第6章建筑熱水供應系統(tǒng)

1、第6章 建筑熱水供應系統(tǒng) 重點：建立熱水系統(tǒng)循環(huán)流動及兩個循環(huán)系統(tǒng)的概念，正確選用熱水供應方式，了解應用在熱水供應系統(tǒng)的特殊附件及管道保溫敷設等特點。掌握設計小時耗熱量的計算方法，并能正確選用加熱或貯熱設備。6.1 熱水供應系統(tǒng)的分類、組成 v6.1.1熱水供應系統(tǒng)的分類 :建筑熱水供應系統(tǒng)按熱水供水范圍的大小，可分為集中熱水供應系統(tǒng)和局部熱水供應系統(tǒng)。v局部熱水供應系統(tǒng)供熱范圍小，熱水分散制備。一般靠近用水點設置小型加熱設備供一個或幾個配水點使用，熱水管路短，熱損失小。適用于使用要求不高，用水點少而分散的建筑。 v集中制備，用管道輸送到各配水點。一般在建筑內設專用鍋爐房或熱交換間，由加熱設備

2、將水加熱后，供一幢或幾幢建筑使用。適用于使用要求高，耗熱量大，用水點多且分布較密集的建筑。 6.1.2熱水供應系統(tǒng)的組成 v熱媒系統(tǒng)（第一循環(huán)系統(tǒng)）:由熱源、水加熱器和熱媒管網(wǎng)組成。 可利用冷凝水的水量和熱量,保持水加熱器的水溫穩(wěn)定。v熱水供水系統(tǒng)（第二循環(huán)系統(tǒng)） ：由熱水配水管網(wǎng)和回水管網(wǎng)組成。 防止水因停止流動而冷卻，保持各用水點的水溫穩(wěn)定，達到使用要求。v附件 ：有溫度自動調節(jié)器、疏水器、減壓閥、安全閥、膨脹罐、管道補償器、閘閥、水嘴等 6.2 熱水供水方式 v熱水供水方式按管網(wǎng)壓力工況的特點可分為開式和閉式兩類。v開式熱水供水方式中一般是在管網(wǎng)頂部設有水箱，管網(wǎng)與大氣 連通，系統(tǒng)內的水

3、壓取決于水箱的設置高度，而不受室外給水管網(wǎng)水壓波動的影響。v閉式熱水供水方式中管網(wǎng)不與大氣相通，冷水直接進入水加熱器，需設安全閥，有條件時還可以考慮設隔膜式壓力膨脹罐或膨脹管，以確保系統(tǒng)的安全運轉 v1a.開式供水方式v特點：在管網(wǎng)頂部設水箱，管網(wǎng)與大氣相通，系統(tǒng)水壓決定于水箱的設置高度，而不受室外給水管網(wǎng)的水壓的波動影響。v適用：室外水壓變化較大，且用戶要求水壓穩(wěn)定時采用。v注意：該方式必須設置高位冷水箱和膨脹管v1b.閉式供水方式v特點：冷水直接進入加熱器，管路簡單，水質不易受污染，但供水水壓穩(wěn)定性差，安全可靠性差。v適用：屋頂不設水箱且對供水壓力要求不太嚴格的建筑采用。v注意：為了確保系

4、統(tǒng)的安全運轉，需設安全閥。6.2 熱水供水方式v根據(jù)熱水加熱方式的不同有直接加熱和間接加熱之分 v直接加熱也稱一次換熱，是利用以燃氣、燃油、燃煤為燃料的熱水鍋爐，把冷水直接加熱到所需要的溫度，或是將蒸汽直接通入冷水混合制備熱水。僅適用于具有合格的蒸汽熱媒、且對噪聲無嚴格要求的公共浴室、洗衣房、工礦企業(yè)等用戶。 v間接加熱也稱二次換熱，是將熱媒通過水加熱器把熱量傳遞給冷水達到加熱冷水的目的，在加熱過程中熱媒與被加熱水不直接接觸。該方式的優(yōu)點是回收的冷凝水可重復利用 ，適用于要求供水穩(wěn)定、安全，噪聲要求低的旅館、住宅、醫(yī)院、辦公樓等建筑。 6.2 熱水供水方式v根據(jù)熱水管網(wǎng)設置循環(huán)管網(wǎng)的方式不同，

5、有全循環(huán)、半循環(huán)、無循環(huán)熱水供水方式之分 v全循環(huán)熱水供水方式用于有特殊要求的高標準建筑中，如：高級賓館、飯店，大型醫(yī)院、高級建筑等 v半循環(huán)方式又分為立管循環(huán)和干管循環(huán)熱水供水方式。立管循環(huán)熱水供水方式多用于設有全日供應熱水的建筑和設有定時供應熱水的建筑中，干管循環(huán)水供水方式多用于采用定時供應熱水的建筑中 v無循環(huán)熱水供水方式用于公共浴室、洗衣房等。 全循環(huán)供水方式全循環(huán)供水方式半循環(huán)：干管循環(huán)方式半循環(huán)：干管循環(huán)方式半循環(huán)：干管循環(huán)方式半循環(huán)：干管循環(huán)方式不循環(huán)供水方式不循環(huán)供水方式6.2 熱水供水方式根據(jù)熱水循環(huán)系統(tǒng)中采用的循環(huán)動力不同有設循環(huán)水泵的機械強制循環(huán)方式和不設循環(huán)水泵靠熱動力

6、差循環(huán)的自然循環(huán)方式。v根據(jù)熱水配水管網(wǎng)水平干管的位置不同，還有上行上給供水方式和上行下給的供水方式。 6.3 熱水供應系統(tǒng)的加熱設備和器材 v6.3.1加熱設備加熱設備 v小型鍋爐：集中熱水供應系統(tǒng)采用的小型鍋爐有燃煤、燃油、燃氣和電鍋爐四種。目前，在發(fā)達國家加熱設備以使用大型電加熱設備和燃油鍋爐為主。 v水加熱器 ：有容積式、快速式、半容積式、半即熱式水加熱器等。v容積式水加熱器是內部設有熱媒導管的熱水貯存容器，具有加熱冷水和貯備熱水兩種功能，熱媒為蒸汽或熱水。有臥式、立式之分。 FlashFlash格式演示動畫格式演示動畫在這里單擊鼠標左鍵播放在這里單擊鼠標左鍵播放j優(yōu)點：具有較大的貯存

7、和調節(jié)能力，被加熱水通過時壓力損失較小，用水點壓力變化平穩(wěn)，出水水溫穩(wěn)定。j缺點：被加熱水流速緩慢，傳熱系數(shù)小，體積龐大。水加熱器v快速式水加熱器 ：具有效率高，體積小，安裝搬運方便的優(yōu)點，但不能貯存熱水，用水水頭損失大，在熱媒或被加熱水壓力不穩(wěn)定時，出水溫度波動較大，僅適用于用水量大，而且比較均勻的熱水供應系統(tǒng)或建筑物熱水采暖系統(tǒng)。當設有貯熱水箱時，也可采用。v半容積式水加熱器有體型?。ㄙA熱容積比同樣加熱能力的容積式水加熱器減少2/3）、加熱快、換熱充分、供水溫度穩(wěn)定、節(jié)水節(jié)能的優(yōu)點，但由于內循環(huán)泵不間斷地運行，需要有極高的質量保證。 水加熱器v半即熱式水加熱器有快速加熱被加熱水，浮動盤管自

8、動除垢的優(yōu)點，其熱水出水溫度一般能控制在2.2內，且體積小，節(jié)省占地面積，適用于各種不同負荷需求的機械循環(huán)熱水供應系統(tǒng)。v加熱水箱和熱水貯水箱 ：加熱水箱適用于公共浴室等用水量大而均勻的定時熱水供應系統(tǒng)。熱水貯水箱（罐）是一種專門調節(jié)熱水量的容器?？稍谟盟痪鶆虻臒崴到y(tǒng)中設置，以調節(jié)水量，穩(wěn)定出水溫度。 6.3.2器材、附件器材、附件 v自動溫度調節(jié)裝置 ：當水加熱器的出水溫度需要控制時，可采用自動溫度調節(jié)器。v減壓閥 ：當水加熱器采用的熱媒為蒸汽時，若蒸汽供應管網(wǎng)的壓力遠大于水加熱器所規(guī)定的蒸汽壓力，應設減壓閥把蒸汽壓力降到需要值，才能保證設備使用安全 v疏水器：為保證蒸汽凝結水及時排

9、放，同時又防止蒸汽漏失，在蒸汽的凝結水管段上應裝設疏水器 l 自動溫度調節(jié)裝置l 作用：控制出水水溫6.3.2器材、附件器材、附件v自動排氣閥：為了排除上行下給式管網(wǎng)中熱水氣化產(chǎn)生的氣體，以保證管內熱水暢通，應在該管網(wǎng)的最高處安裝自動排氣閥。v自然補償管道和伸縮器 ：熱水系統(tǒng)中管道因受熱膨脹而伸長，為保證管網(wǎng)使用安全，在熱水管網(wǎng)上應采取補償管道溫度伸縮的措施，以避免管道因為承受了超過自身許可的內應力而導致彎曲或破裂。 v膨脹管及膨脹罐：在開式熱水供應系統(tǒng)中應設膨脹管 。閉式熱水供應系統(tǒng)中設置的隔膜式壓力膨脹水箱（罐）來代替。 6.4 熱水管道的布置與敷設熱水管道的布置與敷設 v考慮管道排氣與泄

10、水 為避免管道中積存氣體，影響過水能力和增加管道腐蝕，在上行下給式系統(tǒng)配水干管的最高點，應設排氣裝置，如自動排氣閥；下行上給式熱水配水系統(tǒng)可利用最高配水點排氣 。熱水橫管應有不小于0.003的坡度直線向泄水裝置，以便排氣和泄水。泄水裝置設在系統(tǒng)的最低點。 v管道的脹縮措施 ：采取自然補償或設置補償器的方法來解決 6.4 熱水管道的布置與敷設熱水管道的布置與敷設v熱水管穿過建筑物頂棚、樓板、墻壁和基礎時，均應加套管。v考慮水的熱脹冷縮:設膨脹管（罐、水箱）v考慮管道保溫：包扎保溫材料。保溫措施見有關采暖設計手冊。 6.5 水質、水溫及熱水用水量定額水質、水溫及熱水用水量定額 v6.5.1熱水水質

11、熱水水質 v6.5.2水溫水溫 v冷水計算溫度見教材表6-5v熱水鍋爐和水加熱器出口最高溫度見表6-6v最不利點的最低水溫見教材表6-6v6.5.3熱水用水定額熱水用水定額 v一是根據(jù)建筑物的使用性質和內部衛(wèi)生器具的完善程度來確定，其水溫按60計算，見表6-7。 v衛(wèi)生器具1次和1h熱水用水定額，其水溫隨衛(wèi)生器具不同，水溫要求也不同，見表6-8。6.6 熱水量、耗熱量、熱媒耗量的計算熱水量、耗熱量、熱媒耗量的計算 v6.6.1熱水量計算熱水量計算 v根據(jù)熱水用水定額和用水計算單位數(shù)計算 v根據(jù)使用熱水的衛(wèi)生器具數(shù)和小時用水量同時使用百分數(shù)計算 TmqKQrhrnbqQrr6.6.2熱水耗熱量計

12、算熱水耗熱量計算 v設計小時耗熱量：為供應用水設備、衛(wèi)生器具最大1小時熱水所消耗的熱量。)(lrrttCQW6.6.2熱水耗熱量計算熱水耗熱量計算v設有集中熱水供應系統(tǒng)的居住小區(qū)的設計小時耗熱量疊加計算，當公共建筑的最大用水時時段與住宅的最大用水時時段不一致時，應按住宅設計小時耗熱量加公共建筑的平均小時耗熱量疊加計算。耗熱量，當公共建筑的最大用水時時段與住宅的最大用水時時段一致時，應按兩者的設計小時。6.6.3熱媒耗量計算熱媒耗量計算 v一、蒸汽耗量v1.直接加熱時蒸汽耗量v加熱前熱量為v加熱后熱量為v熱量平衡，另外Qr=Qlv可得llqCtQiGWrrrhCtQGCtWrrlrrCtiWCt

13、ittCQG2 . 11 . 1)(2 . 11 . 16.6.3熱媒耗量計算熱媒耗量計算v2.間接加熱時蒸汽耗量v二、熱媒水耗量WG2 . 11 . 1)(2 . 11 . 1mzmcmsttCWG6.7 熱水加熱及貯存設備的選擇計算熱水加熱及貯存設備的選擇計算 v6.7.1 加熱設備的選擇計算加熱設備的選擇計算 v1.水加熱器傳熱面積 v2.熱水貯水器容積的計算 ：貯水器的貯熱量可按經(jīng)驗，由表6-19確定。 jtKWF2 . 11 . 122zcmzmcjttttt6.8 熱水供應系統(tǒng)管網(wǎng)的水力計算熱水供應系統(tǒng)管網(wǎng)的水力計算 v水力計算的目的是確定各管網(wǎng)的管徑、水頭損失和選擇設備、附件。v

14、6.8.1熱水配水管網(wǎng)計算熱水配水管網(wǎng)計算 v熱水配水管網(wǎng)的計算方法、步驟與給水管道的計算方法、步驟相同。 v熱水管道中的水流速度不宜大于1.5m/s，當管徑25mm時，宜采用0.6 m/s0.8 m/s；根據(jù)所供給的水壓大小確定，一般為0.8 m/s1.5 m/s； v計算時應采用熱水管道水力計算表來確定管徑和單位長度的水頭損失。v熱水管道的設計秒流量按冷水管道的設計秒流量公式計算。 6.8.2循環(huán)管網(wǎng)計算循環(huán)管網(wǎng)計算 v其目的為確定回水管管徑。當循環(huán)管道采用自然循環(huán)時，要計算自然壓力值和循環(huán)水頭損失來確定自然循環(huán)能否實現(xiàn)。采用機械循環(huán)時，要根據(jù)循環(huán)流量、循環(huán)附加流量和循環(huán)水頭損失來選擇循環(huán)

15、水泵。 v一、自然循環(huán)管網(wǎng)的計算方法、步驟v1.在管網(wǎng)中選取最不利環(huán)路，即循環(huán)水頭損失最大的環(huán)路為計算環(huán)路 v2.初定計算環(huán)路中回水管各管段管徑，一般比相應的配水管小1號 一、自然循環(huán)管網(wǎng)的計算方法、步驟v3.確定計算配水管路的溫降，即加熱設備出水溫度與最不利配水點的溫度差。一般取510，系統(tǒng)較大時宜取上限值 v4.計算循環(huán)管網(wǎng)中各配水管段的熱損失W及其總的損失 )2)(1 (jzcstttDLKW一、自然循環(huán)管網(wǎng)的計算方法、步驟v5.計算總循環(huán)流量及計算環(huán)路各管段的循環(huán)流量v6.計算管路各點的實際水溫 ：以校核最不利配水點的水溫是否能滿足設計要求。v熱水供應系統(tǒng)中，鍋爐或水加熱器的出水溫度與

16、熱水供應系統(tǒng)中，鍋爐或水加熱器的出水溫度與配水點的最低溫度差，不得大于配水點的最低溫度差，不得大于10 10 v7.計算環(huán)路通過循環(huán)流量時所產(chǎn)生的循環(huán)水頭損失H值 tWQsx163. 1一、自然循環(huán)管網(wǎng)的計算方法、步驟v8.計算計算環(huán)路的自然壓力值 v9.確定系統(tǒng)是否能進行自然循環(huán) 將自然壓力值Hzr與循環(huán)水頭損失H進行比較，若Hzr1.35H，則能自然循環(huán)。否則，可放大回水管管徑，減小循環(huán)水頭損失值，以滿足以上條件。當調整管徑在經(jīng)濟上不合理時，應采用機械循環(huán)方式。 )(1043hHzr二、強制循環(huán)管網(wǎng)的計算 v1.全日機械循環(huán)管網(wǎng)計算包括：確定回水管管徑，計算管路中配水管的熱損失、各管段通過的循環(huán)流量、循環(huán)附加流量及其水頭損失，確定水泵的流量及揚程?；厮艿墓軓娇砂幢认鄳呐渌芄軓叫?2號來確定。熱損失和循環(huán)流量的計算方法、步驟均同自然循環(huán)管網(wǎng)。 v2.定時機械循環(huán)管網(wǎng)的計算包括：確定回水管管徑和循環(huán)水泵的流量、揚程。其回水管管徑確定方法同全日強制循環(huán)管網(wǎng)。 6.8.3熱媒管網(wǎng)計算熱媒管網(wǎng)計算 v根據(jù)熱源不同，熱媒管網(wǎng)分為蒸汽管網(wǎng)和熱水管網(wǎng)。蒸