建筑設(shè)備：第七章（熱水及燃?xì)夤?yīng)）

1、第7章 熱水及燃?xì)夤?yīng)7.1 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的介紹7.1.1 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的分類 7.1.2 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的組成 7.1.3 熱水系統(tǒng)對設(shè)備和材料的要求 7.1.4 熱水供應(yīng)方式 7.2 加熱方式和加熱設(shè)備7.2.1 直接加熱方式及設(shè)備 7.2.2 間接加熱方式及設(shè)備 7.2.3 加熱設(shè)備的選擇和布置 7.3 熱水系統(tǒng)的計(jì)算7.3.1 熱水量 7.3.2 耗熱量計(jì)算 7.3.3 熱媒耗量計(jì)算 7.3.4 貯存設(shè)備容積計(jì)算 7.3.5 熱水管網(wǎng)的計(jì)算 7.4 燃?xì)夤こ?.4.1 燃?xì)饨榻B 7.4.2 城市煤氣管道介紹 7.4.3 建筑燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng) 7.4.4 燃?xì)獗砼c燃?xì)庥镁?7.3.5 民用燃?xì)?/p>

2、器具的煙氣排除 7.1.1 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的分類熱水供應(yīng)系統(tǒng)按供水范圍的大小可分為局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)、集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)和區(qū)域熱水供應(yīng)系統(tǒng)。1、局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)特點(diǎn)：供水范圍小，熱水分散制備，配水點(diǎn)較少，且和熱源較近，熱水管路短，熱損失小。適用：使用要求不高，用水點(diǎn)少且分散的建筑。熱源：宜采用蒸汽、煤氣、爐灶余熱或太陽能等。2、集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)3、區(qū)域性熱水供應(yīng)系統(tǒng)特點(diǎn)：集中加熱冷水，通過室內(nèi)熱水管網(wǎng)供各熱水點(diǎn)使用，供水范圍比集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)還要大的多。適用：要求熱水供應(yīng)的建筑甚多且較集中的城鎮(zhèn)住宅區(qū)和大型企業(yè)。熱源：同上。7.1.2 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的組成第一循環(huán)系統(tǒng)、第二循環(huán)系統(tǒng)、附件。1、熱媒系統(tǒng)

3、（第一循環(huán)系統(tǒng)）組成：熱源、水加熱器、熱媒管網(wǎng)工作過程：鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通過熱媒管網(wǎng)送到水加熱器加熱冷水，經(jīng)過熱交換，蒸汽變成冷凝水，靠余壓再送到冷凝水池，冷凝水和新補(bǔ)充的軟化水經(jīng)冷凝循環(huán)泵再送回鍋爐加熱為蒸汽。2、熱水供水系統(tǒng)（第二循環(huán)系統(tǒng)）組成：熱水配水管網(wǎng)和回水管網(wǎng)組成。工作過程：被加熱到一定溫度的熱水，從水加熱器中出來經(jīng)配水管網(wǎng)送至各個熱水配水點(diǎn)，而水加熱中的冷水由屋頂?shù)乃浠蚪o水管網(wǎng)補(bǔ)給。1、自動溫度調(diào)節(jié)裝置作用：控制水加熱器出口水溫。安裝部位：水加熱器上部或出口處。2、減壓閥作用：調(diào)節(jié)蒸汽熱媒的壓力，保證水加熱器安全工作。 安裝部位：水加熱器的蒸汽進(jìn)口管。3、疏水器作用：保證蒸汽凝結(jié)

4、水及時排放，防止蒸汽漏失。安裝部位：熱媒循環(huán)管網(wǎng)的冷凝水管上。4、自然補(bǔ)償管道和伸縮器作用：對管道受熱伸長量進(jìn)行補(bǔ)償，避免管道因承受應(yīng)力而導(dǎo)致彎曲和破裂。安裝部位：長直管段上。5、自動排氣閥作用：排除上行下給熱水管網(wǎng)中汽化產(chǎn)生的氣體，保證熱水暢通。安裝部位：管網(wǎng)的最高點(diǎn)。7.1.3 熱水系統(tǒng)對設(shè)備和材料的要求1. 防腐蝕：鍍鋅鋼管易腐蝕；銅管造價較高；塑料管材。 2. 熱脹冷縮：在熱水系統(tǒng)中必須進(jìn)行補(bǔ)償，以免損傷管道設(shè)備。3. 熱水管網(wǎng)的敷設(shè)：明裝或暗裝。為避免管道伸縮應(yīng)力破壞管網(wǎng)，立管與橫管相連應(yīng)采用乙字彎管。熱水管道在穿樓板、基礎(chǔ)和墻壁處應(yīng)設(shè)套管，讓其自由伸縮。4. 保溫：常用的保溫材料有

5、泡沫混凝土、膨脹珍珠巖、硅藻土。5. 防結(jié)垢：除垢器，除垢劑。7.1.4 熱水供應(yīng)方式1、供應(yīng)范圍（a）局部熱水供應(yīng)（b）集中供應(yīng)（c）區(qū)域供應(yīng)2、工作原理（a）自然循環(huán)（b）機(jī)械循環(huán) 3、循環(huán)動力（a）全循環(huán) （b）半循環(huán)（c）不循環(huán) 4、系統(tǒng)是否敞開（a）開式熱水供應(yīng) （b）閉式熱水供應(yīng) 5、加熱方式（a）直接加熱（一次換熱）（b）間接（二次） 6、配水管路布置方式（a）同程式（b）異程式 7、循環(huán)方式 （a）定時循環(huán) （b）全天循環(huán)2（a）自然循環(huán)的熱水供應(yīng)系統(tǒng)：特點(diǎn)：利用自然循環(huán)水頭使熱水在管路中循環(huán)流動條件：自然循環(huán)水頭循環(huán)水頭損失 P1= h12+ h 1+ h 21P2= h12

6、+ h 2+ h 21P= P2-P1= h（2- 1）P：自然循環(huán)水頭2（b）機(jī)械循環(huán)的熱水供應(yīng)系統(tǒng)：特點(diǎn)：利用水泵提供壓力使熱水在管路中循環(huán)流動條件：自然循環(huán)水頭循環(huán)水頭損失3（a）全循環(huán)供水方式：特點(diǎn)：指熱水干管、立管及支管均能保持熱水的循環(huán)，各配水龍頭隨時打開都能提供符合設(shè)計(jì)水溫要求的熱水。適用：高標(biāo)準(zhǔn)建筑， 如高級賓館、飯店、高級住宅等。3（b）半循環(huán)供水方式：立管循環(huán)供水方式：熱水干管和立管均能保持熱水的循環(huán)。適用：供水的高層建筑中。3（b）半循環(huán)供水方式：干管循環(huán)供水方式： 僅保持熱水干管的熱水循環(huán)。適用：多用于定時供應(yīng)熱水的建筑中。3（c）不循環(huán)供水方式：適用：適用于熱水供應(yīng)系

7、統(tǒng)較小，使用要求不高的定時供應(yīng)系統(tǒng)，如：公共浴室、洗衣房等。特點(diǎn)：沒有循環(huán)管道。4（a）開式供水方式：特點(diǎn)：在管網(wǎng)頂部設(shè)水箱，管網(wǎng)與大氣相通，系統(tǒng)水壓決定于水箱的設(shè)置高度，而不受室外給水管網(wǎng)的水壓的波動影響。適用：室外水壓變化較大，且用戶要求水壓穩(wěn)定時采用。注意：該方式必須設(shè)置高位冷水箱和膨脹管。 4（b）閉式供水方式：特點(diǎn)：在熱水配水系統(tǒng)中各配水點(diǎn)關(guān)閉后，整個系統(tǒng)與大氣隔絕，形成一個密閉的系統(tǒng)。冷水直接進(jìn)入加熱器，管路簡單，水質(zhì)不易受污染，但供水水壓穩(wěn)定性差，安全可靠性差。適用：屋頂不設(shè)水箱且對供水壓力要求不太嚴(yán)格的建筑采用。 5（a）直接加熱（一次換熱）供水方式：特點(diǎn)：熱水鍋爐將冷水直接加

8、熱到所需的溫度，或?qū)⒄羝苯油ㄟ^冷水混合制備熱水。前者熱效率高，節(jié)能；后者設(shè)備簡單熱效率高，不需凝水管，但噪音高，運(yùn)行費(fèi)用高。適用：適用于具有合格的蒸汽熱媒，且對噪音無嚴(yán)格要求的公共浴室，洗衣房、工礦企業(yè)等。5（b）間接加熱（二次換熱）供水方式：特點(diǎn)：將熱媒通過水加熱器把熱量傳遞給冷卻水達(dá)到加熱冷水的目的，在加熱過程中熱媒和冷水不接觸。該方式冷凝水可重復(fù)使用，運(yùn)行費(fèi)用低，不產(chǎn)生噪音，供水穩(wěn)定。適用：適用于要求供水穩(wěn)定、安全、噪音要求低的旅館、住宅、醫(yī)院、辦公樓等建筑。6（a）同程式 （b）異程式：同程式：在熱水循環(huán)系統(tǒng)中每一個循環(huán)環(huán)路的長度均相等，所有環(huán)路的水頭損失均相同。異程式：在熱水循環(huán)系

9、統(tǒng)中每一個循環(huán)環(huán)路的長度各不相同，所有環(huán)路的水頭損失也各不相同。 7.2.1 直接加熱方式及設(shè)備（1）直接加熱直接把冷水加熱或以蒸汽為熱媒與冷水直接混合；熱效率高。 （2）常用的直接加熱設(shè)備1、小型鍋爐 2、汽水混合加熱器 3、太陽能熱水器 4、家用型熱水器 7.2.2 間接加熱方式及設(shè)備（1）間接加熱熱媒（蒸汽或過熱水）通過加熱設(shè)備內(nèi)部的熱交換面將熱量傳遞給需加熱的冷水；熱效率較低。（2）常用的間接接加熱設(shè)備1、容積式水加熱器 2、半容積式水加熱器 3、快速式水加熱器 4、半即熱式水加熱器 5、加熱水箱和熱水貯水箱 小型鍋爐根據(jù)燃料分為：燃煤、燃油、燃?xì)?；根?jù)外形分為：立式、臥式優(yōu)點(diǎn)：1）設(shè)

10、備簡單，占地小，效率高；2）穩(wěn)定，水溫波動小。缺點(diǎn)：1）鍋爐易結(jié)垢； 2）加熱速度慢。 汽水混合加熱器原理：將清潔的蒸汽通過噴射器噴入貯水箱的冷水中、使水汽充分混合而加熱水，蒸汽在水中凝結(jié)成熱水，優(yōu)點(diǎn)：熱效率高，設(shè)備簡單、緊湊，造價較低。缺點(diǎn)：噴射器有噪音，需設(shè)法隔除。太陽能熱水器：4. 家用型熱水器在無集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的居住建筑中，可以設(shè)置家用熱水器來供應(yīng)洗浴熱水?，F(xiàn)有燃?xì)鉄崴骷半娏崴鞯?，燃?xì)鉄崴饕褟V泛應(yīng)用，唯在通氣不足的情況，容易發(fā)生使用者中毒或窒息的危險(xiǎn)，因此禁止將其安裝在浴室、衛(wèi)生間等處，必須設(shè)置在通風(fēng)良好處。 容積式水加熱器優(yōu)點(diǎn)：1）效果穩(wěn)定，水溫波動?。?）既可加熱，又可貯

11、熱；3）設(shè)置地點(diǎn)不受限。缺點(diǎn)：1）加熱速度慢；2）容積利用率低；3）占地面積大；4）熱效率較低。適用：賓館、醫(yī)院等要求水溫穩(wěn)定的建筑。半容積式水加熱器是帶有適量貯存和調(diào)節(jié)容積的內(nèi)藏式容積式水加熱器。優(yōu)點(diǎn)：體積小、加熱快、熱交換充分、供水溫度穩(wěn)定、節(jié)水節(jié)能缺點(diǎn)：但由于內(nèi)循環(huán)泵不間斷地運(yùn)行，需要有極高的質(zhì)量保證。3、快速式水加熱器優(yōu)點(diǎn)：1）加熱速度快；2）占地面積小。缺點(diǎn)：1）流速大，噪音高；2）水頭損失大；3）不能貯水，水溫有波動；4）熱效率較低。適用：生產(chǎn)車間和工業(yè)企業(yè)生活間。4、半即熱式水加熱器具有超前控制，具有少量貯存容積的快速式水加熱器。優(yōu)點(diǎn)：半即熱式水加熱器具有快速加熱被加熱水，浮動盤

12、管自動除垢的優(yōu)點(diǎn)，其熱水出水溫度一般能控制在62.2內(nèi)，且體積小，節(jié)約占地面積。適用：各種不同負(fù)荷需求的機(jī)械循環(huán)熱水供應(yīng)系統(tǒng)。5、加熱水箱和熱水貯水箱加熱水箱：在水箱中安裝蒸汽多孔管或蒸汽噴射器，可構(gòu)成直接加熱水箱；在水箱中安裝排管或盤管即構(gòu)成間接加熱水箱。熱水貯水箱（罐）：以調(diào)節(jié)水量，穩(wěn)定出水溫度。優(yōu)點(diǎn)：1）設(shè)備簡單，成本低，熱效率高；2）既可加熱又可貯熱缺點(diǎn)：1）設(shè)置地點(diǎn)受限；2）對蒸汽品質(zhì)有要求。7.2.3 加熱設(shè)備的選擇和布置(1) 當(dāng)采用自備熱源時，宜采用直接加熱直接供應(yīng)熱水的燃油、燃?xì)鉄崴畽C(jī)組，并可采用間接加熱間接供應(yīng)熱水的自帶換熱器的機(jī)組或外配容積式、半容積式水加熱器的熱水機(jī)組。

13、(2) 當(dāng)采用蒸汽或高溫水為熱源時，有條件時盡可能利用工業(yè)余熱、廢熱、地?zé)帷?(3) 當(dāng)無蒸汽、高溫水等熱源且無條件利用燃?xì)?，燃油等燃料時，電力充沛的地區(qū)可采用電熱水器。7.3.1 熱水量熱水供應(yīng)系統(tǒng)的小時熱水用水量精確計(jì)算，應(yīng)根據(jù)建筑物的日熱水量小時變化曲線確定。在缺少日熱水量小時變化曲線的資料時，可按下列方法計(jì)算。1. 根據(jù)熱水的使用單位數(shù)及其用水定額來確定適用范圍：住宅（人口數(shù)5）、醫(yī)院、療養(yǎng)院、賓館等建筑。 Qr = Kh （mqr/T） Qr：設(shè)計(jì)熱水用量；L/h； Kh：熱水的時變化系數(shù)； m：用水單位數(shù)，人； qr：熱水定額， L/人，d； T：一天內(nèi)熱水供應(yīng)時間，h。2.根據(jù)使

14、用熱水的衛(wèi)生器具及用水定額來確定： 適用范圍：住宅（人口數(shù)4）、工業(yè)企業(yè)生活間、公共浴室、影劇院、體育館 Qr =nqhb Qr：設(shè)計(jì)小時用水量，L/h； qh：衛(wèi)生器具1次或1小時熱水用量，L/h； n：同類衛(wèi)生器具數(shù)量； b：同時使用百分?jǐn)?shù)。7.3.2 耗熱量計(jì)算集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)小時耗熱量按下式計(jì)算： Q = CB（Tr-Tl）Qr Q：設(shè)計(jì)小時耗熱量，kJ/h； Qr：設(shè)計(jì)小時熱水量，L/h； Cb：水的比熱， Cb=4.19kJ/kg Tr，Tl： 熱、冷水的溫度。7.3.3 熱媒耗量計(jì)算1、采用蒸汽直接加熱： Gm =（1.11.2）Q/（im-ir） Gm：蒸汽耗量，kg/h

15、; 1.11.2：熱媒系統(tǒng)的熱損失系數(shù)； Q：設(shè)計(jì)小時耗熱量，kJ/h； im: 蒸汽熱焓，kJ/kg； ir：蒸汽與冷水混合后的熱焓，irCbTr ，kJ/kg。、采用蒸汽間接加熱：Gm =（1.11.2）Q/rh （rh 為蒸汽的汽化熱） 3、采用熱水間接加熱： Gm =（1.11.2）Q/ Cb（Tmc-Tmz）7.3.4 貯存設(shè)備容積計(jì)算貯水容積按下式計(jì)算確定： VT Q/ 60 (Tr-Tl)Cb 式中：V貯水器的貯水容積，L； T查表7-6，min； 此外，容積式水加熱器或加熱水箱當(dāng)冷水從下部進(jìn)入，熱水從上部送出，其計(jì)算容積應(yīng)附加2025。 7.3.5 熱水管網(wǎng)計(jì)算1. 無循環(huán)管的

16、熱水管網(wǎng)計(jì)算這種熱水管網(wǎng)只有熱水的配水管網(wǎng)，其計(jì)算方法與給水管網(wǎng)計(jì)算相同，但由于熱水的重度比冷水小、熱水管較易結(jié)水垢，管道的管徑及水頭損失計(jì)算應(yīng)使用熱水管道水力計(jì)算表；局部水頭損失可按沿程損失的2030計(jì)算，管內(nèi)水流速度不宜大于1.2ms，流速過高易引起噪音。2. 有循環(huán)管的熱水管的計(jì)算這種熱水管網(wǎng)有配水管也有循環(huán)管或稱回水管，管網(wǎng)形成環(huán)式管網(wǎng)，一般用于較大型的建筑的集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)中，供水系統(tǒng)復(fù)雜，供水管線較長，使計(jì)算復(fù)雜。 7.4.1 燃?xì)饨榻B燃?xì)庥址Q煤氣，一般有人工煤氣、天然氣及液化石油氣三大類。人工煤氣包括以煤炭為原料的煤氣及以石油為原料的油制氣。其主要成份為氫、一氧化碳及甲烷(CH4

17、)。煤制氣的熱值較低，均低于20000kJ/m3，熱裂化油制氣熱值為38000kJ/m3。天然氣的主要成份為甲烷。熱值比人工煤氣高，一般為4000050000kJm3。液化石油氣的主要成份為多種碳?xì)浠衔?，熱值最高，一般?10000120000kJm3范圍內(nèi)。7.4.2 城市煤氣管道介紹煤氣管道的輸送壓力(P)分為以下五個級別 壓力分級低壓中壓高壓BABA壓力值(kPa) P5 5P200 200P400 400P800 800P1600 7.4.3 建筑燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)建筑燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)一般有用戶引入管、水平干管、立管、用戶支管、燃?xì)庥?jì)量表、用具連接管和燃?xì)庥镁呓M成。 7.4.4 燃?xì)獗砼c燃?xì)馄骶?. 燃?xì)獗?2.