1999年
第 4 期南京建筑工程学院学报Journal of N anjing A rchit ect ur al and Civil Eng ineering Institute Sum N o. 51文章编号:1003-711X (1999) 04-0074-04
机械循环下供下回水平双管供暖系统的应用
邱玉瑞, 龚红卫, 朱 蕾112X
(1. 南京建筑工程学院城建系, 江苏南京 210009; 2. 江苏省卫生厅, 江苏南京 210008)
摘 要:分析了下供下回水平双管系统的优点以及自然循环作用压力的影响程度, 计算
数据证明下供下回水平双管系统的垂直热力失调基本不存在; 因为每层供回水采用双管系
统, 所以也不存在距离热源最远的散热器不热问题。通过工程实例证明该系统供暖效果很好。
关 键 词:水平双管系统; 下供下回; 机械循环
中图分类号:T U 832. 5 文献标识码:B
机械循环下供下回水平双管供暖系统在工程中用的较少, 人们通常认为水平式系统末端散热器供水温度较低, 需要散热器片数较多才能满足供暖要求, 本文提出的双管水平串联式系统较好地解决了这个问题。
1 下供下回水平双管系统
下供下回水平双管式系统的供暖方式为:来自热源的供水同时流入各层供水水平干管, 干管将热水分别供到各个散热器中, 散热后的回水进入回水干管, 再进入回水总立管, 经回水总干管流回热源, 如图1所示。与垂直式系统相比, 它有如下优点:
1) 管路简单, 沿墙角没有立管。除了供回水总立管外, 没有其它穿过楼板的立管, 因此就无需在各层楼板上打洞, 便于快速施工, 漏水机会少, 维修工作量小。
2) 膨胀水箱的布置, 可以利用最高层的辅助空间(如楼梯间, 厕所等) , 不仅降低了造价, 而且不影响室内和建筑物外部的美观。
3) 调节灵活, 可以在各散热器上设置能独立控制自身流量的自动调节阀, 比较易于实施分室控制温度。供水支干管上进行分层调节流量, 这对目前租单独房间或租同一层楼房时进行独立调节、独立核算供暖费用都很方便。
4) 由于立管根数少, 立管热损失也少, 因而比较节省能源, 节省管材。
5) 水平双管式系统造价低, 一次投资比垂直式系统降低很多。X [1]收稿日期:1999-06-18
, , .
第4期 邱玉瑞等:机械循环下供下回水平双管供暖系统的应用752 各层水平支环路之间的自然循环作用压力问题
在机械循环热水供暖系统中同样存在着自然循环作用压力的影响。其影响程度视楼层的高度不同而不同。图1所示为机械循环下供下回水平式系统图。
从图1中看出, 各层水平供回水干管均并联在供水
与回水总立管之间。热水直接分配到各散热器, 冷却后
的回水经各个散热器流入回水支干管、回水立管、回水
总干管, 最后经循环水泵将回水打入锅炉重新加热, 这
样连续不断地循环流动。
假设系统供水温度为95℃, 回水温度为70℃, h 1
=h 2=h 3=3m 。最不利循环环路的平均比摩阻R pj =80
Pa/m , 对于GaS 1bG 环路, 它的自然循环作用压力为:
h -Q g ) =9. 81×3×(977. 81-961. 92) $P 1=gh 1(Q
=468Pa
对于GCS 3dG 环路, 它的自然循环作用压力为[2]:
h -Q g ) =gh 1(Q h -Q g ) +gh 2(Q h -Q g ) $P 2=g (h 1+h 2) (Q
=$11+gh 2(Q h -Q g ) =468+468=936Pa
对于GeS 5fG 环路, 它的自然循环作用压力为(2) :[2]1—供热锅炉; 2—循环水泵; 3—散热器; 4—自动排气阀; 5—膨胀水箱图1 下供下回双管水平式系统图
$P 3=g (h 1+h 2+h 3) (Q h -Q g ) =gh 1(Q h -Q g ) +gh 2(Q h -Q g ) +gh 3(Q h -Q g ) =
g ) =1404Pa $P 1+$P 2+gh 3(Q h -Q
显而易见, 在经过各层水平供回水干管的环路中, 经过底层水平供、回水支干管的作用压力最小, $P 1=468Pa 。经过第二层水平供、回水支干管的作用压力比第一层水平供、回水干管的作用压力大, 其差值为:
h -Q g ) =468Pa $P 2-1=$P 2-$P 1=gh 2(Q
但是由于热水流经第二层比流经第一层环路多走路程ac 段和db 段, 管段ac 和db 段的沿程阻力损失为$P ac =$P db =3×80=240Pa, 也就是说$P 2-1=$P 2-$P 1=468Pa, 与$P ac +$P db =240+240=480Pa 基本相等, 不会引起垂直热力失调现象。同理, 第三层的水平供、回水干管的作用压力比第一层的水平供、回水干管的作用压力大, 其差值为:
$P 3-$P 1=gh 1(Q h -Q g ) +gh 2(Q h -Q g ) +gh 3(Q h -Q g ) -gh 1(Q h -Q g ) =
gh 2(Q h -Q g ) +gh 3(Q h -Q g ) =468+468=936Pa
由于热水流经第三层环路比第一层环路多走路程ae 段和fb 段, 管段ae 和fb 段的沿程阻力损失为$P ae =$P fb =(3+3) ×80=480Pa, 这样, $P 3-$P 1=936, 而$P ae +$P fb =480+480=960, 两者相差很少, 基本上不会引起垂直热力失调现象。楼层数越高, 顶层与底层的自然循环作用压力差越大; 而从底层到顶层之间的供、回水立管的距离引起的沿程阻力损失基本上与自然循环作用压力相抵销。所以说, 这种下供下回水平串联式系统基本上不存在垂直热力失调现象。也就是说, 不会出现顶层房间的散热器过热, 而底层房间的散热器过冷的现象。
76南京建筑工程学院学报 1999年3 工程实例
某工程为某研究所大楼, 建筑物层数为14层, 建筑面积为7500m 2, 根据建筑物的特点和甲方要求, 本工程采用机械循环下供下回双管水平同程式系统, 垂直方向分为上、下两个区, 1～7层为下区, 8～14层为上区, 采用低温水供暖, 供水温度为t g =95℃, 回水温度为t h =70℃, 供暖室内温度t n =18℃。为了便于每层楼独立调节, 采用水平双管同程式系统, 在每层楼的供水水平支干管出水口处装流量调节阀(温控器或电磁阀) 调节流量。为解决水平串联式系统排除空气较困难的问题, 本系统采取在供水立管和回水立管的顶端装自动放气阀, 并在水平供、回水支干管上设有坡度以利于排除空气, 同时在每个散热器上装放气阀, 排放空气, 这样整个系统就不会出现空气堵塞现象。如图2所示为供暖系统的一组供水立管和回水立管系统图, 工程投入使用以来,
供暖效果很好。
图2 机械循环下供下回双管水平式系统图
4 结束语
第4期 邱玉瑞等:机械循环下供下回水平双管供暖系统的应用77管环路的长度也是自下而上逐层增加, 而且自然循环作用压力的大小和多走的沿程阻力损失值大小基本相等, 所以不存在自然循环作用压力引起的垂直热力失调问题。
2) 下供下回水平串联式双管系统的排放空气问题通过在供、回水水平支干管上设0. 003的坡度, 并在供、回水立管的顶端分别装自动排气阀排放空气, 并且在每个散热器上装冷风阀排放空气, 这样就能将系统中的空气排除。
3) 采用下供下回水平串联双管系统特别适合于目前购买或租住同一层楼房, 并对本层楼的用热量进行独立核算、独立调节, 同时也适合对个别房间进行调节供热量。
参考文献:
[1] 郭骏, 邹平华. 建筑采暖设计[M ].第2版. 北京:中国建筑工业出版社, 1987. 50-53.
[2] 贺平, 孙刚. 供热工程[M ].第3版. 北京:中国建筑工业出版社, 1996. 48-52.
A pplication of Dow n-Feed T wo -Pipe Horizontal Cascade Heating
Sy stem in M echanical Circulation
112QI U Yu -r ui , GON G H ong -w ei , ZH U L ei
(1. Dept. of U r ban Co nst ructio n Eng ineering , N anjing A r chit ect ur al and Civ il Eng ineer ing
Institute, N anjing 210009, China ; 2. Healt h Bureau o f Pr ov ince Jiang su, N anjing 210008, China)
Abstract :This paper analyses the advantages of dow n -feed tw o pipe horizo ntal cascade sy stem in all aspects and influencing deg ree by natural -circulation pr essure . T he calculation results illustrate that there is almost no vertical heat m aladjustment in do wn-feed tw o -pipe horizontal cascade system. Because the tw o -pipe sy stem is used for ever y stor y p s giving and returning water , there is no problem w ith no -heating at m ain line p s farest term inal radiator in horizontal g iv ing w ater branch. T his paper solves pro blem well in g iving off air in dow n-feed tw o-pipe horizontal cascade system. Application of this system in buildings show s goo d heat-ing effect .
Key words :horizontal cascade sy stem; dow n-feed tw o-pipe; mechanical cir culation