建筑給排水-建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)

1、第7章 建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng) 重點(diǎn)：建立熱水系統(tǒng)循環(huán)流動(dòng)及兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的概念，正確選用熱水供應(yīng)方式，了解應(yīng)用在熱水供應(yīng)系統(tǒng)的特殊附件及管道保溫敷設(shè)等特點(diǎn)。掌握設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量的計(jì)算方法，并能正確選用加熱或貯熱設(shè)備。7.1 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的分類、組成和供水方式 7.1.1熱水供應(yīng)系統(tǒng)的分類 :建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)按熱水供水范圍的大小，可分為集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)、局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)和區(qū)域熱水供應(yīng)系統(tǒng)。局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)供熱范圍小，熱水分散制備。一般靠近用水點(diǎn)設(shè)置小型加熱設(shè)備供一個(gè)或幾個(gè)配水點(diǎn)使用，熱水管路短，熱損失小。適用于使用要求不高，用水點(diǎn)少而分散的建筑。 集中制備，用管道輸送到各配水點(diǎn)。一般在建筑內(nèi)設(shè)專用鍋爐房

2、或熱交換間，由加熱設(shè)備將水加熱后，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(diǎn)多且分布較密集的建筑。 7.1.1熱水供應(yīng)系統(tǒng)的分類3.區(qū)域熱水供應(yīng)系統(tǒng)：在區(qū)域鍋爐或熱交換站將水集中加熱，通過區(qū)域熱力管道送至整個(gè)建筑群、居民區(qū)、城市街坊的熱水供應(yīng)系統(tǒng)。適用于建筑布置集中，熱水用量較大的城市。7.1.2熱水供應(yīng)系統(tǒng)的組成 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。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(dòng)而冷卻，保持各用水點(diǎn)的水溫穩(wěn)定，達(dá)到使用要求。附件 ：有溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)器、疏水器

3、、減壓閥、安全閥、膨脹罐、管道補(bǔ)償器、閘閥、水嘴等 7.1.3 熱水供水方式 熱水供水方式按管網(wǎng)壓力工況的特點(diǎn)可分為開式和閉式兩類。開式熱水供水方式中一般是在管網(wǎng)頂部設(shè)有水箱，管網(wǎng)與大氣 連通，系統(tǒng)內(nèi)的水壓取決于水箱的設(shè)置高度，而不受室外給水管網(wǎng)水壓波動(dòng)的影響。閉式熱水供水方式中管網(wǎng)不與大氣相通，冷水直接進(jìn)入水加熱器，需設(shè)安全閥，有條件時(shí)還可以考慮設(shè)隔膜式壓力膨脹罐或膨脹管，以確保系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn) 1a.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(dòng)影響。適用：室外水壓變化較大，且用戶要求水壓穩(wěn)定時(shí)采用。注意：該方式必須設(shè)置高位冷

4、水箱和膨脹管1b.閉式供水方式特點(diǎn)：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(duì)供水壓力要求不太嚴(yán)格的建筑采用。注意：為了確保系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，需設(shè)安全閥。7.1.3 熱水供水方式根據(jù)熱水加熱方式的不同有直接加熱和間接加熱之分 直接加熱也稱一次換熱，是利用以燃?xì)?、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(duì)噪聲無嚴(yán)格要求的公共浴室、洗衣房、工礦企業(yè)等用戶。 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(dá)到加熱冷水的目的，在加熱過程中熱媒與被加熱

5、水不直接接觸。該方式的優(yōu)點(diǎn)是回收的冷凝水可重復(fù)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。 7.1.3 熱水供水方式根據(jù)熱水管網(wǎng)設(shè)置循環(huán)管網(wǎng)的方式不同，有全循環(huán)、半循環(huán)、無循環(huán)熱水供水方式之分 全循環(huán)熱水供水方式用于有特殊要求的高標(biāo)準(zhǔn)建筑中，如：高級(jí)賓館、飯店，大型醫(yī)院、高級(jí)建筑等 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(shè)有全日供應(yīng)熱水的建筑和設(shè)有定時(shí)供應(yīng)熱水的建筑中，干管循環(huán)水供水方式多用于采用定時(shí)供應(yīng)熱水的建筑中 無循環(huán)熱水供水方式用于公共浴室、洗衣房等。 膨脹排氣管冷水箱循環(huán)水泵加熱器全循環(huán)供水方式半循環(huán)：干管循環(huán)方式

6、膨脹排氣管冷水箱循環(huán)水泵加熱器半循環(huán)：干管循環(huán)方式膨脹排氣管冷水箱循環(huán)水泵加熱器膨脹排氣管冷水箱加熱器不循環(huán)供水方式7.1.3 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(dòng)力不同有設(shè)循環(huán)水泵的機(jī)械強(qiáng)制循環(huán)方式和不設(shè)循環(huán)水泵靠熱動(dòng)力差循環(huán)的自然循環(huán)方式。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。 7.2 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的熱源、加（貯）熱設(shè)備7.2.1熱水供應(yīng)系統(tǒng)的熱源按下列順序選用工業(yè)余熱、廢熱、地?zé)岷吞柲苣鼙ＷC全年供熱的熱力管網(wǎng)區(qū)域鍋爐房或附近鍋爐房的蒸汽專用的蒸汽或熱水鍋爐7.2 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的熱源、加（貯）熱設(shè)備7.2.3集中加熱設(shè)備和貯熱設(shè)備 小型鍋爐：

7、集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)采用的小型鍋爐有燃煤、燃油、燃?xì)夂碗婂仩t四種。目前，在發(fā)達(dá)國家加熱設(shè)備以使用大型電加熱設(shè)備和燃油鍋爐為主。 水加熱器 ：有容積式、快速式、半容積式、半即熱式水加熱器等。容積式水加熱器是內(nèi)部設(shè)有熱媒導(dǎo)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。 Flash格式演示動(dòng)畫在這里單擊鼠標(biāo)左鍵播放優(yōu)點(diǎn)：具有較大的貯存和調(diào)節(jié)能力，被加熱水通過時(shí)壓力損失較小，用水點(diǎn)壓力變化平穩(wěn)，出水水溫穩(wěn)定。缺點(diǎn)：被加熱水流速緩慢，傳熱系數(shù)小，體積龐大。水加熱器快速式水加熱器 ：具有效率高，體積小，安裝搬運(yùn)方便的優(yōu)點(diǎn)，但不能貯存熱水，用水水頭損失大，在熱媒或被加熱水

8、壓力不穩(wěn)定時(shí)，出水溫度波動(dòng)較大，僅適用于用水量大，而且比較均勻的熱水供應(yīng)系統(tǒng)或建筑物熱水采暖系統(tǒng)。當(dāng)設(shè)有貯熱水箱時(shí)，也可采用。半容積式水加熱器有體型小（貯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(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。 水加熱器半即熱式水加熱器有快速加熱被加熱水，浮動(dòng)盤管自動(dòng)除垢的優(yōu)點(diǎn)，其熱水出水溫度一般能控制在2.2內(nèi)，且體積小，節(jié)省占地面積，適用于各種不同負(fù)荷需求的機(jī)械循環(huán)熱水供應(yīng)系統(tǒng)。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(shí)熱水供應(yīng)系統(tǒng)。熱水貯水箱（罐）是一種專門調(diào)節(jié)熱水量的容

9、器?？稍谟盟痪鶆虻臒崴?yīng)系統(tǒng)中設(shè)置，以調(diào)節(jié)水量，穩(wěn)定出水溫度。 7.3管材、附件7.3.1管材薄壁銅管、薄壁不銹鋼管、鋁塑復(fù)合管、交聯(lián)聚乙烯管（PEX），三型無規(guī)共聚聚丙烯管（PPR）7.3.2附件 自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)裝置 ：當(dāng)水加熱器的出水溫度需要控制時(shí)，可采用自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)器。減壓閥 ：當(dāng)水加熱器采用的熱媒為蒸汽時(shí)，若蒸汽供應(yīng)管網(wǎng)的壓力遠(yuǎn)大于水加熱器所規(guī)定的蒸汽壓力，應(yīng)設(shè)減壓閥把蒸汽壓力降到需要值，才能保證設(shè)備使用安全 疏水器：為保證蒸汽凝結(jié)水及時(shí)排放，同時(shí)又防止蒸汽漏失，在蒸汽的凝結(jié)水管段上應(yīng)裝設(shè)疏水器 自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)裝置作用：控制出水水溫1自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)裝置安裝：溫度調(diào)節(jié)器分為直接式自動(dòng)溫度調(diào)

10、節(jié)裝置和間接式自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)裝置。前者必須直立安裝，溫包放置在水加熱器熱水出口的附近，它把感受到的溫度傳給溫度調(diào)節(jié)器，自動(dòng)調(diào)節(jié)熱媒流量達(dá)到自動(dòng)調(diào)溫的目的；后者溫包把溫度傳給電觸點(diǎn)溫度計(jì)，當(dāng)溫度計(jì)指針轉(zhuǎn)到大于或低于規(guī)定的溫度觸點(diǎn)時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)關(guān)小或開大閥門，調(diào)節(jié)熱媒流量，自動(dòng)調(diào)溫。7.3.2附件自動(dòng)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(nèi)熱水暢通，應(yīng)在該管網(wǎng)的最高處安裝自動(dòng)排氣閥。自然補(bǔ)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(yīng)采取補(bǔ)償管道溫度伸縮的措施，以避免管道因?yàn)槌惺芰顺^自身許可的內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致彎曲或破裂。 膨脹管及膨脹罐：在

11、開式熱水供應(yīng)系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)膨脹管 。閉式熱水供應(yīng)系統(tǒng)中設(shè)置的隔膜式壓力膨脹水箱（罐）來代替。 7.4 熱水管道的敷設(shè)與保溫7.4.1熱水管道的布置與敷設(shè)考慮管道排氣與泄水 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(diǎn)，應(yīng)設(shè)排氣裝置，如自動(dòng)排氣閥；下行上給式熱水配水系統(tǒng)可利用最高配水點(diǎn)排氣 。熱水橫管應(yīng)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(shè)在系統(tǒng)的最低點(diǎn)。 管道的脹縮措施 ：采取自然補(bǔ)償或設(shè)置補(bǔ)償器的方法來解決 7.4 .1熱水管道的布置與敷設(shè)熱水管穿過建筑物頂棚、樓板、墻壁和基礎(chǔ)時(shí)，均應(yīng)加套管?？紤]水的熱脹冷縮:設(shè)膨脹管（罐、水箱）

12、考慮管道保溫：包扎保溫材料。保溫措施見有關(guān)采暖設(shè)計(jì)手冊(cè)。 7.4.2熱水供應(yīng)系統(tǒng)的保溫保溫的目的主要是減少介質(zhì)在傳輸過程中的熱損失保溫材料為巖棉、超細(xì)玻璃棉、硬聚氨酯、橡塑泡棉等材料保溫厚度見236頁表7.4.2，7.4.37.5 高層建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)1.技術(shù)要求：高層建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)也要解決低層管道中靜水壓力過大的問題。2.技術(shù)措施 ：與給水系統(tǒng)相同，解決低層管道靜水壓力過大的問題，可采用豎向分區(qū)的供水方式。熱水供應(yīng)系統(tǒng)分區(qū)的范圍，應(yīng)與給水系統(tǒng)的分區(qū)一致，各區(qū)的水加熱器、貯水器的進(jìn)水，均應(yīng)由同區(qū)的給水系統(tǒng)供應(yīng)。7.5高層建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)冷、熱水系統(tǒng)分區(qū)一致，可使系統(tǒng)內(nèi)冷、熱水壓力平衡，便于調(diào)

13、節(jié)冷、熱水混合龍頭的出水溫度，也便于管理。3.供水方式集中式分散式第8章熱水供應(yīng)系統(tǒng)的計(jì)算8.1熱水用水定額、水溫及水質(zhì)8.1.1熱水用水定額 一是根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)和內(nèi)部衛(wèi)生器具的完善程度來確定，其水溫按60計(jì)算，見表8.1.1。 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8.1.2。8.1.2 熱水水溫 冷水計(jì)算溫度見教材表8.1.5熱水鍋爐和水加熱器出口最高溫度見表8.1.4最不利點(diǎn)的最低水溫見教材表8.1.2和8.1.38.1.3熱水水質(zhì)符合我國現(xiàn)行的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)原水的水處理，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)、水量、水溫、水加熱設(shè)備的構(gòu)造、使用要求、工

14、程投資等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。8.2 熱水量、耗熱量、熱媒耗量的計(jì)算 8.2.1熱水量計(jì)算 根據(jù)熱水用水定額和用水計(jì)算單位數(shù)計(jì)算 根據(jù)使用熱水的衛(wèi)生器具數(shù)和小時(shí)用水量同時(shí)使用百分?jǐn)?shù)計(jì)算 8.2.2熱水耗熱量計(jì)算 設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量：為供應(yīng)用水設(shè)備、衛(wèi)生器具最大1小時(shí)熱水所消耗的熱量。8.2.2熱水耗熱量計(jì)算設(shè)有集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的居住小區(qū)的設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量疊加計(jì)算，當(dāng)公共建筑的最大用水時(shí)時(shí)段與住宅的最大用水時(shí)時(shí)段不一致時(shí)，應(yīng)按住宅設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量加公共建筑的平均小時(shí)耗熱量疊加計(jì)算。耗熱量，當(dāng)公共建筑的最大用水時(shí)時(shí)段與住宅的最大用水時(shí)時(shí)段一致時(shí)，應(yīng)按兩者的設(shè)計(jì)小時(shí)。8.2.3熱媒耗量計(jì)算 一、蒸汽耗量

15、1.直接加熱時(shí)蒸汽耗量加熱前熱量為加熱后熱量為熱量平衡，另外Qr=Ql可得8.2.3熱媒耗量計(jì)算2.間接加熱時(shí)蒸汽耗量二、熱媒水耗量8.3熱水加熱及貯存設(shè)備的選擇計(jì)算 8.3.1 加熱設(shè)備的選擇計(jì)算 1.水加熱器傳熱面積 2.熱水貯水器容積的計(jì)算 ：貯水器的貯熱量可按經(jīng)驗(yàn)，由表6-19確定。 8.4 熱水管網(wǎng)的水力計(jì)算水力計(jì)算的目的是確定各管網(wǎng)的管徑、水頭損失和選擇設(shè)備、附件8.4.1熱媒管網(wǎng)計(jì)算根據(jù)熱源不同，熱媒管網(wǎng)分為蒸汽管網(wǎng)和熱水管網(wǎng)。蒸汽管多和強(qiáng)制循環(huán)熱水管網(wǎng)的水力計(jì)算方法及圖表，與供暖管道相同。熱媒為熱水時(shí)流速控制見表8.4.1熱媒為蒸汽時(shí)流速控制見表8.4.28.4.2第二循環(huán)管網(wǎng)

16、計(jì)算1.熱水配水管網(wǎng)的計(jì)算方法、步驟與給水管道的計(jì)算方法、步驟相同。 熱水管道中的水流速度不宜大于1.5m/s，當(dāng)管徑25mm時(shí)，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； 計(jì)算時(shí)應(yīng)采用熱水管道水力計(jì)算表來確定管徑和單位長度的水頭損失。熱水管道的設(shè)計(jì)秒流量按冷水管道的設(shè)計(jì)秒流量公式計(jì)算。 8.4.2第二循環(huán)管網(wǎng)計(jì)算其目的為確定回水管管徑。當(dāng)循環(huán)管道采用自然循環(huán)時(shí)，要計(jì)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(shí)現(xiàn)。采用機(jī)械循環(huán)時(shí)，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)水泵。 一、自然循環(huán)管網(wǎng)的計(jì)算方法、步驟1.在管網(wǎng)中選取

17、最不利環(huán)路，即循環(huán)水頭損失最大的環(huán)路為計(jì)算環(huán)路 2.初定計(jì)算環(huán)路中回水管各管段管徑，一般比相應(yīng)的配水管小1號(hào) 一、自然循環(huán)管網(wǎng)的計(jì)算方法、步驟3.確定計(jì)算配水管路的溫降，即加熱設(shè)備出水溫度與最不利配水點(diǎn)的溫度差。一般取510，系統(tǒng)較大時(shí)宜取上限值 4.計(jì)算循環(huán)管網(wǎng)中各配水管段的熱損失W及其總的損失 一、自然循環(huán)管網(wǎng)的計(jì)算方法、步驟5.計(jì)算總循環(huán)流量及計(jì)算環(huán)路各管段的循環(huán)流量6.計(jì)算管路各點(diǎn)的實(shí)際水溫 ：以校核最不利配水點(diǎn)的水溫是否能滿足設(shè)計(jì)要求。熱水供應(yīng)系統(tǒng)中，鍋爐或水加熱器的出水溫度與配水點(diǎn)的最低溫度差，不得大于10 7.計(jì)算環(huán)路通過循環(huán)流量時(shí)所產(chǎn)生的循環(huán)水頭損失H值 一、自然循環(huán)管網(wǎng)的計(jì)算方法、步驟8.計(jì)算計(jì)算環(huán)路的自然壓力值 9.確定系統(tǒng)是否能進(jìn)行自然循環(huán) 將自然壓力值Hzr與循環(huán)水