第6章熱水及燃氣供應 (1)

1、本章概要 通過本章的學習，了解熱水供應系統(tǒng)的分類、組成和供水方式，了解燃氣工程的一般知識，掌握熱水供應管道系統(tǒng)布置與敷設的要求及熱水量的計算。 2021-10-271lh6.1 熱水供應系統(tǒng)的分類、組成和供水方式6.1.1熱水供應系統(tǒng)的分類 熱水供應系統(tǒng)按照其供應范圍的不同可分為：局部熱水供應系統(tǒng)、集中熱水供應系統(tǒng)和區(qū)域熱水供應系統(tǒng)。1局部熱水供應系統(tǒng) 采用小型加熱器（如爐灶、小型蒸汽加熱器、小型燃氣加熱器、小型電加熱器、太陽能熱水器等）在用水場所就地加熱，供局部范圍內的一個或幾個用水點使用。該系統(tǒng)設備少，系統(tǒng)簡單，造價低，維護方便，一般適用于熱水用水量較小且分散的建筑，如：飲食店、理發(fā)店、診

2、所等。2集中熱水供應系統(tǒng) 利用鍋爐或換熱器等將冷水集中加熱，通過管道輸送至一幢或多幢建筑。該系統(tǒng)加熱設備集中，便于維修管理，設備的熱效率較高，但系統(tǒng)較復雜，初投資較大，適用于熱水用水量大、用水點多且比較集中的建筑，如：醫(yī)院、旅館、住宅、公共浴室等。3區(qū)域熱水供應系統(tǒng) 利用熱電廠或區(qū)域鍋爐房集中加熱冷水，通過室外熱水管網向建筑群供應熱水。該系統(tǒng)適用于建筑較多且較集中的城鎮(zhèn)住宅區(qū)和大型工業(yè)企業(yè)。 2021-10-272lh6.1 熱水供應系統(tǒng)的分類、組成和供水方式6.1.2熱水供應系統(tǒng)的組成 熱水供應系統(tǒng)主要由熱媒系統(tǒng)、熱水輸送系統(tǒng)和附件三部分組成，如圖6-1所示。2021-10-273lh6.1

3、 熱水供應系統(tǒng)的分類、組成和供水方式1熱媒系統(tǒng) 又稱第一循環(huán)系統(tǒng)，包括熱源、水加熱器和熱媒管道。鍋爐產生的蒸汽經熱媒管送入加熱器將冷水加熱，蒸汽凝結水靠余壓排入凝結水池，再經凝結水泵的作用壓入鍋爐重新生成蒸汽，如此循環(huán)完成換熱過程。2熱水輸送系統(tǒng) 又稱第二循環(huán)系統(tǒng)，包括熱水配水管網和回水管網。在加熱器中被加熱到所需溫度的熱水經配水管網送到各用水點，消耗的冷水由高位水箱或給水管網補給?；厮⒐堋⒒厮晒苁挂欢康臒崴h(huán)流回加熱器重新加熱，以補償配水管網的熱損失，保證各配水點處的熱水溫度。3附件 包括各種控制附件和配水附件，如疏水器、補償器、閘閥、配水龍頭等。2021-10-274lh6.1.3

4、供水方式1根據熱水加熱方式的不同分為（1）直接加熱：利用燃料直接燒鍋爐將水加熱；或利用清潔的熱媒如蒸汽與水混合來加熱水；在燃料缺少、而當地電力充足且有供電條件時，也可采用電力加熱水；在太陽能源豐富地區(qū)可采用太陽能加熱水。這些都是一次換熱的直接加熱方式。（2）間接加熱：冷水不與熱媒直接接觸，而是通過加熱器中的傳熱作用來加熱水。如用蒸汽或過熱水、地熱水、廢熱等來加熱水，熱媒放熱后溫度降低，仍可回流到原鍋爐循環(huán)使用，因此熱媒不需要大量補充，既可節(jié)省用水，又可保護鍋爐不生水垢，提高熱效率。間接加熱法適用于要求供水穩(wěn)定、安全、對噪聲要求低的旅館、住宅、醫(yī)院、辦公樓等建筑。2021-10-275lh6.1

5、.3供水方式2根據設置循環(huán)管網的方式不同分為（1）全循環(huán)：指熱水干管、熱水立管、熱水支管均設循環(huán)管，這種系統(tǒng)可使配水管網的任意點都能保證設計水溫，多用于高級賓館、飯店、高級住宅等。（2）半循環(huán)：僅對局部的干管設循環(huán)管，只能保證干管的設計水溫。（3）不循環(huán)：不設循環(huán)管道，用于熱水供應系統(tǒng)較小、使用要求不高的定時供應系統(tǒng)，如：公共浴室、洗衣房等。如圖6-2。2021-10-276lh6.1.3供水方式2021-10-277lh6.1.3供水方式3根據熱水循環(huán)中采用的循環(huán)動力不同分為（1）自然循環(huán)方式：靠水溫的密度差進行循環(huán)。（2）機械循環(huán)方式：設循環(huán)水泵。4根據熱水配水管網水平干管的位置不同分為（

6、1）上行下給式；（2）下行上給式。5按熱水系統(tǒng)是否通大氣分為（1）開式；（2）閉式。2021-10-278lh6.2 熱水系統(tǒng)的計算6.2.1熱水用水定額、水溫及水質1熱水用量定額及水溫 熱水用水量定額分為生產和生活兩大類。生產用的熱水量定額，按照生產工藝的要求確定。生活用熱水量定額根據衛(wèi)生器具完善程度和地區(qū)條件，按照表6-1確定； 衛(wèi)生器具的一次和小時熱水用量和水溫按照表6-2確定。2021-10-279lh6.2 熱水系統(tǒng)的計算2熱水水質要求 熱水供應系統(tǒng)中管道、設備的腐蝕和結垢是兩個較普遍的問題，直接影響其使用壽命與投資維修費用。水中溶解氧的含量是腐蝕的主要因素；水垢的形成則主要與水的硬

7、度有關。 我國建筑給排水設計規(guī)范（GB50015-2003）中規(guī)定：生活熱水水質的衛(wèi)生指標，應符合現行的生活飲用水衛(wèi)生標準的要求。集中熱水供應系統(tǒng)的原水是否要進行軟化處理，應根據水質、水量、水溫、水加熱設備的構造、使用要求等因素經技術經濟比較后確定。2021-10-2710lh6.3 熱水供應管道系統(tǒng)的布置和敷設熱水供應管道系統(tǒng)布置和敷設的要求基本與室內給水管道相同，但應注意其不同之處和特殊要求。熱水管道應選用耐腐蝕和安裝連接方便、可靠的管材，可采用薄壁銅管、薄壁不銹鋼管、塑料熱水管、塑料和金屬復合熱水管等。熱水管道系統(tǒng)，應有補償管道熱脹冷縮的措施。立管與水平干管連接時，應設乙字彎，以消除伸縮

8、應力的影響，如圖6-3所示。2021-10-2711lh6.3 熱水供應管道系統(tǒng)的布置和敷設上行下給式系統(tǒng)配水干管的最高點應設排氣裝置，下行上給式熱水配水系統(tǒng)，可利用最高配水點放氣；系統(tǒng)最低點應設泄水裝置。下行上給式系統(tǒng)設有循環(huán)管時，其回水立管可在最高配水點以下（約0.5m）與配水立管連接，上行下給式系統(tǒng)可將循環(huán)管道與各立管連接。熱水橫管的坡度不應小于0.003，以便放氣和泄水。熱水管穿越建筑物樓板和基礎處應加套管，穿越屋面及地下室外墻時應加防水套管。2021-10-2712lh6.3 熱水供應管道系統(tǒng)的布置和敷設 為了便于調節(jié)和檢修，在與配水、回水干管連接的分干管、配水立管和回水立管、從立管

9、接出的支管、3個及3個以上配水點的配水支管、與水加熱設備、水處理設備、溫度、壓力控制閥件連接處的管段上均應按照要求裝設閥門，并應在水加熱器或貯水器的冷水供水管、機械循環(huán)第二循環(huán)回水管、混水器的冷、熱水供水管管段上裝設止回閥。2021-10-2713lh6.3 熱水供應管道系統(tǒng)的布置和敷設 熱水供應管道系統(tǒng)中的加熱設備、配水干管、機械循環(huán)回水干管和有凍結可能的自然循環(huán)回水管等應采取保溫措施，以減少熱損失。保溫層厚度按經濟厚度選用，常用保溫材料有膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、玻璃棉、礦渣棉、石棉、硅藻土等。2021-10-2714lh6.4 燃氣工程6.4.1燃氣的種類和性質 燃氣又稱煤氣，根據其來源不同

10、，主要有人工煤氣、天然氣和液化石油氣三大類。人工煤氣有固體燃料干餾煤氣和固體燃料氣化煤氣、油制氣、高爐煤氣四種。它是將礦物燃料（如煤、重油等）通過熱加工而得到的，其主要成分為氫、一氧化碳及甲烷（CH4）。常用的有干餾煤氣（如焦爐煤氣）和重油裂解氣，其發(fā)熱值較低，但均可滿足作為供應城市的人工燃氣的要求（低位發(fā)熱值大于14654 kJ/Nm）。人工燃氣具有強烈的氣味及毒性，容易腐蝕及堵塞管道，因此，使用前必須加以凈化。 2021-10-2715lh6.4 燃氣工程 天然氣一般可分為四種：從氣井開采出來的氣田氣（或稱為純天然氣、干天然氣）；含石油輕質餾分的凝析氣田氣；從井下煤層抽出的煤礦礦井氣；在石

11、油產區(qū)伴隨石油一起開采出來的天然氣中含有石油蒸汽，稱為伴生天然氣。天然氣的主要成分是甲烷，其熱值比人工煤氣高。天然氣是寶貴的化工原料和工業(yè)原料，也是理想的民用燃料。天然氣通常沒有氣味，故在使用時需混入某種無害而有臭味的氣體（如乙硫醇），以便于發(fā)現漏氣，避免發(fā)生中毒或爆炸燃燒事故。2021-10-2716lh6.4 燃氣工程 液化石油氣是在開采和煉制石油過程中得到的副產品，它的主要成分是丙烷、丙烯、正（異）丁烷、正（異）丁烯等，熱值最高。在標準狀態(tài)下呈氣態(tài)，而當溫度低于臨界值或壓力升高到某一數值時轉為液態(tài)。 燃氣作為城市的新能源，具有容易點火、便于調節(jié)計量和控制、燃燒迅速完全、沒有灰渣、清潔衛(wèi)生

12、、燃燒效率高、可以用管道輸送等優(yōu)點。但也有明顯的缺點：首先是具有毒性，人工燃氣中含有一氧化碳、天然氣中含有硫化氫等有毒氣體，在空氣中達到一定程度時，會引起中毒和窒息；其次是爆炸性，當燃氣和空氣混合到一定比例時，遇明火會發(fā)生爆炸。因此，燃氣設備及管道的設計、施工和運行必須嚴格遵守相關規(guī)程。2021-10-2717lh6.4.2燃氣管道的分類燃氣管道根據用途和輸氣壓力分類。1根據用途分類 （1）長距離輸氣管線干管及支管末端連接城市或大型工業(yè)企業(yè)，作為該供應區(qū)的氣源點。 （2）城市燃氣管道 1）分配管道（包括街區(qū)和庭院的分配管道）在供氣地區(qū)將燃氣分配給用戶。2）用戶引入管將燃氣分配管道引到用戶引入口

13、的總閥門。3）室內燃氣管道由用戶引入口總閥門引入室內并分配到每個燃氣用具。2021-10-2718lh6.4.2燃氣管道的分類2根據輸氣壓力分類燃氣管道漏氣可能導致火災、爆炸、中毒或其他事故，因此其氣密性與其他管道相比，有特別的要求。燃氣管道中的壓力越高，危險性越大。當管道內燃氣的壓力不同時，對管道材質、安裝質量、檢驗標準和運行管理的要求也不同。2021-10-2719lh6.4.2燃氣管道的分類我國城市燃氣管道根據輸氣壓力一般分為：（1）低壓燃氣管道（P 0.01 MPa）；（2）中壓B燃氣管道（0.01 MPaP0.2 MPa）；（3）中壓A燃氣管道（0.2 MPa P0.4 MPa）；（

14、4）次高壓B燃氣管道（0.4 MPaP0.8 MPa）；（5）次高壓A燃氣管道（0.8 MPaP1.6 MPa）；（6）高壓B燃氣管道（1.6 MPaP2.5 MPa）；（7）高壓A燃氣管道（2.5 MPaP4.0 MPa）。2021-10-2720lh6.4.2燃氣管道的分類 居民和小型公共建筑用戶一般直接由低壓管道供氣。中壓B和中壓A管道必須通過區(qū)域調壓站或用戶專用調壓站，才能給城市分配管網中的低壓和中壓管道供氣，或給工業(yè)企業(yè)、大型公共建筑用戶或鍋爐房供氣。 2021-10-2721lh6.4.3室內燃氣供應管道2021-10-2722lh6.4.3室內燃氣供應管道 室內燃氣系統(tǒng)的構成隨城

15、市燃氣系統(tǒng)的供氣方式不同而有所變化，圖6-4所示是由城市低壓燃氣管道直接供氣的系統(tǒng)，由用戶引入管、立管、水平干管、用戶支管、燃氣計量表、用具連接管和燃氣用具組成。室內燃氣管道宜選用鋼管，埋于地下部分應涂防腐涂料，明裝時應采用熱鍍鋅鋼管。6.4.3室內燃氣供應管道6.4.3室內燃氣供應管道 燃氣引入管不得敷設在臥室、衛(wèi)生間、易燃易爆品倉庫、有腐蝕性介質的房間、發(fā)電間、配電間、變電室、不使用燃氣的空調機房、通風機房、計算機房、電纜溝、暖氣溝、煙道和進風道、垃圾道等地方。燃氣引入管穿過建筑物基礎、墻或管溝時，均應設置在套管中，并應考慮沉降的影響，必要時應采取設軟管接頭等補償措施。2021-10-27

16、24lh6.4.3室內燃氣供應管道 室內燃氣管道應明設，當穿過樓板、樓梯平臺、墻壁和隔墻、通風不良的吊頂時，必須安裝在套管中。燃氣立管不得敷設在臥室或衛(wèi)生間內。燃氣引入管上、燃氣表前、用氣設備和燃燒器前、點火器和測壓點前、放散管前管段均應設置閥門。2021-10-2725lh6.4.4燃氣計量表和燃氣用具1燃氣計量表 燃氣用戶應單獨設置燃氣表，根據燃氣的工作壓力、溫度、流量和允許的壓力降（阻力損失）等條件選擇。我國目前常用的是一種干式皮囊燃氣流量表，如圖6-5所示。它適用于室內低壓燃氣系統(tǒng)，計量范圍在2.8260m/h，配管為左進右出式。燃氣表宜安裝在不燃或難燃結構的室內通風良好和便于查表、檢

17、修的地方。住宅內高位安裝燃氣表時，表底距地面不宜小于1.4m；當燃氣表安裝在燃氣灶具上方時，燃氣表與燃氣灶的水平凈距不得小于30cm；低位安裝時，表底距地面不得小于10cm。2021-10-2726lh燃氣表2燃氣用具（1）廚房燃氣灶 廚房燃氣灶是最常用的燃氣用具，它由爐體、工作面及燃燒器三部分組成。有單火眼、雙火眼、多火眼灶，圖6-6為國產JZ-2型焦爐燃氣雙眼灶，其額定流量為1.4 m/h。安裝燃氣灶具的房間凈高不宜低于2.2m,燃氣灶具與墻面的凈距不得低于10cm，當墻面為可燃或難燃材料時，應加防火隔熱板。廚房燃氣灶廚房燃氣灶壓電陶瓷點火器脈沖點火器熄火保護裝置熄火保護裝置 規(guī)定，嵌入式

18、燃氣灶必須安裝，保證爐火被外溢的液體澆滅或者被風吹滅時在60秒內自動切斷燃氣。 燃氣灶，帶熄火保護裝置的雙針頭燃氣灶要比單有點火針頭的灶具貴一兩百元，價格在五六百元以上。2021-10-27lh34（2）燃氣熱水器 燃氣熱水器是一種局部熱水供應的加熱設備，按其構造，可分為直流式和容積式。圖6-7所示是一種直流式燃氣熱水器的外形及內部結構。容積式燃氣熱水器能貯存一定容積的熱水。燃氣熱水器應安裝在通風良好的非居住房間、過道或陽臺內。燃氣熱水器燃氣熱水器燃氣熱水器的工作原理燃氣熱水器的工作原理： 打開熱水器開關，冷水進入熱水器，流經水量傳感器的時侯，位于水量傳感器外部的集成原器件發(fā)出電子脈沖，燃火用

19、風機啟動，燃氣進入燃燒器，同時點火器讓點火針擦出火花放電而點火，這時分位于燃燒器上部的火焰檢測棒檢測出火焰的信號，經過控制電路將熄滅燃燒器指示燈點亮，并使之連續(xù)下去。燃氣熱水器 選擇燃氣熱水器的控制方式燃氣熱水器出水溫度調理，主要有兩種控制方式，機械控制及自動恒溫控制。機械控制普通多用于中、低檔產品，主要應用于煙道式、強排式及強迫均衡式熱水器，多采用旋鈕調理，需求用戶調理熱水流量及燃氣流量，或者固定熱水流量及燃氣流量、由用戶在浴室摻混冷水，控制出熱水溫度。機械控制型熱水器，構造簡單、產品價錢較低，適用性強，但運用不夠便當。燃氣熱水器 自動恒溫控制，俗稱數碼恒溫，普通多用于中、高檔產品，包括強排

20、式、強迫均衡式及室外裝置型熱水器，多采用按鍵調理，由用戶直接設定出水溫度，熱水器開機后，機內的自動控制系統(tǒng)，會自動調理燃氣流量，將出水溫度調至設定出水溫度，并堅持穩(wěn)定。數碼恒溫熱水器，用戶可預先設置熱水溫度，這樣一來，運用時調溫就不受間隔限制，并且能夠堅持出水溫度不變，運用很便當；帶線控器或遙控器的數碼恒溫熱水器，是現有數碼恒溫產品的進一步晉級，用戶能夠在不同位置，運用線控器或遙控器，直接調理熱水溫度，運用更便當。額定熱負荷數值 效率越高，意味著節(jié)能、環(huán)保，也意味著運用越省錢。通常判別燃氣熱水器效率上下，通常有兩種途徑，一種是選擇設計原理上高效率的冷凝式熱水器，普通來說，該類產品熱效率都在10

21、0%左右或以上，而常規(guī)熱水器熱效率都在85%左右；另一種是看產品銘 入，即產品燃料最大耗費量，后者表示最大有效熱輸出。普通來說，普通燃氣熱水器額定熱負荷數值（單位為千瓦、或KW），約為額定產熱水才能（單位為單位為升升/分鐘分鐘）的兩倍，不同產品，相同額定熱負荷而額定產熱水才能越高，或相同額定產熱水才能而額定熱負荷越低，都表示產品效率越高。最低啟動水壓 很多時候，用戶都會提出運用水壓問題，實踐上，普通燃氣熱水，最低啟動水壓都在0.03MPa以下，請求較低，大局部住宅水壓都遠高于這一請求。淺顯說，普通住宅每層高度大約在3.3米左右，假如樓上有水滴出時，此時樓下的水壓大致就在0.03MPa左右，經過

22、這種方式，就能夠判別水壓能否合適運用燃氣熱水器。燃氣熱水器燃氣灶的參數選擇燃氣灶的參數選擇煤氣灶是通過向設在灶體及上蓋之間的間隙供應自然空氣的方法，來補充燃燒時的空氣的不足，進而促進燃燒，減少一氧化碳及氮氧化物生成。灶體為環(huán)形，在內上周面設有混合氣體噴射口；混合管的一端連接灶體的一側，另一端設有空氣調節(jié)口，空氣調節(jié)口中間是煤氣輸入管；在灶體下中間的空氣箱上設有向上噴射由鼓風機吹出空氣的多個空氣噴射口；通過電機吹送空氣的鼓風機與第一空氣箱是由輸入管相連接；在灶體的上方蓋著上蓋，中間是火焰噴射區(qū)域，火焰經過火焰噴射區(qū)域向上噴出。2021-10-27lh46燃氣灶的參數選擇燃氣灶的參數選擇隨著市場商

23、品的越來越豐富，消費者在選購煤氣灶具時應注意以下幾點： 1、應結合廚房整體設計及使用要求來選擇不同形式的煤氣灶具，如臺式、嵌入式、超薄型及帶有烤箱或消毒型的煤氣灶具。2、注意所選購的商品是否具有準銷證標簽，只有具有此標簽的商品，才是經北京市燃氣管理處核準符合當地煤氣使用要求的商品，反之則不適應在本地區(qū)銷售、并容易造成危險。2021-10-27lh47燃氣灶的參數選擇燃氣灶的參數選擇3、在盡可能的情況下，選擇帶有安全保護裝置的煤氣灶具，也就是通常所講的安全熄火裝置，它會在煤氣火焰意外熄滅時自動切斷燃氣的通路，從而起到防止煤氣外溢的作用。4、灶具雖然是科技含量較低的產品，但它對安全性能要求特別高，

24、所以一定要選購生產規(guī)模較大的專業(yè)生產廠家的產品，它能保證零配件的自產率達到99以上5、臺式灶具的點火系統(tǒng)中最關鍵的部件是點火器，點火強勁、聲音清脆的點火器能保證灶具點火的成功率和使用壽命。2021-10-27lh48燃氣灶的參數選擇燃氣灶的參數選擇6、臺式灶具燃燒系統(tǒng)中最關鍵的部件是爐頭和分火器，經過SQP防銹處理的爐頭以及鍛壓銅的分火器能保證燃燒的熱效率和較長的使用壽命。7、嵌入式灶具的熄火保護裝置是當今最先進的離子感應式，它能在0.1秒內感應熱量的存在和消失，起到意外熄火自動斷氣的作用。2021-10-27lh49燃氣灶的參數選擇燃氣灶的參數選擇根據氣種選擇燃氣灶根據氣種選擇燃氣灶 我國的

25、燃氣主要分為液化石油氣、人工煤氣和天然氣三種，各自有相適應的灶具類型，混淆使用的話不但發(fā)揮不了應有的作用，還可能產生氣體泄漏或爆炸等危險。所以在選購燃氣灶前，應該了解清楚家里使用的是哪種氣，購買時應向銷售人員說明，以選擇和氣種相匹配的燃氣灶。2021-10-27lh50使用注意事項：使用注意事項：一、氣源不同，使用的燃氣灶也應不同，這一點在選購時請注意。如果您使用的氣源發(fā)生了變化，一定要請原廠家將您的灶具作相應的改造后才能使用。二、輸氣橡膠管易老化、破裂，管的接口及彎曲處應經常檢查，若有損壞應立即更換。最好選用耐油耐壓的橡膠管。2021-10-27lh51燃氣熱水器的參數選擇燃氣熱水器的參數選擇1、產品尺寸。一般燃氣熱水器的尺寸高在500mm左右，寬在300mm左右，厚度在110mm-150mm之間。其實美觀的同時，最主要的就是安全，超薄型的安全性差，不建議。2、加熱方式。一般有普通燃燒、強制燃燒、普通強制燃燒和聚能強制燃燒等，聚能強制燃燒是目前來說最好的燃燒方式。3、溫度設定。一般的家用燃氣熱水器溫度范圍在3565之間，比如現在的數顯屏幕可以在調節(jié)的時候看到溫度顯示，非常方便。4、產品凈重（kg）。5、出水溫度