1111自然循环热水供暖系统工作原理及系统形式.doc

项目一：室内热水供暖工程施工
模块一：识读、绘制室内热水供暖系统施工图
单元1 热水供暖系统形式
1-1-1-1自然循环热水供暖系统工作原理及系统形式
1.自然循环热水供暖系统的工作原理
图 1-1-1为自然循环热水供暖系统的工作原理图。图中假设系统有一个加热中心（锅炉）和一个冷却中心（散热器），用供、回水管路把散热器和锅炉连接起来。在系统的最高处连接一个膨胀水箱，用来容纳水受热膨胀而增加的体积。
运行前，先将系统内充满水，水在锅炉中被加热后，密度减小，水向上浮升，经供水管道流入散热器。在散热器内热水被冷却，密度增加，水再沿回水管道返回锅炉。
在水的循环流动过程中，供水和回水由于温度差的存在，产生了密度差，系统就是靠供、回水的密度差作为循环动力的。这种系统称为自然（重力）循环热水供暖系统。

图1-1-1 自然循环热水供暖系统工作原理图
1-热水锅炉 2-供水管路 3-膨胀水箱 4-散热器 5-回水管路
2．自然循环热水供暖系统的形式特点
图1-1-2是自然循环热水供暖系统的两种主要形式，左侧立管为双管上供下回式系统；右侧立管为单管上供下回式（顺流式）系统。上供下回式系统的供水干管敷设在所有散热器之上，回水干管敷设在所有散热器之下。

图1-1-2 自然循环热水供暖系统
1-回水立管 2-散热器回水支管 3-膨胀水箱连接管 4-供水干管
5-散热器供水支管 6-供水立管 7-回水干管 8-充水管（接上水管）
9-止回阀 10-泄水管（接下水道） 11-总立管
（1）自然循环双管上供下回式系统，其特点是：各层散热器都并联在供、回水立管上，热水直接流经供水干管、立管进入各层散热器，冷却后的回水经回水立管、干管直接流回锅炉，如果不考虑水在管道中的冷却，则进入各层散热器的水温相同。分析该系统循环作用压力时，因假设锅炉是加热中心，散热器是冷却中心，可以忽略水在管路中流动时管壁散热产生的水冷却，认为水温只是在锅炉和散热器处发生变化。
（2）自然循环单管上供下回式系统，其特点是：热水进入立管后，由上向下顺序流过各层散热器，水温逐层降低，各组散热器串联在立管上。每根立管（包括立管上各组散热器）与锅炉、供回水干管形成一个循环环路，各立管环路是并联关系。
3. 热水供暖系统的排空气问题
无论是自然循环还是机械循环热水供暖系统，都应考虑系统充水时，如果未能将空气完全排净，随着水温的升高或水在流动中压力的降低，水中溶解的空气会逐渐析出，空气会在管道的某些高点处形成气塞，阻碍水的循环流动。空气如果积存于散热器中，散热器就会不热。另外，氧气还会加剧管路系统的腐蚀。所以，热水供暖系统应考虑排空气的问题。
4. 自然循环上供下回式热水供暖系统排空气及供回水干管的坡度设置
在自然循环系统中，水的循环作用压力较小，流速较低，水平干管中水的流速小于0.2m /s，而干管中空气气泡的浮升速度为0.1～0.2 m/ s ，立管中约为0.25 m / s ，一般超过了水的流动速度。此外，自然循环上供下回式热水供暖系统的供水干管应设沿水流方向下降的坡度，坡度值为0.5%～1.0%。散热器支管也应沿水流方向设下降坡度，坡度值为1%，因此空气能够逆着水流方向向高处聚集。自然循环上供下回式热水供暖系统可通过设在供水总立管最上部的膨胀水箱排空气。
回水干管应该有向锅炉方向下降的坡度，以便于系统停止运行或检修时，能通过回水干管顺利泄水。