[科普中国]-高层建筑热水供暖系统

随着城市的建设发展，高层建筑日益增多。设计高层建筑供暖系统时，计算冷风渗透耗热量需考虑高层建筑的特点。另外进行管路的布置时，还应考虑到高层建筑供暖系统的水静压力较大以及层数较多，垂直失调问题会更严重，需要合理地确定管路系统的形式。1

竖向分区式供暖系统高层建筑热水供暖系统在垂直方向上分成两个或两个以上的独立系统，称为竖向分区式供暖系统，如图1～图4所示。竖向分区式供暖系统的低区通常直接与室外热网相连接，应考虑室外管网的压力和散热器的承压能力，决定其层数的多少。高区与外网的连接形式主要有以下几种。

设热交换器的分区式系统图1中的高区水与外网水通过热交换器进行热量交换，热交换器作为高区热源，高区又设有水泵、膨胀水箱，使之成为一个与室外管网压力隔绝的、独立的完整系统。该方式是目前高层建筑供暖系统常用的一种形式，比较适用于外网水是高温水的供暖系统。

设双水箱的分区式系统图2(1-加压水泵；2-回水箱；3-进水箱；4-进水箱溢流管；5-信号管；6-回水箱溢流管)为双水箱分区式热水供暖系统。该系统将外网水直接引入高区，当外网压力低于该高层建筑的静水压力时，可在供水管上设加压水泵，使水进入高区上部的进水箱。高区的回水箱设非满管流动的溢流管与外网回水管相连，利用进水箱与回水箱之间的水位差克服高区阻力，使水在高区内自然循环流动。

该系统利用进、回水箱，使高区压力与外网压力隔绝，简化了入口设备，降低了系统造价和运行管理费用。但由于水箱是开式的，易使空气进入系统，会加剧管道和设备的腐蚀。

设阀前压力调节器的分区式系统图3(1-加压水泵；2-止回阀：3-阀前压力调节器)所示为设阀前压力调节器的分区式热水供暖系统，该系统高区水与外网水直接连接。

在高区供水管上设加压水泵，水泵出口处设有止回阀，高区回水管上安装阀前压力调节器。系统正常工作时，阀前压力调节器的阀孔开启，高区水与外网直接连接，高区正常供暖；系统停止工作时，阀前压力调节器的阀孔关闭，与安装在供水管上的止回阀一起将高区水与外网水隔断，避免高区水倒空。

高区采用这种直接连接的形式后，高、低区水温相同，在高层建筑的低温水供暖用户中可以取得较好的供暖效果，且便于运行调节。

设断流器和阻旋器的分区式系统图4所示为设断流器和阻旋器的分区式热水供暖系统，该系统高区水与外网水直接连接。在高区供水管上设加压水泵，以保证高区系统所需压力，在水泵出口处设有止回阀。高区采用倒流式系统形式，有利于排除系统内的空气；供水总立管短，无效热损失小；可减少高层建筑供暖系统上热下冷的垂直失调问题。

该系统断流器安装在回水管路的最高点处。阻旋器串联设置在回水管路中，设置高度应为室外管网静水压线的高度。阻旋器必须垂直安装。系统运行时，高区回水流入断流器内，使水高速旋转，流速增加，压力降低，此时断流器可起减压作用。回水下落到阻旋器处，水流停止旋转，流速恢复正常，使该点压力维持室外管网的静水压力，以使阻旋器之后的回水压力能够与低区系统压力平衡。

断流器引出连通管与立管一道引至阻旋器，断流器流出的高速旋转水流到阻旋器处停止旋转，流速降低会产生大量空气，空气可通过连通管上升至断流器处，通过断流器上部的自动排气阀排空气。

高区水泵与外网循环水泵靠计算机自动控制，同时启闭。当外部管网停止运行后，高区压力降低，流入断流器的水流量会逐渐减少，断流器处将断流。同时，高区水泵出口处的止回阀可避免高区水从供水管倒流入外网系统，避免高区出现倒空现象。该方式适用于不能设置热交换器和双水箱的高层建筑低温水供暖用户，高、低区热媒温度相同，系统压力调控自如，运行平衡可靠，便于运行管理，有利于管网的平衡。该系统中的断流器和阻旋器须设在管道井及辅助房间(电梯间、水箱间、楼梯间、走廊等)内，以防噪声。1

双管式供暖系统高层建筑的双管式供暖系统有垂直双线单管式系统，见图5(1-供水干管；2-回水干管；3-双线立管；4-散热器或加热盘管；5-截止阀；6-排水阀；7-节流孔板；8-调节阀)和水平双线单管式系统,见图6(1-供水干管；2-回水干管；3-双线水平管；4-散热器；5-截止阀；6-节流孔板；7-调节阀)两种形式。

双线式单管系统是由垂直或水平的“n”形单管连接而成的。散热设备通常采用承压能力较高的蛇形管或辐射板(单块或砌入墙内形成壁体式结构)。

垂直双线式系统散热器立管由上升立管和下降立管组成，各层散热器的热媒平均温度近似相同，这有利于避免垂直方向的热力失调。但由于各立管阻力较小，易引起水平方向的热力失调，可考虑在每根回水立管末端设置节流孔板，以增大立管阻力，或采用同程式系统减轻水平失调现象。

水平双线式系统水平方向的各组散热器内热媒平均温度近似相同，可避免水平失调问题，但容易出现垂直失调现象，可在每层供水管线上设置调节阀进行分层流量调节，或在每层的水平分支管线上设置节流孔板，增加各水平环路的阻力损失，减少垂直失调问题。1

单、双管混合式供暖系统如图7所示，在高层建筑供暖系统中，将散热器沿垂直方向分成若干组，每组有2～3层，各组内散热器采用双管连接，组与组之间采用单管连接，这就组成了高层建筑的单、双管混合式供暖系统。

这种系统既能避免双管系统在楼层数过多时产生的垂直失调问题，又能避免单管顺流式散热器支管管径过大的缺点，而且能进行散热器的个体调节。该系统垂直方向串联散热器的组数取决于底层散热的承压能力。1

本词条内容贡献者为:

郑国忠 - 副教授 - 华北电力大学