换热器内,采暖系统热用户的循环水也进入表面式水-水换热器,二者通过换热器的表面进行热量交换,冷却后的热网回水返回热网回水管去,被加热的采暖系统热用户的循环水由热用户系统的循环水泵驱动循环流动。
图10-7 双管闭式热水供热系统示意图
(a)无混合装置的直接连接;(b)设水喷射器的直接连接 (c)设混合水泵的直接连接(d)供热热用户与热网的间接连接 (e)通风热用户与热网的连接 (f)无储水箱的连接方式(g)装设上部储水箱的连接方式 (h)装置容积式换热器的连接方式 (i)装设下部储水箱的连接方式
1—热源的加热装置;2—网路循环水泵;3—补给水泵;4—补给水压力调节器;5—散热器;6—水喷射器;7—混合水泵;8—表面式水-水换热器 ;9—采暖热用户系统的循环水泵;10—膨胀水箱;11—空气加热器;12—温度调节器;13—水-水换热器;14—储水箱;15—容积式换热器;16—下部储水箱;17—热水供应系统的循环水泵;18—热水供应系统的循环管路
2.通风系统热用户与热网的连接
通风系统中加热空气的设备的承压能力较强,对热媒参数也无严格限制,因此用户通风系统与热水供热管网的连接,通常采用简单的直接连接,如图10-7(e)所示。
3.热水供应热用户与热网的连接
(1)无储水箱的连接方式,如图10-7(f)所示。在热水供应系统的供水管上宜装置温度调节器,使系统的供水温度控制在60~65 ℃范围内。这种连接方式最为简单,常用于一般的住宅或公用建筑中。
(2)装设上部储水箱的连接方式,如图10-7(g)所示。这种连接方式常用在浴室或用水量很大的工业企业中。
(3)装设容积式换热器的连接方式,如图10-7(h)所示。在建筑物用户引入口或热力站处装设容积式换热器15,换热器兼起换热和储存热水的功能,不必再设置上部储水箱。(www.xing528.com)
容积式水-水换热器的传热系数很低,需要较大的换热面积。这种连接方式一般宜用于工业企业和公用建筑的小型热水供应系统上。此外,容积式换热器清洗水垢比壳管式换热器方便。
(4)装设下部储水箱的连接方式,如图10-7(i)所示。装设循环管路和热水供应循环水泵的目的,是使热水能不断地循环流动,以避免开始用热水时,要先放出大量的冷水。
(二)开式热水供热系统
开式热水供热系统的热水供应热用户与网路的连接,有下列几种形式。
1.无储水箱的连接方式,如图10-8(a)所示
这种连接方式最为简单,它可用于小型住宅和公用建筑中。
2.装设上水箱的连接方式,如图10-8(b)所示
这种连接方式常用于浴室、洗衣房和用水量很大的工业厂房中。
3.与上水混合的连接方式,如图10-8(c)所示
图10-8 开式热水供热系统
(a)无储水箱的连接方式 (b)装设上水箱的连接方式 (c)与上水混合的连接方式
当热水供应用户的用水量很大,建筑物中(如浴室、洗衣房等)来自供热通风用户系统的回水量不足与供水管中的热水混合时,则可采用这种连接方式。
(三)闭式与开式热水供热系统的优缺点
闭式与开式热水供热系统,各自具有如下的一些优缺点。
(1)闭式热水供热系统的网路补水量少。
(2)在闭式热水供热系统中,网路循环水通过表面式热交换器将城市上水加热,热水供应用水的水质与城市上水水质相同且稳定。
(3)在闭式热水供热系统中,在热力站或用户入口处,需安装表面式热交换器。热力站或用户引入口处设备增多,投资增加,运行管理也较复杂。
(4)在利用低位热能方面,开式系统比闭式系统要好些。
在我国,城市供热系统主要是并联闭式热水供热系统。
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