水平式熱水供暖系統(tǒng)

水平式熱水供暖系統(tǒng)是指水平串聯(lián)式系統(tǒng)。是以立管水平串聯(lián)多組散熱器的布置形式，在分戶熱計量供暖方面得到了廣泛的應(yīng)用。以上所提到的系統(tǒng)形式一般都是垂直上下貫通式，穿越所有樓層用戶，尤其是單管系統(tǒng)不能對單個用熱設(shè)備進(jìn)行關(guān)停，不利于分戶進(jìn)行熱量計量和取暖費(fèi)的收取。水平式系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)戶內(nèi)用熱設(shè)備相互串聯(lián)或并聯(lián)，在每戶入口處設(shè)置熱表和鎖閉閥，實(shí)現(xiàn)單戶控制。

按照供水管與散熱器的連接方式可分為順流式和跨越式兩種，這兩種方式在機(jī)械循環(huán)和自然循環(huán)系統(tǒng)中都可以使用。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：

1）系統(tǒng)簡捷，安裝簡單，少穿樓板，施工方便；

2）系統(tǒng)的總造價較垂直式低；

3）對各層有不同使用功能和不同溫度要求的建筑物，便于分層調(diào)節(jié)和管理。單管水平式系統(tǒng)串聯(lián)散熱器很多時，運(yùn)行中易出現(xiàn)前端過熱，末端過冷的水平失調(diào)現(xiàn)象。一般每個環(huán)路散熱器組以8~12組為宜。

水平式系統(tǒng)按供水管與散熱器的連接方式同樣可分為順流式,見圖7(1-冷風(fēng)閥；2-空氣管)和跨越式,見圖8(1-冷風(fēng)閥；2-空氣管)兩類。這些連接圖式，在機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)和重力循環(huán)系統(tǒng)中都可應(yīng)用。

水平式系統(tǒng)的排氣方式要比垂直式上供下回系統(tǒng)復(fù)雜些。它需要在散熱器上設(shè)置冷風(fēng)閥分散排氣，或在同一層散熱器上部串聯(lián)一根空氣管集中排氣。對較小的系統(tǒng)，可用分散排氣方式。對散熱器較多的系統(tǒng)，宜用集中排氣方式。

水平式系統(tǒng)與垂直式系統(tǒng)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)系統(tǒng)的總造價一般要比垂直式系統(tǒng)低；

(2)管路簡單，無穿過各層樓板的立管，施工方便；

(3)有可能利用最高層的輔助空間(如樓梯間、廁所等)架設(shè)膨脹水箱，不必在頂棚上專設(shè)安裝膨脹水箱的房間。這樣不僅降低了建筑造價，還不影響建筑物外形美觀。

因此，水平式系統(tǒng)也是在國內(nèi)應(yīng)用較多的一種形式。此外，對一些各層有不同使用功能或不同溫度要求的建筑物，采用水平式系統(tǒng)更便于分層管理和調(diào)節(jié)。但單管水平式系統(tǒng)串聯(lián)散熱器很多時，運(yùn)行時易出現(xiàn)水平失調(diào)，即前端過熱而末端過冷現(xiàn)象。

垂直式系統(tǒng)按供、回水干管布置位置不同，有下列幾種形式：

(1)上供下回式雙管和單管熱水供暖系統(tǒng)；

(2)下供下回式雙管熱水供暖系統(tǒng)；

(3)中供式熱水供暖系統(tǒng)；

(4)下供上回式(倒流式)熱水供暖系統(tǒng)；

(5)混合式熱水供暖系統(tǒng)。

機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)機(jī)械循環(huán)上供下回式熱水供暖系統(tǒng)

圖1（ 1-熱水鍋爐；2-循環(huán)水泵；3-集氣罐；4-膨脹水箱）所示為機(jī)械循環(huán)上供下回式熱水供暖系統(tǒng)。圖1左側(cè)為雙管式系統(tǒng)，右側(cè)為單管式系統(tǒng)。機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)除膨脹水箱的連接位置與重力循環(huán)系統(tǒng)不同外，還增加了循環(huán)水泵和排氣裝置。

在機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)中，水流速度往往超過自水中分離出來的空氣氣泡的浮升速度，為了氣泡不致被帶人立管，供水干管應(yīng)按水流方向設(shè)上升坡度，使氣泡隨水流方向流動匯集到系統(tǒng)的最高點(diǎn)，通過在最高點(diǎn)設(shè)置排氣裝置3，將空氣排出系統(tǒng)外。供水及回水干管的坡度，宜采用0.003，不得小于0.003?；厮晒艿钠孪蚺c重力循環(huán)系統(tǒng)相同，應(yīng)使系統(tǒng)水能順利排出。

圖1左側(cè)的雙管式系統(tǒng)，在管路與散熱器連接方式上與重力循環(huán)系統(tǒng)沒有差別。圖1右側(cè)立管Ⅲ是單管順流式系統(tǒng)。單管順流式系統(tǒng)的特點(diǎn)是立管中全部的水量順次流進(jìn)各層散熱器。順流式系統(tǒng)形式簡單、施工方便、造價低，是國內(nèi)一般建筑廣泛應(yīng)用的一種形式。它最嚴(yán)重的缺點(diǎn)是不能進(jìn)行局部調(diào)節(jié)。

圖1右側(cè)立管Ⅳ是單管跨越式系統(tǒng)。立管的一部分水量流進(jìn)散熱器，另一部分立管水量通過跨越管與散熱器流出的回水混合，再流入下層散熱器。與順流式相比，由于只有部分立管水量流入散熱器，在相同的散熱量下，散熱器的出水溫度降低，散熱器中熱媒和室內(nèi)空氣的平均溫差減小，因而所需的散熱器面積比順流式系統(tǒng)大一些。單管跨越式系統(tǒng)由于散熱器面積增加，同時在散熱器支管上安裝了閥門，使系統(tǒng)造價增高，施工工序增多，因此，在國內(nèi)只用于房間溫度要求較嚴(yán)格、需要進(jìn)行局部調(diào)節(jié)散熱器熱量的建筑中。

在高層建筑(通常超過6層)中，近年國內(nèi)出現(xiàn)一種跨越式與順流式相結(jié)合的系統(tǒng)形式——上部幾層采用跨越式，下部采用順流式(如圖1右側(cè)立管V所示)。通過調(diào)節(jié)設(shè)置在上層跨越管段上的閥門開啟度，在系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn)或運(yùn)行時，調(diào)節(jié)進(jìn)入上層散熱器的流量，可適當(dāng)?shù)販p輕供暖系統(tǒng)中經(jīng)常會出現(xiàn)的上熱下冷的現(xiàn)象。但這種折中形式，并不能從設(shè)計角度有效地解決垂直失調(diào)和散熱器的可調(diào)節(jié)性能。

對一些要求室溫波動很小的建筑(如高級旅館等)，可在雙管和單管跨越式系統(tǒng)的散熱器支管上設(shè)置室溫調(diào)節(jié)閥，以代替手動的閥門(見圖1)。圖1所示的機(jī)械循環(huán)上供下回式熱水供暖系統(tǒng)的幾種形式，也可用于重力循環(huán)系統(tǒng)上。上供下回式管道布置合理，是最常用的一種布置形式。

機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)機(jī)械循環(huán)下供下回式熱水供暖系統(tǒng)

系統(tǒng)的供水和回水干管都敷設(shè)在底層散熱器下面，在沒有地下室的建筑物或在平屋頂建筑頂棚下難以布置供水管的場合，常采用下供下回式系統(tǒng)。

與上供下回式系統(tǒng)相比，它有如下特點(diǎn)：

(1)在地下室布置供水干管，管路直接散熱給地下室，無效熱損失小。

(2)在施工中，每安裝好一層散熱器即可開始供暖，給冬季施工帶來很大方便。

(3)排除系統(tǒng)中的空氣較困難。

下供下回式系統(tǒng)排除空氣的方式主要有兩種：通過頂層散熱器的冷風(fēng)閥手動分散排氣(見圖2左側(cè))，或通過專設(shè)的空氣管手動或自動集中排氣(見圖2右側(cè))。圖2中，1-熱水鍋爐；2-循環(huán)水泵；3-集氣罐；4-膨脹水箱；5-空氣管；6-冷風(fēng)閥。從散熱器和立管排出的空氣，沿空氣管送到集氣裝置，定期排出系統(tǒng)外。集氣裝置的連接位置，應(yīng)比水平空氣管低h以上，即應(yīng)大于圖中a和b兩點(diǎn)在供暖系統(tǒng)運(yùn)行時的壓差值，否則位于上部空氣管內(nèi)的空氣不能起到隔斷作用，立管水會通過空氣管串流。因此，通過專設(shè)空氣管集中排氣的方法通常只在作用半徑小或系統(tǒng)壓降小的熱水供暖系統(tǒng)中應(yīng)用。

機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)機(jī)械循環(huán)中供式熱水供暖系統(tǒng)

從系統(tǒng)總立管引出的水平供水干管敷設(shè)在系統(tǒng)的中部。下部系統(tǒng)呈上供下回式。上部系統(tǒng)可采用下供下回式(雙管，見圖3(a))，也可采用上供下回式(單管，見圖3(b))。中供式系統(tǒng)可避免由于頂層梁底標(biāo)高過低，致使供水干管擋住頂層窗戶的不合理布置，并減輕了上供下回式樓層過多，易出現(xiàn)垂直失調(diào)的現(xiàn)象；但上部系統(tǒng)要增加排氣裝置。

中供式系統(tǒng)可用于加建樓層的原有建筑物或“品”字形建筑(上部建筑面積小于下部建筑的面積)的供暖上。

機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)機(jī)械循環(huán)下供上回式(倒流式)熱水供暖系統(tǒng)

機(jī)械循環(huán)下供上回式(倒流式)熱水供暖系統(tǒng)如圖4(1-熱水鍋爐；2-循環(huán)水泵；3-膨脹水箱)。系統(tǒng)的供水干管設(shè)在下部，而回水干管設(shè)在上部，頂部還設(shè)置有順流式膨脹水箱。立管布置主要采用順流式。

倒流式系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

(1)水在系統(tǒng)內(nèi)是自下而上的流動，與空氣流動方向一致?？赏ㄟ^順流式膨脹水箱排除空氣，無須設(shè)置集氣罐等排氣裝置。

(2)對熱損失大的底層房間，由于底層供水溫度高，底層散熱器的面積減小，便于布置。

(3)當(dāng)采用高溫水供暖系統(tǒng)時，由于供水干管設(shè)在底層，這樣可降低防止高溫水汽化所需的水箱標(biāo)高，減少布置高架水箱的困難。

(4)倒流式系統(tǒng)散熱器的傳熱系數(shù)遠(yuǎn)低于上供下回式系統(tǒng)。散熱器熱媒的平均溫度幾乎等于散熱器的出水溫度。在相同的立管供水溫度下，散熱器的面積要比上供下回順流式系統(tǒng)的面積大。

機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)機(jī)械循環(huán)混合式熱水供暖系統(tǒng)

如圖5所示，混合式系統(tǒng)是由下供上回式(倒流式)和上供下回式兩組串聯(lián)組成的系統(tǒng)。水溫為t'_g。的高溫水自下而上進(jìn)入I組系統(tǒng)，通過散熱器水溫降到t'_m后，再引入Ⅱ組系統(tǒng)，系統(tǒng)循環(huán)水溫度再降到t'_n。后返回?zé)嵩础?

進(jìn)入Ⅱ組系統(tǒng)的供水溫度t'_m，根據(jù)設(shè)計的供、回水溫度，可按兩個串聯(lián)系統(tǒng)的熱負(fù)荷分配比例來確定；也可以預(yù)先給定進(jìn)人Ⅱ組系統(tǒng)的供水溫度t'_m。來確定兩個串聯(lián)系統(tǒng)的熱負(fù)荷分配比例。由于兩組系統(tǒng)串聯(lián)，系統(tǒng)的壓力損失大些。這種系統(tǒng)一般只宜使用在連接于高溫?zé)崴W(wǎng)路上的衛(wèi)生要求不高的民用建筑或生產(chǎn)廠房中。

機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)異程式系統(tǒng)與同程式系統(tǒng)

圖1-圖4介紹的圖示，在供、回水干管走向布置方面都有一個特點(diǎn)，即通過各個立管的循環(huán)環(huán)路的總長度并不相等。如圖1右側(cè)所示，通過立管Ⅲ循環(huán)環(huán)路的總長度，就比通過立管V的短。這種布置形式稱為異程式系統(tǒng)。

異程式系統(tǒng)供、回水干管的總長度短，但在機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)中，由于作用半徑較大，連接立管較多，因而通過各個立管環(huán)路的壓力損失較難平衡。有時靠總立管最近的立管，即使選用了最小的管徑咖15mm，仍有很多的剩余壓力。初調(diào)節(jié)不當(dāng)時，就會出現(xiàn)近處立管流量超過要求，而遠(yuǎn)處立管流量不足的問題。在遠(yuǎn)近立管處出現(xiàn)流量失調(diào)而引起在水平方向冷熱不均的現(xiàn)象，稱為系統(tǒng)的水平失調(diào)。

為了消除或減輕系統(tǒng)的水平失調(diào)，在供、回水干管走向布置方面，可采用同程式系統(tǒng)。同程式系統(tǒng)的特點(diǎn)是通過各個立管的循環(huán)環(huán)路的總長度都相等。如圖6(1-熱水鍋爐；2-循環(huán)水泵；3-集氣罐；4-膨脹水箱)所示，通過最近立管I的循環(huán)環(huán)路與通過最遠(yuǎn)處立管Ⅳ的循環(huán)環(huán)路的總長度相等，因而壓力損失易于平衡，由于同程式系統(tǒng)具有上述優(yōu)點(diǎn)，在較大的建筑物中，常采用同程式系統(tǒng)。但同程式系統(tǒng)管道的金屬消耗量通常要多于異程式系統(tǒng)。