建筑设备工程第6章-建筑热水供应系统课件.ppt

1、第第6章章 建筑热水供应系统建筑热水供应系统6.1建筑热水供应系统的组成与供水方式建筑热水供应系统的组成与供水方式6.2热水供应系统的主要设备热水供应系统的主要设备6.3热水供应系统的管材和附件热水供应系统的管材和附件6.4热水供应系统的管道敷设与保温热水供应系统的管道敷设与保温第六章第六章6.5建筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介6.6高层建筑热水供应系统高层建筑热水供应系统6.7饮水供应饮水供应思考题与习题思考题与习题6.1建筑热水供应系统的组成与供水方式建筑热水供应系统的组成与供水方式6.1.1建筑热水供应系统的分类建筑热水供应系统的分类 按热水供应范围,建筑内热水供

2、应系统可分为局部热水供应系统和集中热水供应系统。局部热水供应系统是指供给单个或数个配水点所需热水的小型系统。局部热水供应的范围较小,热水分散制备。一般靠近用水点设置小型加热设备供一个或几个配水点使用,热水管路短,热损失小,适用于使用要求不高,用水点少而分散的建筑,如建筑内的餐厅、理发店、洗衣房、浴室等的热水供应。集中热水供应系统是指供给一幢或数幢建筑物所需热水的系统。集中热水供应的范围较大,热水集中制备,利用管道输送到各配水点。一般在建筑内设专用锅炉房或热交换间,由加热设备将水加热后,供一幢或几幢建筑使用,适用于使用要求高、耗热量大、用水点多且分布较密集的建筑,如宾馆的客房、餐厅、洗衣房、浴室

3、全部可供热水,类似数幢建筑内的热水供应以及建筑小区的热水供应。6.1建筑热水供应系统的组成与供水方式建筑热水供应系统的组成与供水方式6.1.2建筑热水供应系统的组成建筑热水供应系统的组成 建筑热水供应系统主要由热媒系统、热水系统、附件三部分组成。热媒系统由热源、水加热器和热媒管网组成,又称第一循环系统。热水系统主要由换热器、供热水管道、循环加热管道、供冷水管道等组成,又称第二循环管道系统。附件包括蒸汽、热水的控制附件及管道的连接附件,如温度自动调节器、疏水阀、减压阀、安全阀、膨胀管、管道补偿器、闸阀、水嘴、止回阀等。6.1.3热水供水方式热水供水方式1.按热水加热方式分 热水供水方式按热水加热

4、方式不同分为直接加热和间接加热。直接加热是利用以燃气、燃油、燃煤为燃料的热水锅炉,把冷水直接加热到所需温度,或者是将蒸汽或高温水通过穿孔管或喷射器直接通入冷水混合制备热水。直接加热具有热效率高、节能的特点,特别是蒸汽直接加热方式,设备简单,热效率高,投资省。但其噪声大,对蒸汽质量6.1建筑热水供应系统的组成与供水方式建筑热水供应系统的组成与供水方式要求高,锅炉供水量大,且需对补充水进行水质处理,故运行费用高。直接加热方式仅适用于具有合格的蒸汽且对噪声无严格要求的公共浴室、洗衣房、工矿企业等。间接加热是将热媒通过水加热器把热量传递给冷水以达到加热的目的,在加热过程中热媒与被加热水不直接接触。该方

5、式的优点是可重复利用冷凝水,只需对少量补充水进行软化处理,运行费用低,且不产生噪声,蒸汽不会对热水产生污染,供水安全稳定。间接加热方式适用于供水要求稳定、安全且噪声要求严格的旅馆、住宅、医院、办公楼等建筑。2.按热水管网的循环方式分 热水供水方式按热水管网的循环方式不同,分为全循环、半循环和无循环热水供应系统。全循环热水供应系统是指热水干管、热水立管及热水支管均能保持热水的循环,各配水龙头随时打开均能提供符合设计水温要求的热水,该方式用于有特殊要求的高标准建筑中,如高级宾馆、饭店,高级住宅等。半循环热水供水方式又分为立管循环和干管循环。立管循环热水供水方式是指热水干管和热水立管内均能保持6.1

6、建筑热水供应系统的组成与供水方式建筑热水供应系统的组成与供水方式有热水的循环,打开配水龙头时只需放掉热水支管中少量的存水,就能获得规定温度的热水,该方式多用于设有全日供应热水的建筑和设有定时供应热水的高层建筑中;干管循环热水供应方式是指仅保持热水干管内的热水循环,多用于定时供应热水的建筑中。无循环式热水供应系统中冷水从发热器(或换热器)流出的被加热的热水再流经热水供应管道至用水器具,热水管道内的水不能返回发热器(或换热器),亦即无循环(又称无回水)。循环式热水供应系统根据供回水环路的长度不同又分为同程式和异程式两种。同程式指从加热器的热水管出口,经热水配水管、回水管,再回到加热器为止的任何循环

7、管路的长度几乎是相等的,使各立管环路的阻力在均等条件下进行热水循环,防止在近立管内产生热水短路现象;异程式指各环路的长度不同,循环中会出现短路现象,难以保证各点供水温度均匀。3.按热水系统是否敞开分 热水供水方式按热水系统是否敞开可分为开式热水供水方式和闭式热水供水方式。开式热水供水方式一般是在管网顶部设有水箱,管网与大气连通,系统内的水压仅取决于水箱的设置高度,而不受室外 6.1建筑热水供应系统的组成与供水方式建筑热水供应系统的组成与供水方式给水管网水压波动的影响。闭式热水供水方式中管网不与大气相通,冷水直接进入水加热器,需设安全阀,有条件时还可以考虑设隔膜式压力膨胀罐或膨胀管,以确保系统的

8、安全运转。另外,热水供水方式按热水配水管网干管的位置不同,分为下行上给供水方式和上行下给供水方式;按循环动力不同,分为机械强制循环方式和自然循环方式。选用何种热水供水方式应根据建筑物用途、热源的供给情况、热水用水量和卫生器具的布置情况进行技术和经济比较后确定。6.2热水供应系统的主要设备热水供应系统的主要设备建筑内热水供应系统的主要设备有发热设备、换热设备、储热设备等。6.2.1发热设备发热设备1.锅炉 锅炉是最常用的发热设备,常用的锅炉有燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电热锅炉。6.2热水供应系统的主要设备热水供应系统的主要设备2.燃气热水器燃气热水器的热源有天然气、焦炉煤气、液化石油气和混合

9、煤气四种。依照燃气压力有低压(p5kPa)、中压(5kPap150kPa)热水器之分。民用和公共建筑中生活、洗涤用燃气热水设备一般均采用低压,工业企业生产所用燃气热水器可采用中压。此外,按加热冷水方式不同,燃气热水器有直流快速式和容积式之分。容积式燃气热水器具有一定的储水容积,使用前应预先加热,可供几个配水点或整个管网,可用于住宅、公共建筑和工业企业的局部或集中的热水供应。3.电热水器 电热水器是把电能通过电阻丝变为热能加热冷水的设备,一般以成品在市场上销售。电热水器产品有快速式和容积式两种。快速式电热水器无储水容积或储水容积很小,不需在使用前预先加热,在接通水路和电源后即可得到被加热的热水。

10、容积式电热水器具有一定的储水容积,其容积可由10L到10m3。该种热水器在使用前需预先加热,可同时供应几个热水用水点在一段时间内使用,一般适用于局部供水和管网供水系统。6.2热水供应系统的主要设备热水供应系统的主要设备4.太阳能热水器太阳能热水器是将太阳能转换成热能并将水加热的装置。其优点是:结构简单、维护方便、节省燃料、运行费用低、不存在环境污染的问题。缺点是:受天气、季节、地理位置等影响不能连续稳定运行,为满足用户要求需配置储热和辅助加热设施,占地面积较大,布置受到一定的限制。太阳能热水器按组合形式分为装配式和组合式两种。装配式太阳能热水器一般为小型热水器,即将集热器、储热水箱和管路由工厂

11、装配出售,适用于家庭和分散使用场所。组合式太阳能热水器,即将集热器、储热水箱、循环水泵、辅助加热设备按系统要求分别设置而组成,适用于大面积供应热水系统和集中供应热水系统。太阳能热水器按热水循环系统不同分为自然循环和机械循环两种。自然循环太阳能热水器是靠水温差产生的热虹吸作用进行水的循环加热,该种热水器运行安全可靠,不需用电和专人管理,但储热水箱必须装在集热器上面,同时使用的热水会受到时间和天气的影响。机械循环太阳能热水器是利用水泵强制水进行循环的系统。6.2热水供应系统的主要设备热水供应系统的主要设备在热水供应中,常用的换热设备有混合式换热器和间壁式换热器。前者称直接换热器,它通过换热流体的直

12、接接触与混合的作用来进行热量交换;后者通过金属壁面把冷热流体隔开并进行传热,又称间接换热器。间接换热器在建筑热水供应中应用十分广泛。水加热器是间接换热方式中的换热设备。长期以来,我国采用的间接换热器主要是传统的容积式水加热器。随后,新型换热设备如快速式、半容积式、半即热式水加热器相继问世。1.容积式水加热器容积式水加热器是内部设有热媒导管的热水储存容器,具有加热冷水和储备热水两种功能,热媒为蒸汽或热水,有卧式、立式之分。容积式水加热器的优点是具有较大的储存和调节能力,被加热水通过时压力损失较小,用水点处压力变化平稳,出水水量较为稳定。但该6.2.2换热设备换热设备6.2热水供应系统的主要设备热

13、水供应系统的主要设备1.容积式水加热器加热器中,被加热水流速缓慢,传热系数小,热交换效率低,且体积庞大占用过多的建筑空间,在热媒导管中心线以下约有30%的储水容积是低于规定水温的常温水或冷水,所以储罐的容积利用率也很低。2.半容积式水加热器半容积式水加热器是带有适量储存与调节容积的内藏式容积式水加热器,由储热水罐、内藏式快速换热器和内循环泵三个主要部分组成。其中储热水罐与快速换热器隔离,被加热水在快速换热器内迅速加热后,通过热水配水管进入储热水罐,当管网中热水用水低于设计用水量时,热水的一部分落到储罐底部,与补充水(冷水)一道经内循环泵升压后再次进入快速换热器加热。半容积式水加热器具有体形小(

14、储热容积比同样加热能力的容积式水6.2.2换热设备换热设备6.2热水供应系统的主要设备热水供应系统的主要设备2.半容积式水加热器加热器减少2/3)、加热快、换热充分、供水温度稳定、节水节能的优点,但由于内循环泵不间断地运行,因此需要有极高的质量保证。3.快速式水加热器快速式水加热器就是热媒与被加热水通过较大速度的流动进行快速换热的一种间接加热设备。根据热媒的不同,快速式水加热器有汽-水和水-水两种类型,前者热媒为蒸汽,后者热媒为过热水。根据加热导管的构造不同,又有单管式、多管式、板式、管壳式、波纹板式、螺旋板式等多种形式。快速式水加热器具有效率高、体积小、安装搬运方便的优点,缺点是不能储存热水

15、,水头用水损失大,在热媒或被加热水压力不稳定时,出水温度波动较大,仅适用于用水量大,而且比较均匀的热水供应系统或6.2.2换热设备换热设备6.2热水供应系统的主要设备热水供应系统的主要设备3.快速式水加热器建筑物热水供暖系统。4.半即热式水加热器半即热式水加热器是带有超前控制,具有少量储存容积的快速式水加热器。热媒经控制阀和底部入口通过立管进入各并联盘管,冷凝水入立管后由底部流出,冷水从底部经孔板入罐,同时有少量冷水进入分流管。入罐冷水经转向器均匀进入罐底并向上流过盘管得到加热,热水由上出口流出。部分热水在顶部进入感温管开口端,冷水以与热水用水量成比例的流量由分流管同时入感温管,感温元件读出瞬

16、间感温管内的冷、热水平均温度,即向控制阀发出信号,按需要调节控制阀,以保持所需的热水输出温度,只要一有热水需求,热水出口处的水温尚未下降,感温元件就能发出信号开启控制阀,具有预测性。6.2.2换热设备换热设备6.2热水供应系统的主要设备热水供应系统的主要设备4.半即热式水加热器半即热式水加热器具有快速加热被加热水、浮动盘管自动除垢的优点,其热水出水温差一般能控制在2.2内,且体积小,节省占地面积,适用于各种负荷需求的机械循环热水供应系统。5.加热水箱加热水箱是一种简单的热交换设备。在水箱中安装蒸汽多孔管或蒸汽喷射器,可构成直接加热水箱;在水箱内安装排管或盘管即构成间接加热水箱。加热水箱适用于公

17、共浴室等用水量大而均匀的定时热水供应系统。6.2.2换热设备换热设备6.2热水供应系统的主要设备热水供应系统的主要设备热水储热箱(罐)是一种专门调节热水量的容器,可在用水不均匀的热水供应系统中设置,以调节水量,稳定出水温度。储热箱(罐)断面呈圆形,两端有封头,常为闭式,能承受流体压力。储热箱(罐)可按标准图制作和选用,也可根据供热水的实际情况和储热量大小不按标准图制作和采用。6.2.3储热设备储热设备6.3热水供应系统的管材和附件热水供应系统的管材和附件热水系统采用的管材和管件,应符合现行产品标准的要求。管道的工作压力和工作温度不得大于产品标准标定的允许工作压力和工作温度。热水管道应选用耐腐蚀

18、和安装连接方便可靠的管材,可采用薄壁铜管、薄壁不锈钢管、塑料热水管、塑料和金属复合热水管等。定时供应热水不宜选用塑料热水管。当采用塑料热水管或塑料和金属复合热水管材时应符合下列要求:1)管道的工作压力应按相应温度下的许用工作压力选择。2)设备机房内的管道不应采用塑料热水管。3)塑料热水管宜暗设。管件宜采用和管道相同的材质。6.3.1热水供应系统的管材和管件热水供应系统的管材和管件6.3热水供应系统的管材和附件热水供应系统的管材和附件1.自动温度调节装置当水加热器的出水温度需要控制时,可采用直接式自动温度调节器或间接式自动温度调节装置控制进入换热器内的热媒量,以达到控制供应热水的水温的目的。直接

19、式自动温度调节装置由温包、感温元件和调压阀组成。温度调节器必须直立安装,温包放置在水加热器热水出口的附近,温包探测换热器内水温,传导给感温元件,感温元件随即开启和关闭调压阀调节其中流经的热媒量,继而也就调节了换热器的水温。部分国产直接作用式自动温度调节装置宜用在气温为2050的环境内,温度调节范围为:050、2070、50100、70120、100150、150200,公称压力为1.0MPa,具体选用应根据产品样本的数据确定。6.3.2热水供应系统的附件热水供应系统的附件6.3热水供应系统的管材和附件热水供应系统的管材和附件2.疏水阀疏水阀安装在凝结水管段上,其作用是保证蒸汽凝结水及时排放,同

20、时又防止蒸汽流失。疏水阀按其工作压力分低压和高压两种,一般常用高压疏水阀。常见的疏水阀有浮筒式、吊桶式、热动式、脉冲式、温调式等类型。当凝结水开始进入时,吊桶内外的凝结水及冷空气都由阀孔排出。但是,一旦凝结水中混有蒸汽进入疏水阀,吊桶内双金属片受热膨胀而把吊桶上的双孔关闭。蒸汽进入疏水阀内越多,吊桶内充气会越多,疏水阀内逐渐增多的凝结水会浮起吊桶。吊桶上浮,会关闭阀孔,则又阻止蒸汽和凝结水排出。在吊桶内蒸汽因散热降温变为凝结水,吊桶内双金属片重新收缩而打开吊桶孔眼,充气被排放,浮力再一次减少会使吊桶下落而开启阀孔排水。如此循环工作,起到阻汽排水的作用。6.3.2热水供应系统的附件热水供应系统的

21、附件6.3热水供应系统的管材和附件热水供应系统的管材和附件2.疏水阀当疏水阀仅用作排除管道中的冷凝水时,疏水阀管径可选用DN15、DN20的规格。3.减压阀汽-水换热器的蒸汽压力一般小于0.5MPa,若蒸汽供应压力远大于换热器所需压力,必须用减压阀把蒸汽压力降到需要的数值,只有这样,才能保证设备使用安全。减压阀是利用流体通过阀瓣产生阻力而降压,并达到所要求数值的自动调节阀,其阀后压力可在一定范围内进行调整。减压阀的类型有活塞式、波纹管式和膜片式等几种。活塞式减压阀适用于阀前后压差范围为0.15MPap0.40MPa;波纹管式减压阀适用于阀前后压差为0.150.6MPa。减压阀应安装在6.3.2

22、热水供应系统的附件热水供应系统的附件6.3热水供应系统的管材和附件热水供应系统的管材和附件3.减压阀水平管段上,阀体直立,安装节点还应设置闸门、安全阀、压力表、旁通管等附件。4.排气装置为排除热水供应系统最高处积存的空气或由热水释放出的空气,以保证管内热水流动,防止管道腐蚀,因此在上行下给式系统的配水干管末端或最高处及向上抬高的管段应设排气装置;在下行上给式系统则可利用最高配水点放气。排气装置有手动式和自动式两种。常用的自动排气阀能自动排气且能阻止热水外泄,效果较好。自动排气阀一般按管网系统的工作压力来选定,当系统热水温度t95,工作压力p2105Pa时,可选用排气孔径d=2.5mm的阀座6.

23、3.2热水供应系统的附件热水供应系统的附件6.3热水供应系统的管材和附件热水供应系统的管材和附件4.排气装置;当工作压力p=21054105Pa时,可选用排气孔径d=1.6mm的阀座。5.热补偿装置热水系统中管道在温度影响下,能热胀冷缩,因此为保证热水管网使用安全,在热水管道上应采用热补偿装置,以避免管道、设备、器具受损和漏水。热补偿装置可利用管道的自然补偿和设置补偿器来实现。自然补偿即利用管道敷设自然形成的L形或Z形弯曲管段来补偿管道的温度变形。通常的做法是在转弯前后的直线段上设置固定支架,让其伸缩在弯头处补偿。L形、Z形的长臂一般不宜大于2025m,短臂长度应经计算后确定。其计算方法参阅有

24、关手册。6.3.2热水供应系统的附件热水供应系统的附件6.3热水供应系统的管材和附件热水供应系统的管材和附件5.热补偿装置当直线管段较长,管道热伸长量超过自然补偿能力时,应每隔一定距离设置补偿器来补偿管道的伸缩量。补偿器种类有波纹补偿器、方形补偿器、套管式补偿器、球形补偿器等。6.膨胀管、膨胀水罐、安全阀在集中热水供应系统中,冷水被加热后,水的体积膨胀,如果热水系统是密闭的,在卫生器具不用水时,必然会增加系统的压力,有胀裂管道的危险,因此需设膨胀管、膨胀水罐、安全阀。具体见第9章建筑供暖系统的相关内容。6.3.2热水供应系统的附件热水供应系统的附件6.3热水供应系统的管材和附件热水供应系统的管

25、材和附件7.分水器、集水器、分汽缸1)多个热水、多个蒸汽管道系统或多个较大热水、蒸汽用户均宜设置分水器、分汽缸。凡设分水器、分汽缸的热水、蒸汽系统的回水管上宜设集水器。2)分水器、分汽缸、集水器宜设置在热交换间、锅炉房等设备用房内,以方便维修、操作。3)分水器等的筒体直径应大于2倍最大接入管直径。其长度及总体设计应符合压力容器设计的有关规定。6.3.2热水供应系统的附件热水供应系统的附件6.4热水供应系统的管道敷设与保温热水供应系统的管道敷设与保温热水管网的布置和敷设,除了满足给(冷)水管网布置敷设的要求外,还应该注意由于水温高带来的体积膨胀、管道伸缩补偿、保温、排气等问题。对于下行上给的热水

26、管网,水平干管可敷设在室内地沟内或地下室顶部。对于上行下给的热水管网,水平干管可敷设在建筑物最高层吊顶或专用设备技术层内。干管的直线段应设置足够的伸缩器,上行下给式系统配水干管最高点应设排气装置,下行上给配水系统,可利用最高配水点放气。下行上给式系统设有循环管道时,其回水立管可在最高配水点以下(约0.5m)与配水立管连接,上行下给式系统可将循环管道与各立管连接。为便于排气和泄水,热水横管均应有与水流相反的坡度,其值一般小于或等于0.003,并在管网的最低处设泄水阀门,以便检修时泄空管网存水。6.4.1热水管网的敷设热水管网的敷设6.4热水供应系统的管道敷设与保温热水供应系统的管道敷设与保温根据

27、建筑物的使用要求,热水管网也有明装和暗装两种形式。明装管道应尽可能在卫生间、厨房沿墙、柱敷设,一般与冷水管平行;暗装管道可布置在管道竖井或预留沟槽内。塑料热水管宜暗设,明设时立管宜布置在不受撞击处,如不能避免时,应在管外加保护措施。立管与横管连接时,为避免管道伸缩应力破坏管网,立管与横管相连应采用“乙”字管。管道穿楼板、基础及墙壁处应设套管,让其自由伸缩。穿楼板的套管应高出楼板地面20mm,厨卫为50mm,以防楼板集水时,通过套管内缝隙流到下层。6.4.1热水管网的敷设热水管网的敷设6.4热水供应系统的管道敷设与保温热水供应系统的管道敷设与保温热水供应系统的热水锅炉、热水机组、水加热设备、储水

28、器、分(集)水器、热水输(配)水、循环回水干(立)管应做保温,以减少热损失。保温层结构由保温层、防潮层和保护层组成。常用的保温材料有岩棉制品及其管壳、矿渣制品及其管壳、微孔硅酸钙制品及其管壳、超细玻璃棉、硅酸铝制品、珍珠岩制品、泡沫玻璃制品、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、泡沫石棉制品等。防潮层材料有油毡纸、铝箔、带金属网沥青玛蹄脂、布面涂沥青漆。保护层材料有不锈钢薄板、镀锌薄钢板、布面涂漆、带金属网石棉-水泥抹面、铝箔(铝箔分为以玻璃钢、牛皮纸、塑料为基层三种)。保温层厚度要根据热媒温度、保温层外表面温度及保温材料的性质确定。6.4.2热水供应系统的保温热水供应系统的保温6.5建筑内部热水

29、供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介1.热水用水定额热水用水定额根据卫生器具完善程度和地区条件,应按表6-1所示确定。6.5.1热水用水定额、水温和水质热水用水定额、水温和水质6.5建筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介1.热水用水定额6.5.1热水用水定额、水温和水质热水用水定额、水温和水质6.5建筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介1.热水用水定额6.5.1热水用水定额、水温和水质热水用水定额、水温和水质6.5建筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介1.热水用水定额6.5.1热水用水定额、水温和水质热水用水定额、水温和水质6.5建

30、筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介1.热水用水定额6.5.1热水用水定额、水温和水质热水用水定额、水温和水质6.5建筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介1.热水用水定额6.5.1热水用水定额、水温和水质热水用水定额、水温和水质6.5建筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介2.热水用水水温(1)冷水的计算温度冷水的计算温度,应以当地最冷月平均水温资料确定。当无水温资料时,可以从相关的设计手册中查得各地区的冷水计算温度。(2)热水供水温度和使用温度热水供水温度是指热水供应设备的出口温度,最低供水温度一般不低于55,最高供水温度一般不高于75。热

31、水使用温度与用水对象有关,盥洗用为3035,沐浴用为3740,洗涤用约为50。3.热水用水水质1)生活热水水质的卫生标准,应符合现行的GB 57492006生活饮用水卫生标准的要求。2)生产用热水的水质,应根据生产工艺要求确定。3)集中热水供应系统的原水的水处理,应根据水质、水量、水温、水加热设备的构造、使用要求等因素经技术经济分析后,根据具体条件确定。6.5.1热水用水定额、水温和水质热水用水定额、水温和水质6.5建筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介1.设计小时耗热量的计算设有集中热水供应系统的居住小区的设计小时耗热量,当公共建筑的最大用水时时段与住宅的最大用水时时段一致

32、时,应按两者的设计小时耗热量叠加计算;当公共建筑的最大用水时时段与住宅的最大用水时时段不一致时,应按住宅的设计小时耗热量加公共建筑的平均小时耗热量叠加计算。1)全日供应热水的住宅、别墅、招待所、培训中心、旅馆、宾馆的客房(不含员工)、医院住院部、养老院、幼儿园、托儿所(有住宿)等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量应按下式计算,即Q=Khmqhc(tr-tl)r/86400(6-1)式中Q设计小时耗热量(W);Kh热水小时变化系数,全日供应热水时可按表6-3表6.5.2耗热量、热水量和加热设备供热量的计算耗热量、热水量和加热设备供热量的计算6.5建筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系

33、统计算简介1.设计小时耗热量的计算6-5采用;m用水计算单位数、人数或床位数;qh热水用水定额L/(人d)或L/(床d),按表6-1采用;c水的比热容,c=4187J/(kg);tr热水温度(tr=60);tl冷水温度();r热水密度(kg/L)。生产上需要的设计小时热水供应量,按产品类型、数量及相应的生产工艺及时间确定。6.5.2耗热量、热水量和加热设备供热量的计算耗热量、热水量和加热设备供热量的计算6.5建筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介1.设计小时耗热量的计算6.5.2耗热量、热水量和加热设备供热量的计算耗热量、热水量和加热设备供热量的计算6.5建筑内部热水供应系统

34、计算简介建筑内部热水供应系统计算简介2.热水量的计算建筑内集中热水供应系统中的设计小时热水供应量,理论上应根据日热水用量小时变化曲线、换热方式、锅炉及换热器的工作制度确定。在无上述资料时可按下式计算,即Qr=Q/1.163c(tr-tl)r(6-3)式中Qr设计小时热水量(L/h);Q设计小时耗热量(W);6.5.2耗热量、热水量和加热设备供热量的计算耗热量、热水量和加热设备供热量的计算6.5建筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介2.热水量的计算c水的比热容,c=4187J/(kg);tr热水温度();tl冷水计算温度();r热水密度(kg/L)。3.热媒耗量的计算(1)蒸汽

35、直接与被加热水混合加热的蒸汽耗量G=0.001kQ/(hm-hr)(6-4)式中G蒸汽耗量(kg/s);Q设计小时耗热量(W);k热媒管道热损失附加系数,k=1.051.10;hm蒸汽比焓(kJ/kg);6.5.2耗热量、热水量和加热设备供热量的计算耗热量、热水量和加热设备供热量的计算6.5建筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介3.热媒耗量的计算hr蒸汽与冷水混合后的热水比焓(kJ/kg),hr=4.187tr;tr蒸汽与冷水混合后的热水温度()。(2)蒸汽通过传热面间接加热冷水的蒸汽耗量G=0.001kQ/r(6-5)式中G蒸汽耗量(kg/s);Q设计小时耗热量(W);r蒸

36、汽的汽化热(kJ/kg)。(3)热媒为高温水通过传热面间接加热冷水的热水耗量G=0.001kQ/c(tmc-tmz)(6-6)式中G高温水耗量(kg/s);Q设计小时耗热量(W);6.5.2耗热量、热水量和加热设备供热量的计算耗热量、热水量和加热设备供热量的计算6.5建筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介3.热媒耗量的计算tmc进换热器高温水进口温度();tmz出换热器换热后的热媒温度();c水的比热容,c=4187J/(kg)。由热水热力网供暖,应采用供回水的最低温度计算,但热力网供水的初温和被加热水的终温的温差不得小于10。6.5.2耗热量、热水量和加热设备供热量的计算耗

37、热量、热水量和加热设备供热量的计算6.5建筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介建筑内热水管网水力计算是在绘制管网平面图和轴测图后进行的,计算的内容有:计算热媒管道的管径及相应的压力损失;计算配水管网和循环管网的管径及压力损失;计算和选择锅炉、换热器、储热器、循环水泵、疏水阀、安全阀、调压阀、自动温度调节装置、膨胀管补偿器等。热水管网水力计算分热媒管网水力计算和配水管网、循环管网的水力计算。1.热水配水管网水力计算从换热器或热水储罐出来的热水进入各用热水器具之间的管网称配水管网,配水管网的水力计算方法与冷水管网的水力计算方法相类似,如设计秒流量公式、卫生器具热水给水额定流量、支

38、管管径和最低工作压力等。主要区别是管道水力计算按“热水管道水力计算表”来取用,6.5.3热水管网的水力计算简介热水管网的水力计算简介6.5建筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介1.热水配水管网水力计算另外,热水管道内的水流速度应比冷水小一些。2.热水循环管网水力计算从各配水管网出来的部分热水回至换热器或热水储罐之间的管网称循环管网。循环管网由于流程长,管网较大,为保证循环效果,一般多采用机械循环方式。热水供应方式不同,循环管网的计算内容也不同。全日热水供应系统机械循环管网计算步骤如下:1)确定回水管管径。2)计算配水管网各管段的热损失。3)计算配水管网总的热损失,将各管段的热

39、损失相加便得到配水管网总的热损失。4)计算总循环流量。6.5.3热水管网的水力计算简介热水管网的水力计算简介6.5建筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介2.热水循环管网水力计算5)计算循环管路各管段通过的循环流量。6)复核各管段的终点水温。7)计算循环管网的总水头损失(最不利环路的循环压力损失)。8)选择循环水泵。定时循环热水供应系统的循环泵大都在供应热水前半小时开始运转,直到把水加热至规定温度,循环泵即停止工作。因定时供应热水的情况下,用水较集中,故在供应热水时,不考虑热水循环,循环泵的选择是按1h内循环管网中的水循环次数而定的,一般为24次,其上、下限的选择,可依系统的大

40、小和水泵产品情况确定。循环水泵的扬程与全日热水供应系统的计算相同。6.5.3热水管网的水力计算简介热水管网的水力计算简介6.5建筑内部热水供应系统计算简介建筑内部热水供应系统计算简介2.热水循环管网水力计算自然循环热水管网计算的方法基本上与机械循环方式相同。但应在求出循环管网的总水头损失之后,先校核一下系统的自然循环压力值是否满足要求。6.5.3热水管网的水力计算简介热水管网的水力计算简介6.6高层建筑热水供应系统高层建筑热水供应系统1.集中加热热水供应方式各区热水配水循环管网自成系统,水加热器、循环水泵集中设在底层或地下设备层,各区所设置的水加热器或储水器的进水由同区给水系统供给。其优点是:

41、各区供水自成系统,互不影响,供水安全可靠;设备集中设置,便于维修、管理。缺点是:高区水加热器和配、回水主立管管材需承受高压,设备和管材费用较高。所以该分区形式适用于不宜多于3个分区的高层建筑。2.分散加热热水供应方式各区热水配水循环管网也自成系统,但各区的加热设备和循环水泵分散设置在各区的设备层中。该方式的优点是:供水安全可靠,且水加热器按各区水压选用,承压均衡,且回水立管短。缺点是:设备分散设置,不但要占用一定的建筑面积,维修管理也不方便,且热媒管线较长。6.6.1热水供应方式热水供应方式6.6高层建筑热水供应系统高层建筑热水供应系统一般高层建筑热水供应的范围大,热水供应系统的规模也较大,为

42、确保系统运行时的良好工况,进行管网布置与敷设时,应注意以下几点:1)当分区范围超过5层时,为使各配水点随时得到设计要求的水温,应采用全循环或立管循环方式;当分区范围小,但立管数多于5根时,应采用干管循环方式。2)为防止循环流量在系统中流动时出现短流,影响部分配水点的出水温度,可在回水管上设置阀门,通过调节阀门的开启度,平衡各循环管路的水头损失和循环流量。若因管网系统大,循环管路长,用阀门调节效果不明显时,可采用同程式管网布置形式,使循环流量通过各循环管路的流程相当,可避免短流现象,利于保证各配水点所需水温。3)为提高供水的安全可靠性,尽量减小管道、附件检修时的停水范围,或充分利用热水循环管路提

43、供的双向供水的有利条件,放大回水管管径,使其与配水管管径接近,当管道出现故障时,可临时当作配水管使用。6.6.2管网布置与敷设管网布置与敷设6.7饮水供应饮水供应饮水供应系统目前主要有开水供应系统、冷饮水供应系统和饮用净水供应系统(管道直饮水系统)三类。采用何种系统应根据地区条件、人们的生活习惯和建筑物的性质确定。一般办公楼、旅馆、学生宿舍、军营等多采用开水供应系统;工矿企业生产车间和大型公共集会场所,如体育馆、展览馆、游泳场、车站、码头及公园等人员密集处,饮用开水很不方便,尤其在夏季,饮用温水、冷饮水更为适宜,故可采用冷饮水供应系统;而饮用净水供应系统(管道直饮水系统)则适用于对饮用水水质有

44、较高要求的居住小区及高级住宅、别墅、商住办公楼、星级宾馆、学校及其他公共场所。6.7饮水供应饮水供应根据建筑物的性质和地区的条件,饮水定额及小时变化系数可按表6-7所示选用。表中所列数据既适用于开水供应,也适用于冷饮水和饮用净水(直饮水)供应。但饮水定额不包括制备冷饮水时冷凝器的冷却用水量。表6-7中小时变化系数为饮水供应时间内的变化系数。此外,对于居住小区、住宅、别墅等建筑设有饮用净水供应系统(管道直饮水系统)时,考虑到饮用净水(直饮水)除了供日常饮用外,还包括烹饪、洗瓜果、调配饮料等用水,故其饮水定额比表6-7所列的值稍大,宜为47L/(人d)。由于饮用净水(直饮水)具有用水量小、用水集中

45、等特点,故其小时变化系数取值较大,一般Kh宜为6。6.7.1饮水定额饮水定额6.7饮水供应饮水供应6.7.1饮水定额饮水定额6.7饮水供应饮水供应1.开水制备开水的制备方式有集中制备开水和分散制备开水两种。开水可以通过开水炉、电热炉直接将自来水烧开制得,这是一种直接加热方式,常采用的热源为燃煤、燃油、燃气、蒸汽、电等;另一种方法是利用热媒间接加热制备开水。这两种都属于集中制备开水的方式。目前,在住宅、办公楼、科研楼、实验楼等建筑中,常采用小型的电开水器,灵活方便,可随时满足要求;还有的采用饮水机,既可制备开水,同时也可制备冷饮水,较好地解决了由气候变化引起的人们需求的变化,使用前景较好。这些都

46、属于分散制备开水的方式。2.开水的供应(1)开水集中制备分散供应在开水间集中制备开水,人们用容器取水6.7.2开水供应系统开水供应系统6.7饮水供应饮水供应2.开水的供应饮用。这种方式适合于机关、学校等建筑。(2)开水集中制备管道输送供应在开水间统一制备开水,通过管道输送至各饮用点。为保证各开水供应点的水温,还应设置循环管道系统。(3)统一热源分散制备分散供应在建筑中把热媒输送至每层制备点,在各制备点(开水间)制备开水,以满足各楼层的需要。这种方式使用方便,并能保证开水温度,在大型多层或高层建筑中常采用这种开水供应方式。6.7.2开水供应系统开水供应系统6.7饮水供应饮水供应1.冷饮水的制备为

47、保证进入冷却设备的自来水达到饮用标准,一般要经过预处理进一步去掉杂质和消毒灭菌,通常采用砂滤、紫外线消毒或活性炭吸附等方法。处理后的水经制冷设备冷却后,应根据饮用要求,按一定标准投加调料,如食盐、糖浆、二氧化碳等。当制备的冷饮水量大且储存时间长时,则应投加防腐剂。2.冷饮水的供应冷饮水的供应方法与开水的供应方法基本相同,也有集中制备分散供应和集中制备管道输送等方式。(1)冷饮水集中制备分散供应对中、小学校以及体育场(馆)、车站、码头等人员流动较集中的公共场所。但在夏季不启用加热设备,6.7.3冷饮水供应系统冷饮水供应系统6.7饮水供应饮水供应2.冷饮水的供应预处理后的自来水经制冷设备冷却后降至

48、要求水温;在冬季,冷饮水温度要求与人体温度接近,一般为3540。(2)冷饮水集中制备管道输送根据制冷设备、饮水器循环水泵安装位置、管道布置情况等,冷饮水供应有上行下给的全循环方式和下行上给的全循环方式。6.7.3冷饮水供应系统冷饮水供应系统6.7饮水供应饮水供应管道直饮水系统是指原水经深度净化处理,通过管道输送,供人们直接饮用的供水系统。管道直饮水的水质应符合国家现行标准CJ 942005饮用净水水质标准的规定。1.管道直饮水的制备管道直饮水系统水量小、水质要求高,以自来水或其他符合生活饮用水源水质标准的水为原水,经过深度净化处理后制得。水的深度净化处理一般包括预处理、主处理和后处理三大部分内

49、容。一般处理方法有机械处理、活性炭处理、膜处理和消毒处理等。目前常采用膜技术对其进行深度处理。对硬度和水中矿物质的调节则采用含矿物质的粒状介质过滤器进行处理。一般处理工艺为:(1)预处理预处理主要是降低水中的色度、浊度和臭味。以自来水为原水生产管道直饮水的预处理一般可分为三个过程:粗滤、吸附6.7.4管道直饮水系统管道直饮水系统6.7饮水供应饮水供应1.管道直饮水的制备过滤、精滤。也可根据原水水质采用其他组合工艺。(2)主处理主处理是净水的核心工序,可进一步去除预处理和常规处理中难以去除的小分子和无机盐。目前常采用离子交换法和膜分离技术。(3)后处理后处理的目的主要是通过消毒的方法将水中的细菌

50、、病毒、微生物杀灭,并分离水中的残留有机物,达到保证净水水质、改善口感的目的;同时为使洁净水中含有适量的矿物盐,可以对水进行矿化。确定管道直饮水消毒工艺应考虑以下几个因素:杀菌效果与持续能力、残余药剂的无毒性、管道直饮水的口感以及运行管理费用等。管道直饮水生产中采用的消毒方式主要为臭氧消毒、紫外线消毒及电子消毒设备消毒等几种。6.7.4管道直饮水系统管道直饮水系统6.7饮水供应饮水供应1.管道直饮水的制备矿化是将膜处理后的水再进入装填有含矿物质的粒状介质(如木鱼石、麦饭石、珊瑚礁等)的过滤器中处理,使过滤出水含有一定的矿物盐。自来水经预处理、主处理和后处理三段净水工艺后,其出水水质均能达到饮用