高效能商用熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)指導(dǎo)

1、高效能商用熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)指導(dǎo)第一章 商用熱水系統(tǒng)介紹 設(shè)計(jì)參數(shù)熱水器，是一種為居住或者商業(yè)用途供應(yīng)（非采暖用）熱水的設(shè)備。注：通常認(rèn)為使用采暖鍋爐供應(yīng)家庭熱水，效率比較低，會(huì)造成浪費(fèi)。特別是夏季月份使用采暖鍋爐，設(shè)備效率低，而且設(shè)備過(guò)大，超過(guò)需求。儲(chǔ)備期熱能的損耗、較低的使用率都會(huì)導(dǎo)致相對(duì)一定熱水用量下的系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用增高。熱水供應(yīng)和采暖不應(yīng)該合并到一個(gè)系統(tǒng)中。然而，熱水器有的時(shí)候也被稱作鍋爐，有的設(shè)備標(biāo)簽上面也標(biāo)成鍋爐。這是因?yàn)楫?dāng)熱水器貯水罐的容積和（或）輸入功率超過(guò)某一標(biāo)準(zhǔn)后，某些規(guī)范數(shù)據(jù)就要求符合ASME（美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)）的規(guī)定。一般是指熱水容量超過(guò)120加侖和輸入熱量大于20000

2、0英熱單位（58.6千瓦）的熱水器。要注意，在某些地方管理部門(mén)認(rèn)為還應(yīng)包括容量等于120加侖以及輸入熱量等于200000英熱單位的設(shè)備。如果設(shè)計(jì)人員沒(méi)有重視考慮這個(gè)問(wèn)題，對(duì)于“鍋爐”的設(shè)計(jì)要求可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)造價(jià)升高甚至否定原來(lái)的系統(tǒng)。通常的一個(gè)避免增加熱水器造價(jià)的方法就是在一個(gè)系統(tǒng)中組合多個(gè)“小”的熱水器來(lái)代替一個(gè)大的設(shè)備。熱水器和水加熱系統(tǒng)這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)在本技術(shù)指導(dǎo)中是可以互相替換的。水加熱系統(tǒng)可以由一個(gè)或者多個(gè)熱水器組成，這些熱水器可以單獨(dú)安裝在用水點(diǎn)或者集中設(shè)置以形成中央熱水系統(tǒng)。某些系統(tǒng)由熱水器（容積式或者非容積式）、熱水貯罐、循環(huán)泵、相應(yīng)的管路和控制系統(tǒng)組成。本技術(shù)指導(dǎo)的主要目的是通過(guò)適

3、當(dāng)?shù)挠?jì)算，推薦設(shè)備、選擇系統(tǒng)，以設(shè)計(jì)高效能商用熱水系統(tǒng)。一個(gè)設(shè)計(jì)合理的商用或者工業(yè)熱水加熱系統(tǒng)是社會(huì)健康安樂(lè)的基礎(chǔ)。如果在用水時(shí)沒(méi)有足量的合適溫度的熱水供應(yīng)，有的時(shí)候會(huì)誤事、危害健康或者帶來(lái)不舒適的感覺(jué)。因此，設(shè)計(jì)合理的熱水加熱系統(tǒng)的關(guān)鍵是確定熱水需求的水量、水溫和用水時(shí)間。同時(shí)還要考慮安裝設(shè)備的空間。為了設(shè)計(jì)熱水系統(tǒng)需要首先了解水的一些特性。什么是熱水熱水，就是吸收了熱能的水，吸收的熱能越多，水溫越高。下圖中的溫度計(jì)給出了熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用的典型的設(shè)計(jì)溫度。實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)咨詢用戶或者用戶代表來(lái)確定不同用途的熱水溫度。設(shè)計(jì)人員還需要知道最低的冷水的進(jìn)水溫度，用來(lái)確定溫升。熱水計(jì)算

4、最低冷水進(jìn)水溫度一年內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)值是確定系統(tǒng)最大溫升的基礎(chǔ)。供水部門(mén)可以提供這些數(shù)據(jù)。地表水源，例如湖泊、河流，一般依季節(jié)變換而變動(dòng)。一年中，水溫維持一個(gè)相對(duì)的常數(shù)。對(duì)于進(jìn)水溫度變化的熱水系統(tǒng)，只有在溫升計(jì)算過(guò)程中使用最低冷水溫度進(jìn)行計(jì)算才會(huì)在遇到水溫最低的情況下提供足夠的熱水供應(yīng)。其他需要設(shè)計(jì)人員確定和計(jì)算的參數(shù)還有供水壓力、水的硬度和泥沙含量等。這些數(shù)據(jù)一般都可以從供水部門(mén)取得。過(guò)高的供水壓力（超過(guò)熱水器的工作壓力），應(yīng)該通過(guò)減壓閥使其設(shè)置在大約50磅/平方英寸（表壓）。此時(shí)也會(huì)減少水量，但是更重要的是使水壓維持在熱水器的工作壓力范圍內(nèi)。這樣能夠保護(hù)熱水器的安全閥。洗碗機(jī)的180涮洗管路上也應(yīng)

5、該設(shè)置減壓閥。硬度是描述硬水中的鈣、鎂組分含量的術(shù)語(yǔ)。這兩種礦物質(zhì)在水中非常常見(jiàn)，實(shí)際上供水系統(tǒng)中幾乎沒(méi)有（這兩種礦物質(zhì)）含量低于12格令（1格令0.065克）每加侖的水。硬度同樣可以使用ppm（百萬(wàn)分率）來(lái)表示。1格令硬度等于17.1ppm。硬度低于1格令每加侖溶解性鈣、鎂礦物質(zhì)的水被稱作軟水。硬度的重要性在于，熱水器的熱交換表面會(huì)被礦物質(zhì)的沉淀覆蓋或者阻塞。對(duì)于不同類型的熱水器，熱水量減少、運(yùn)行噪音、能耗增加以及設(shè)備過(guò)早地?fù)p壞等問(wèn)題都有可能是由于“硬”水造成的。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在遇到硬水地區(qū)時(shí)，應(yīng)該考慮選用適合除鈣或者容易維修的設(shè)備。如果給水中含有泥沙或者沉積物，應(yīng)該選用適合沖洗（對(duì)于水平貯水

6、罐還應(yīng)該配置有撇渣口）的設(shè)備，這樣可以延長(zhǎng)熱水器壽命，減少能耗?？梢酝ㄟ^(guò)降低水溫、控制流量、減少泄漏和浪費(fèi)使硬水和泥沙對(duì)熱水系統(tǒng)的影響降到最小。比如系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)于固定用水設(shè)備和淋浴器，應(yīng)該設(shè)置流量控制器，以減小熱水消耗、調(diào)節(jié)流量。流量控制器的作用就是當(dāng)水壓在很大的一個(gè)范圍內(nèi)變化時(shí)，使流量維持一定的常數(shù)。流量控制器同樣可以減少用戶的用水、排水、能源消耗和系統(tǒng)維護(hù)的費(fèi)用。對(duì)于新建熱水系統(tǒng)，采用流量控制器減少耗水量的方法，可以明顯減少初投資和運(yùn)行費(fèi)用以及減少占地。第二章 選型原理 熱水用量確定熱水用量，是其他所有計(jì)算和設(shè)備選型的基礎(chǔ)。此外，任何與熱水使用有關(guān)的非正常的情況也應(yīng)該被考慮到。繪制系統(tǒng)運(yùn)

7、行變化圖可以描述這種非正常的情況。熱水用量可以從美國(guó)采暖, 制冷與空調(diào)工程師學(xué)會(huì)手冊(cè)，熱水設(shè)備生產(chǎn)商例如洗碗機(jī)、洗衣機(jī)制造商以及商用熱水手冊(cè)CH-8100中查得。手冊(cè)不同于其他熱水用量數(shù)據(jù)，不僅提供了熱水用量，也提供了設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型建議。政府部門(mén)還要求符合其他一些規(guī)定。系統(tǒng)運(yùn)行變化圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)的熱水系統(tǒng)用水時(shí)段，繪制系統(tǒng)運(yùn)行變化圖。該圖也應(yīng)該包括下次用水前的恢復(fù)時(shí)段。用水時(shí)段和恢復(fù)時(shí)段可以用秒、分鐘或者小時(shí)來(lái)計(jì)算?？紤]用水時(shí)段或者恢復(fù)時(shí)段任何非正常的熱水需求，可以用來(lái)確定額外的儲(chǔ)罐和/或恢復(fù)容量。非正常熱水需求量可能比較小，但是如果緊接在用水時(shí)段后，就非常有影響。例如一個(gè)汽車(chē)

8、旅館，有可能洗衣時(shí)間是在正午、客人沖涼負(fù)荷過(guò)后。如果設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮這個(gè)問(wèn)題，有可能洗衣機(jī)就沒(méi)有熱水供應(yīng)。下面的系統(tǒng)運(yùn)行圖給出了一個(gè)非常簡(jiǎn)單的間歇或者連續(xù)熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)例。這個(gè)例子給出了一天中兩次用水時(shí)段和恢復(fù)時(shí)段。l 根據(jù)熱水器的恢復(fù)容量和儲(chǔ)備容量共同確定來(lái)滿足熱水需求。l 用水時(shí)段間隔了一個(gè)8小時(shí)和一個(gè)12小時(shí)的恢復(fù)時(shí)段。l 最短恢復(fù)時(shí)段的熱水器恢復(fù)容量應(yīng)該滿足加熱熱水貯罐中的全部水量。l 通常對(duì)于較短的用水時(shí)段強(qiáng)調(diào)的是熱水儲(chǔ)備容量；對(duì)于較長(zhǎng)的用水時(shí)段強(qiáng)調(diào)的是熱水器的恢復(fù)容量。l 較長(zhǎng)和較短用水時(shí)段的劃分，大約以34小時(shí)為界。l 本例中，熱水儲(chǔ)備容量比較重要。在用水時(shí)段，熱水貯罐允許在滿足

9、熱水需求的情況下，熱水器有較低的恢復(fù)容量。l 本例可以代表每天連續(xù)工作兩班的某工業(yè)企業(yè)的用水情況。l 熱水的最大用量為3.3加侖/分鐘或者198加侖/小時(shí)。（確定最大用水量和水的溫升對(duì)于熱水器的選型很重要。）l 本例中，如果實(shí)際使用的是快速熱水器，那么熱水器的恢復(fù)時(shí)段特別重要。因?yàn)檫@種熱水器加熱水的流量就是實(shí)際的使用流量。l 如果使用容積式熱水器，那么貯罐的容積可以做到最小，只要足夠把水加熱就可以了。第三章 設(shè)備性能 恢復(fù)容量表恢復(fù)容量表是正式發(fā)布的通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出來(lái)的，代表熱水器在給定時(shí)間內(nèi)使指定容積的水從某一溫度提升一定溫度的能力。無(wú)論使用何種燃料，所有的商用熱水器都有恢復(fù)容量表。任何條

10、件下，某一特定型號(hào)的熱水器的熱效率都已經(jīng)被考慮進(jìn)去了。表中的數(shù)據(jù)代表了生產(chǎn)的各種不同類型的使用不同燃料的熱水器的數(shù)據(jù)。對(duì)于電熱水器，表中給出的是1kw的熱水器在不同溫升條件下的恢復(fù)容量。一般都認(rèn)為電熱水器的熱效率為100，因此該表適用于任何型號(hào)的電熱水器。為反映實(shí)際的恢復(fù)容量，當(dāng)熱水器的使用地點(diǎn)的高度大于等于海拔2000英尺時(shí)，每增加海拔1000英尺，燃?xì)鉄崴鞯幕謴?fù)容量應(yīng)該減小4。恢復(fù)容量表示熱水器中的熱水隨著時(shí)間的推移而恢復(fù)的速度。如果熱水的使用時(shí)間超過(guò)3或4小時(shí)，恢復(fù)容量通常比熱水儲(chǔ)備容量要顯得重要。熱水器的恢復(fù)容量加上可用的熱水儲(chǔ)備容量必須能夠滿足供應(yīng)用水高峰期的熱水消耗。注意：許多類

11、似表格僅給出了以加侖/小時(shí)為單位的恢復(fù)容量。一定要確認(rèn)選用的熱水器能夠滿足以加侖/分鐘為單位的熱水需求。容積式燃?xì)鉄崴骰謴?fù)容量表（計(jì)算恢復(fù)容量時(shí)選用的熱效率80%）型號(hào)容量（加侖）輸入功率英熱單位/小時(shí)使用丙烷或者天然氣相對(duì)溫升下的恢復(fù)容量（單位：加侖每小時(shí)）30405060708090100110120130140BTC-15489154000489373299249213187166149136124115107銅盤(pán)管直熱式燃?xì)鉄崴骰謴?fù)容量表（計(jì)算恢復(fù)容量時(shí)選用的熱效率75%）型號(hào)輸入功率英熱單位/小時(shí)使用丙烷或者天然氣單位相對(duì)溫升下的恢復(fù)容量304050607080901001101

12、20130140HW-120M120000加侖/小時(shí)36427321818215613612110999918478加侖/分鐘6.14.53.63.02.62.32.01.81.71.51.41.3電熱水器恢復(fù)容量表（計(jì)算恢復(fù)容量時(shí)選用的熱效率100%）千瓦（KW）產(chǎn)熱量（英熱單位）相對(duì)溫升下的恢復(fù)容量（單位：加侖每小時(shí)）304050607080901001101201301401.0341313.610.38.16.85.85.14.54.13.73.53.33.0儲(chǔ)備容量和貯罐利用率熱水器貯罐可以直接供應(yīng)熱水，超出了熱水器的恢復(fù)容量。然而，貯罐中的熱水只有當(dāng)熱水器的恢復(fù)容量超過(guò)系統(tǒng)用水需求

13、時(shí)才能夠得到補(bǔ)充。這種情況一般都發(fā)生在用水高峰期結(jié)束后。當(dāng)在很短時(shí)間內(nèi)（一般少于34小時(shí)）的用水量很大的時(shí)候，貯罐的容積通常比熱水器的恢復(fù)容量要顯得重要。并不是所有儲(chǔ)備的熱水都可以以系統(tǒng)設(shè)定的溫度流出。因?yàn)闊崴强垦a(bǔ)充進(jìn)來(lái)的冷水的壓力供應(yīng)的，補(bǔ)充進(jìn)來(lái)的冷水使貯罐中的水溫降低?？捎脙?chǔ)備這個(gè)詞，用來(lái)表示在流入的冷水把熱水稀釋到不可使用的溫度之前，貯罐能夠提供的熱水量。因此，貯罐的容積應(yīng)該放大一定的百分比，以滿足在出現(xiàn)熱水溫度降低之前為系統(tǒng)提供足夠的可用熱水。當(dāng)不知道系統(tǒng)的溫降或者貯罐利用率時(shí)，考慮用水時(shí)段熱水出現(xiàn)30溫降前，熱水器貯罐的供水能力應(yīng)該是貯罐容積乘以70。對(duì)水溫要求嚴(yán)格的系統(tǒng)，可以使用

14、60貯罐容積。很明顯，任何系統(tǒng)的熱水溫降和實(shí)際供水能力是與熱水的需求流量和管道設(shè)計(jì)有關(guān)的。計(jì)算貯罐水溫的時(shí)候，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須牢記潛在的用水時(shí)段的熱水溫降。例如，根據(jù)第一章提供的設(shè)計(jì)水溫參考值，沖涼水溫應(yīng)該在105，熱水系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)定溫度為140。這樣，設(shè)計(jì)中就應(yīng)考慮用水時(shí)段控制熱水溫降在30范圍內(nèi)。用水時(shí)段結(jié)束前的水溫應(yīng)該始終滿足使用要求，一般應(yīng)高于110。假如系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫度為105，貯罐容積會(huì)比原來(lái)大一半。因?yàn)樗袥](méi)有“額外”的熱量來(lái)“替代”貯罐的容積。水溫也一樣會(huì)降低到使用溫度以下。因此，通常都要把系統(tǒng)貯罐中的水加熱到高于用水溫度，這樣就可以通過(guò)增加儲(chǔ)備熱水的熱能來(lái)減小貯罐規(guī)格。的商用容

15、積式熱水器、熱水貯罐和使用貯罐的熱水系統(tǒng)都引入了一個(gè)數(shù)據(jù)：貯罐利用率。容積式燃?xì)饣蛉加蜔崴鱨 對(duì)于所有單水溫或者雙水溫的設(shè)備，取貯罐利用率為70。例如，對(duì)于ConservationistbBTC-154型燃?xì)鉄崴鞯馁A罐容積為89加侖：用水時(shí)段水溫降低30前，有890.7062.3加侖可用熱水。l 反過(guò)來(lái)說(shuō)，如果用水時(shí)段需要貯罐中有63.3加侖可用熱水，最小貯罐容積為：62.30.7089加侖。l 如果輸入的熱量滿足熱水器的恢復(fù)容量，但貯罐的容積不滿足使用要求，那么就應(yīng)該在管路系統(tǒng)中增設(shè)一個(gè)輔助熱水貯罐，這樣就可以增加用水時(shí)段的可用熱水量。在的培訓(xùn)手冊(cè)中對(duì)此有詳細(xì)的介紹。燃?xì)忏~盤(pán)管直熱式熱水

16、器銅盤(pán)管式熱水器本身不提供熱水貯罐，無(wú)法儲(chǔ)備熱水。當(dāng)連接有熱水貯罐時(shí)，依照的培訓(xùn)手冊(cè)中的詳細(xì)介紹，熱水貯罐的利用率如下：l 安裝了Booster-Recovery和Shure-Temp bBooster-Recovery型設(shè)備的雙水溫系統(tǒng)，取貯罐利用率為70。同樣的，對(duì)于沒(méi)有安裝Cer-Tempb80型設(shè)備的單水溫系統(tǒng)，也取為70。對(duì)于類似系統(tǒng)的容積式燃?xì)饣蛘呷加蜔崴饕彩褂?0這個(gè)數(shù)。l 安裝了Cer-Tempb80型設(shè)備的單水溫系統(tǒng)取為80。例如，如果配有1000加侖的熱水貯罐，用水時(shí)段水溫降低10前，有10000.80800加侖的可用熱水。（只有當(dāng)使用Cer-Tempb80型設(shè)備的時(shí)候，

17、熱水溫降取10。這是因?yàn)?，?dāng)循環(huán)泵和燃燒器啟動(dòng)時(shí)，冷水直接進(jìn)入到銅盤(pán)管熱水器中，而不是貯罐中。冷水對(duì)儲(chǔ)備熱水的稀釋作用明顯減小了。）l 反過(guò)來(lái)說(shuō)，如果在用水時(shí)段內(nèi)，需要800加侖可用熱水，貯罐的最小容積為：8000.801000加侖。容積式電熱水器l 對(duì)所有的雙水溫設(shè)備，貯罐利用率取為70。例如，DRE或DVE-52型，貯罐容積為52加侖：用水時(shí)段水溫降低30前，有520.7036.4加侖可用熱水。l 反過(guò)來(lái)說(shuō)，如果用水時(shí)段需要貯罐中有36.4加侖可用熱水，最小貯罐容積為：36.40.7052加侖。l 類似雙水溫系統(tǒng)形式的單水溫設(shè)備，取貯罐利用率為80。l 對(duì)于容積式燃?xì)饣蛉加蜔崴鞯睦?，?/p>

18、果有必要，可用使用輔助熱水貯罐來(lái)補(bǔ)充熱水器貯罐的容積。然而應(yīng)該注意到，的商用電熱水器的貯罐容積可達(dá)10000加侖。增壓式熱水器也可以連接任何規(guī)格的輔助熱水貯罐。這樣就可以通過(guò)更換熱水器來(lái)應(yīng)對(duì)日后的燃料改換。輔助熱水貯罐（不需加熱）l 就象前面解釋過(guò)的，輔助熱水貯罐是用來(lái)增加容積式燃?xì)?、燃油或電熱水器的熱水?chǔ)備。同樣，輔助熱水貯罐也可配合銅盤(pán)管式燃?xì)鉄崴魇褂?，用以貯存熱水。l 對(duì)于所有的雙水溫設(shè)備，取貯罐利用率為70。l 根據(jù)的培訓(xùn)手冊(cè)，對(duì)于所有的單水溫設(shè)備，取貯罐利用率為80。熱水器恢復(fù)容量加上儲(chǔ)備容量等于需求水量前面解釋過(guò)，如果熱水用水時(shí)段超過(guò)34小時(shí)，則選擇最大的恢復(fù)容量和最小的儲(chǔ)備容量

19、。儲(chǔ)備水量必須滿足用水時(shí)段的高峰期用水量。如果熱水用水時(shí)段少于34小時(shí)，則選擇最大的儲(chǔ)備容量和最小的恢復(fù)容量。熱水器的恢復(fù)容量必須足夠保證在下次用水時(shí)段來(lái)到之前，使整個(gè)貯罐中的熱水都得到加熱?？偨Y(jié)：用水時(shí)段短用水時(shí)段長(zhǎng)l 恢復(fù)容量最小l 恢復(fù)容量最大l 儲(chǔ)備容量最大l 儲(chǔ)備容量最小核對(duì)恢復(fù)時(shí)段發(fā)生的任何可能影響系統(tǒng)再次加熱的使用熱水的可能性。必要時(shí)應(yīng)增加熱水器的恢復(fù)容量和（或）熱水貯罐的容積以應(yīng)付非正常的用水情況。設(shè)備選型計(jì)算得出的結(jié)果可能與實(shí)際生產(chǎn)的熱水器的恢復(fù)容量和熱水貯罐有出入。如果是這樣，兩個(gè)參數(shù)都需要調(diào)整，以使其中一個(gè)符合要求。方法如下：當(dāng)保持熱水溫度（反過(guò)來(lái)說(shuō)，水溫降低不超過(guò)30就

20、可以了）比較重要時(shí)，優(yōu)先增加恢復(fù)容量而不是增加熱水貯罐容積。這樣有助于維持系統(tǒng)水溫。當(dāng)保持熱水供應(yīng)量比較重要時(shí)（可能會(huì)過(guò)分地要求熱水器的恢復(fù)容量），增加熱水貯罐的容積以保證提供“即時(shí)”熱水。熱水器恢復(fù)容量和儲(chǔ)備容量功能比較下面的例子說(shuō)明了熱水器恢復(fù)容量和儲(chǔ)備容量在用水時(shí)段分別所起的作用。例如，BTC-154型熱水器，貯罐容積89加侖，在用水時(shí)段分別為1個(gè)小時(shí)和8個(gè)小時(shí)下的情況：用水時(shí)段1小時(shí)計(jì)算方法如下：恢復(fù)容量：149加侖/小時(shí)100溫升（數(shù)據(jù)來(lái)自熱水器恢復(fù)容量表）儲(chǔ)備容量：儲(chǔ)備容量89加侖70貯罐利用率62.3加侖可用熱水149加侖/小時(shí)恢復(fù)容量62.3加侖可用熱水1小時(shí)內(nèi)可用熱水量211

21、加侖。此后，直到貯罐中的水被再次加熱前，只有熱水器的恢復(fù)容量149加侖/小時(shí)為可用熱水量。熱水器的貯罐提供了短時(shí)、間歇的用水時(shí)段內(nèi)的用水需求?；謴?fù)時(shí)段沒(méi)有使用熱水，貯罐內(nèi)的水在25分鐘后被再次加熱（62.31490.42小時(shí)）。用水時(shí)段8小時(shí)計(jì)算方法如下：恢復(fù)容量：149加侖/小時(shí)100溫升（數(shù)據(jù)來(lái)自熱水器恢復(fù)容量表）儲(chǔ)備容量：儲(chǔ)備容量89加侖70貯罐利用率62.3加侖可用熱水62.387.8也可取為8加侖/小時(shí)可用熱水149加侖/小時(shí)恢復(fù)容量8加侖/小時(shí)儲(chǔ)備熱水8個(gè)小時(shí)內(nèi)的可用熱水量157加侖/小時(shí)。此后，直到貯罐中的水被再次加熱前，只有熱水器的恢復(fù)容量149加侖/小時(shí)為可用熱水量。熱水器的

22、恢復(fù)容量提供了長(zhǎng)時(shí)間、連續(xù)的用水時(shí)段內(nèi)的用水需求?；謴?fù)時(shí)段沒(méi)有使用熱水，貯罐內(nèi)的水在25分鐘后被再次加熱（62.31490.42小時(shí)）。使用電熱水器的情況當(dāng)使用電熱水器時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員有可能需要修改前面提到的恢復(fù)容量和貯罐容積的數(shù)值。這是因?yàn)?，商業(yè)用電包括水加熱用電常常按使用時(shí)段收費(fèi)。這就意味著除了實(shí)際用電費(fèi)用（以千瓦小時(shí)計(jì)），還有一部分需要向用電部門(mén)交納的額外的費(fèi)用（以千瓦計(jì)）。當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)會(huì)提供這種數(shù)據(jù)。由于存在這部分額外使用費(fèi)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該使恢復(fù)容量最小化（熱水器的額定千瓦值），同時(shí)使儲(chǔ)備容量（熱水器貯罐的容積）最大化。這種額外的使用費(fèi)用會(huì)明顯地增加使用電熱水器的運(yùn)行費(fèi)用。另一種使這

23、種額外費(fèi)用最小化的方法是讓熱水器在用電高峰期停止運(yùn)行，同時(shí)還要保證有足夠的儲(chǔ)備熱水以供使用。這可以通過(guò)或其他廠家的節(jié)能部門(mén)提供的用電控制裝置或當(dāng)?shù)貢r(shí)鐘控制來(lái)解決。對(duì)于用戶和供電部門(mén)，熱水器供應(yīng)商和電工常?？梢酝ㄟ^(guò)控制用電時(shí)間來(lái)明顯地節(jié)約電費(fèi)。評(píng)估熱水系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用通常，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要把比較能源開(kāi)支和燃料費(fèi)用作為項(xiàng)目設(shè)計(jì)的一部分。如果是這樣，可以使用下面的公式和例子作為指導(dǎo)。運(yùn)行費(fèi)用（位時(shí)間內(nèi)的用水加侖數(shù)8.25溫升單位燃料費(fèi)用）（單位燃料的熱值英熱單位）（熱水器效率）用電加熱50加侖熱水的運(yùn)行費(fèi)用的例子：運(yùn)行費(fèi)用（508.251000.05）（34131）運(yùn)行費(fèi)用2062.53413運(yùn)行費(fèi)用6

24、0美分（數(shù)據(jù)基于熱水器熱效率100，如果有必要，還要加上燃料條件費(fèi)和用電的額外費(fèi)用）說(shuō)明：8.25每加侖水的重量（磅）0.05$假設(shè)的每度電的費(fèi)用1kw3413英熱單位小時(shí)效率1（100）商用熱水手冊(cè)CH-8100，技術(shù)數(shù)據(jù)部分，第C027.0頁(yè)里面有各種燃料的費(fèi)用比較數(shù)據(jù)。（可供單獨(dú)使用）第四章 系統(tǒng)和設(shè)備選型 設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)商用熱水系統(tǒng)的目標(biāo)多種多樣。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段應(yīng)該主要考慮的問(wèn)題有：1. 熱水器及系統(tǒng)的其他組成部分以及它們的安裝，都應(yīng)該符合適用的規(guī)范和要求的規(guī)定。美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)、國(guó)家衛(wèi)生基金會(huì)的規(guī)定就必須遵守。2. 熱水系統(tǒng)的性能，必須有益于公眾的健康、福利和安全。通常要求，

25、應(yīng)該在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)保證精確的水溫，這樣有利于保證衛(wèi)生條件。設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該考慮這個(gè)問(wèn)題。3. 有效地利用能源，以達(dá)到最少的運(yùn)行費(fèi)用。以電能為例，應(yīng)該充分考慮加以應(yīng)用，避免不必要的額外費(fèi)用支出。4. 提供以最少的費(fèi)用來(lái)滿足用戶需求的品質(zhì)和功能。最少的費(fèi)用不僅意味著初投資，同樣還包括運(yùn)行費(fèi)用。多數(shù)情況下，使用的節(jié)能Conservationist型熱水器，花費(fèi)的較高的初投資可以被較低的運(yùn)行費(fèi)用抵銷(xiāo)。系統(tǒng)選型熱水系統(tǒng)，可以分為兩個(gè)基本類型。的培訓(xùn)手冊(cè)中劃分為單水溫和雙水溫系統(tǒng)。當(dāng)然，用戶根據(jù)需要可以使用調(diào)節(jié)設(shè)備得到不同溫度的熱水。l 單水溫系統(tǒng)根據(jù)需要只提供一種溫度的熱水。l 雙水溫系統(tǒng)提供兩種溫

26、度的熱水，通常與餐飲業(yè)有關(guān)。較高溫度的熱水用于洗碗機(jī)的清潔、漂洗。兩種水溫可以由同一臺(tái)配有混合閥門(mén)的熱水器提供，也可以由兩臺(tái)設(shè)定溫度不同的熱水器提供，還可以通過(guò)管道再加熱式熱水器提供。每種類型中還可以劃分為多種系統(tǒng)，作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該了解和利用這些系統(tǒng)。正確的選用系統(tǒng)十分重要，可以使管道工和電工遵守適用的規(guī)定。下面介紹了使用的系統(tǒng)命名規(guī)則，適用于不同類型和不同燃料的熱水器。容積式燃?xì)狻⑷加?、電熱水器：?jiǎn)嗡疁叵到y(tǒng)1. 單水溫和再加熱式是單水溫?zé)崴到y(tǒng)的叫法。單水溫意味著熱水器提供單一溫度的熱水供常規(guī)用途使用。從傳統(tǒng)意義上說(shuō)，再加熱系統(tǒng)接受熱水（通常為140），然后把水溫提高到180，用于洗碗機(jī)

27、的最后沖洗用水。因此再加熱系統(tǒng)也是單水溫?zé)崴到y(tǒng)。再加熱系統(tǒng)中選用容積式熱水器為固定架式洗碗機(jī)提供熱水比較合適，因?yàn)檫@種洗碗機(jī)間歇使用180的最后沖洗熱水。對(duì)于固定架式洗碗機(jī)，慣例是恢復(fù)容量和儲(chǔ)備容量聯(lián)合工作。2. 通過(guò)混合閥門(mén)或者通過(guò)預(yù)熱熱水器/再加熱熱水器聯(lián)合工作的雙水溫系統(tǒng)，提供兩種不同溫度的熱水。對(duì)于第一種工作方式，熱水器的貯罐內(nèi)維持系統(tǒng)最高用水溫度（通常為180），通過(guò)外部的混合閥門(mén)提供所需的140熱水。貯罐中180的熱水通過(guò)管道上的混合閥門(mén)調(diào)節(jié)溫度，同時(shí)也可以直接輸送到洗碗機(jī)提供最后沖洗用水。預(yù)熱熱水器/再加熱熱水器聯(lián)合工作，不使用混合閥門(mén)就可以提供兩種溫度的熱水。一個(gè)熱水器設(shè)定工

28、作溫度為140，供應(yīng)常規(guī)用途的熱水，同時(shí)為再加熱熱水器提供預(yù)熱了的水源。再加熱熱水器把140的熱水加熱到180，提供洗碗機(jī)的最后沖洗用水。這種工作方式的好處是系統(tǒng)中儲(chǔ)備的熱水的溫度不用象使用混合閥門(mén)那樣是180。i注意:儲(chǔ)備高于用水溫度的熱水會(huì)導(dǎo)致結(jié)垢速度加快、加快系統(tǒng)腐蝕、對(duì)接觸熱水的人員更有可能導(dǎo)致?tīng)C傷。銅盤(pán)管燃?xì)馐綗崴鳎簡(jiǎn)嗡疁叵到y(tǒng)1. 再加熱系統(tǒng)不儲(chǔ)備熱水，直接根據(jù)熱水用量把水即時(shí)加熱到指定溫度。水只流經(jīng)熱水器一次。熱水器的恢復(fù)容量必須足夠把需要體積的水加熱到最大溫升。銅盤(pán)管式再加熱系統(tǒng)只能用于穩(wěn)定流量且溫升為常數(shù)的場(chǎng)合。再這種系統(tǒng)中使用沒(méi)有貯罐的銅盤(pán)管式熱水器比較理想。再加熱系統(tǒng)通常

29、接受140的熱水，然后把水溫提高到180，用于洗碗機(jī)的最后沖洗用水。對(duì)于用水時(shí)段間連續(xù)工作的傳送帶式的洗碗機(jī)，選擇銅盤(pán)管式熱水器用于再加熱系統(tǒng)，是個(gè)不錯(cuò)的選擇。對(duì)于傳送帶式的洗碗機(jī)，最重要的是恢復(fù)容量而不是儲(chǔ)備容量?；謴?fù)容量必須維持水溫不降低以滿足需求。2. Cer-Tempb80系統(tǒng)利用熱水器的恢復(fù)容量和儲(chǔ)備容量聯(lián)合工作，在用水內(nèi)提供單一溫度的熱水。貯罐在這里是指連接在銅盤(pán)管熱水器上的輔助熱水貯罐。在引入Cer-Tempb80系統(tǒng)這個(gè)概念之前，這套管路系統(tǒng)在同行業(yè)中也被稱為“余熱回收”。很多設(shè)計(jì)人員還在繼續(xù)使用這種叫法。Cer-Tempb80系統(tǒng)為設(shè)計(jì)人員提供了獲得額外10可用儲(chǔ)備熱水的機(jī)會(huì)

30、，這種系統(tǒng)與前面談到的系統(tǒng)相比，水溫降比較小。傳統(tǒng)的系統(tǒng)在熱水溫降30前可以提供70的儲(chǔ)備熱水。如果把冷水進(jìn)水管從銅盤(pán)管熱水器中間穿過(guò)（一旦循環(huán)水泵和燃燒器啟動(dòng)）冷水進(jìn)水對(duì)儲(chǔ)備熱水的稀釋作用就會(huì)減小。這樣做的好處就是可以在熱水溫降10前有80的可用儲(chǔ)備熱水，Cer-Tempb80由此而得名。雙水溫系統(tǒng)1. 再加熱熱回收系統(tǒng)，再加熱系統(tǒng)和熱回收系統(tǒng)聯(lián)合工作，靠同一個(gè)熱水源提供兩種溫度的熱水。想達(dá)到這個(gè)目的不一定非要使用混合閥門(mén)或者維持貯罐內(nèi)水溫在180。貯罐中的熱水保持在140，以滿足常規(guī)用水需要。如果洗碗機(jī)需要用水，儲(chǔ)備水再次循環(huán)流經(jīng)熱水器，水溫升高到180，提供清洗用水。供洗碗機(jī)使用的180

31、水管不需要進(jìn)行再循環(huán)。如果熱水器和洗碗機(jī)間距小于5英尺，使用再加熱熱回收系統(tǒng)就能夠滿足洗碗機(jī)沖洗熱水的需要。如果超過(guò)5英尺，根據(jù)國(guó)家衛(wèi)生基金會(huì)的要求就必須進(jìn)行再循環(huán)。下面的系統(tǒng)就適用于這種場(chǎng)所。2. Shure-Tempb再加熱熱回收系統(tǒng)，對(duì)于這種系統(tǒng)，提供洗碗機(jī)的沖洗熱水為180。為符合國(guó)家衛(wèi)生基金會(huì)的規(guī)定，熱水靠循環(huán)泵通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂七M(jìn)行再循環(huán)，對(duì)水溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證用水安全。Shure-Tempb再加熱熱回收系統(tǒng)一般用于熱水器和洗碗機(jī)的間距在5300英尺的場(chǎng)合。除了再循環(huán)部分，該系統(tǒng)與再加熱熱回收系統(tǒng)很相似。合理地設(shè)計(jì)系統(tǒng)要想設(shè)計(jì)出合理的商用熱水系統(tǒng)，必須結(jié)合各方面人士的意見(jiàn)和多方面的技巧。

32、為了選擇正確的容積式熱水器或者銅盤(pán)管式熱水器系統(tǒng)，應(yīng)該了解每個(gè)有關(guān)人員在系統(tǒng)選型中所起的作用。下面的表格匯總了所有有關(guān)人員的職責(zé)。需要記住，連續(xù)可靠的熱水供應(yīng)，也許正是用戶成功或其利益的有效保證，而設(shè)計(jì)人員的職責(zé)就是通過(guò)正確的系統(tǒng)選型和設(shè)計(jì)幫助用戶達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。身份職責(zé)用戶必須明確自己的要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員*設(shè)計(jì)滿足用戶需要的熱水系統(tǒng)。是所有相關(guān)人員的接口。熱水器供應(yīng)商和/或生產(chǎn)商供應(yīng)滿足系統(tǒng)規(guī)格的設(shè)備。利用自身對(duì)產(chǎn)品的性能、供水能力的知識(shí)，可以協(xié)助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)備選型，確定規(guī)格。管道工和電工，安裝承建商必須完全理解所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，負(fù)責(zé)安裝、調(diào)試和對(duì)用戶的使用培訓(xùn)。同時(shí)持續(xù)提供系統(tǒng)維護(hù)和保養(yǎng)，保證用

33、戶滿意。能源供應(yīng)商提供可用能源的特性指標(biāo)，建議如何加以充分利用。特別是以電作為動(dòng)力時(shí)。供水商提供水源特性指標(biāo)、最低溫度、最大壓力和硬度。這些都有可能影響到熱水器的選型和減壓閥的選用。*系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以是建筑師、工程師、安裝承建商或者熱水器的供應(yīng)商第五章 根據(jù)用戶要求選型 使用事先準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)利用商用熱水手冊(cè)CH-8100中選型部分的內(nèi)容，可以比較容易地進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)結(jié)合了熱水用量、系統(tǒng)形式、燃?xì)狻⑷加突蛘唠姛崴鞯男阅苤笜?biāo)。這里摘錄了手冊(cè)選型部分的一些內(nèi)容，以使讀者熟悉其多種功能。對(duì)于給定的設(shè)備，如果設(shè)計(jì)人員在恢復(fù)容量和儲(chǔ)備容量上有不只一個(gè)的選擇，應(yīng)該按照下面的方法考慮：1. 設(shè)備

34、的初投資一般，對(duì)于使用銅盤(pán)管式熱水器的系統(tǒng)，選用最大的恢復(fù)容量和最小的儲(chǔ)備容積投資最省。2. 設(shè)備安裝場(chǎng)地根據(jù)設(shè)備規(guī)格表仔細(xì)核算給定的安裝場(chǎng)地的空間尺寸。3. 可用能源形式和運(yùn)行費(fèi)有些商業(yè)用戶可能在允許使用的燃?xì)庥昧可鲜艿较拗?。這就限制了熱水器的恢復(fù)容量，增加了儲(chǔ)備容量。由于許多供電部門(mén)按照用電時(shí)間段不同而電價(jià)不同，最小化恢復(fù)容量，最大化貯罐容積可能是最好的方法。參見(jiàn)前面“使用電熱水器的情況”一節(jié)。在摘錄內(nèi)容之后，我們還提供了兩個(gè)基本原則和方法，供系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員用來(lái)選擇用于單水溫或雙水溫系統(tǒng)的商用熱水器。這部分內(nèi)容可以用在沒(méi)有設(shè)備選型表格的情況。基本步驟中也示范了用于當(dāng)?shù)氐倪x型數(shù)據(jù)的計(jì)算方法。雙

35、水溫系統(tǒng)這個(gè)例子是使用銅盤(pán)管式燃?xì)鉄崴鹘Y(jié)合輔助熱水貯罐用于雙水溫系統(tǒng)，供應(yīng)餐飲服務(wù)業(yè)用水。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員只需要確定營(yíng)業(yè)時(shí)的最大用餐時(shí)間以及洗碗機(jī)工作時(shí)間的長(zhǎng)短。咨詢用戶就可以得到這部分?jǐn)?shù)據(jù)。設(shè)備和系統(tǒng)選型方法和前面講過(guò)的相同。單水溫系統(tǒng)很多的住宅規(guī)格表包括公寓、汽車(chē)旅館、賓館和宿舍的數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)方法分為兩個(gè)步驟。首先，確定熱水用量和設(shè)備的最小儲(chǔ)備容量。其次，利用“可用熱水量表”核算，以確定熱水器和貯罐容積。下面的例子是個(gè)公寓。咨詢物業(yè)部門(mén)可以得到下面的數(shù)據(jù)：1. 熱水用于沖涼和其他較小的用水負(fù)荷，例如衛(wèi)生間和家用洗碗機(jī)等?！肮ⅰ币馕吨话ㄏ匆聶C(jī)用的熱水。如果有洗衣店，系統(tǒng)必須加上額外的恢復(fù)容

36、量和儲(chǔ)備容量。2. 每個(gè)花灑頭的總的冷熱水沖涼水量計(jì)為3加侖/分鐘。除非所有的花灑頭都有流量控制，否則耗水量會(huì)比計(jì)算結(jié)果高，系統(tǒng)就變得不適用了。一定要讓所有有關(guān)人員了解這個(gè)問(wèn)題。3. 計(jì)算工作可以依據(jù)公寓的規(guī)格（第一列）或者實(shí)際使用人數(shù)（第二列）來(lái)進(jìn)行。詢問(wèn)物業(yè)部門(mén)，看他們認(rèn)為哪一組數(shù)據(jù)更能反映實(shí)際的使用情況。記住，是人而不是設(shè)備在用水。事先沒(méi)有數(shù)據(jù)情況下的選型下面介紹的方法用來(lái)確定間歇用水系統(tǒng)中的熱水器的恢復(fù)容量和儲(chǔ)備容量。本方法特意假定手頭沒(méi)有的選型表格。連續(xù)用水系統(tǒng)的計(jì)算，是要讓熱水器的恢復(fù)容量等于或者大于用水量。因此，貯罐容積（如果系統(tǒng)選用了容積式熱水器）就不是很重要。如果連續(xù)用水系統(tǒng)

37、內(nèi)安裝了銅盤(pán)管式熱水器，那么就沒(méi)有必要使用輔助熱水貯罐，除非用水點(diǎn)要求的熱水流量和水溫各不相同。如果遇到這種情況，可以使用一個(gè)80加侖的配有水泵和控制系統(tǒng)的熱水貯罐。熱水貯罐中的水可以吸收低流量或者低水溫需求條件下熱水器多余的熱量。單水溫系統(tǒng)和雙水溫系統(tǒng)的選型步驟基本一樣：確定每小時(shí)j用水量（加侖數(shù)）以及最大熱水溫升。初步確定熱水器型號(hào)k。從用水量中減去熱水器每小時(shí)的恢復(fù)容量。用水量和恢復(fù)容量的差值必須來(lái)自儲(chǔ)備容量。差值乘以用水時(shí)間，得到的結(jié)果就是貯罐必須能夠提供的“可用”熱水量?？捎脽崴砍?.7或0.8就得到所需的最小貯罐容積，參見(jiàn)第三章中的有關(guān)內(nèi)容。比較計(jì)算的最小貯罐容積和“初選”的熱水器的儲(chǔ)備容量。如果熱水器的儲(chǔ)備容量等于或者大于計(jì)算的最小貯罐容積，那么我們的選擇就是正確的。如果不是這樣，根據(jù)需要調(diào)整恢復(fù)容量和儲(chǔ)備容量。參見(jiàn)第三章中的有關(guān)內(nèi)容。用熱水器儲(chǔ)備容量除以恢復(fù)容量，確認(rèn)貯罐中的熱水可以在下次用水時(shí)段來(lái)到前得到恢復(fù)。如果不能，根據(jù)需要調(diào)整恢復(fù)容量和儲(chǔ)備容量。參見(jiàn)第三章中的有關(guān)內(nèi)容。j用水時(shí)間的單位可以是分鐘或者秒。這種情況下，上面步驟中的所有以小時(shí)為單位的參數(shù)應(yīng)該轉(zhuǎn)換為以分鐘或者秒為單位。例如，一臺(tái)固定架式洗碗機(jī)，可能