第五章熱水及飲水供給系統(tǒng)

第一節(jié)熱水用水定額、水溫及水質(zhì)第二節(jié)熱水供給系統(tǒng)第三節(jié)加熱方式和加熱設備第四節(jié)

熱水供給系統(tǒng)附件第五節(jié)熱水供給系統(tǒng)計算第六節(jié)高層建筑熱水供給系統(tǒng)第七節(jié)飲水供給第八節(jié)熱水管道系統(tǒng)布置與鋪設第1頁第一節(jié)熱水用水定額、水溫及水質(zhì)

熱水用量定額生產(chǎn)用熱水量定額，按照生產(chǎn)工藝要求確定。生活用熱水量定額有兩種：一個按照使用熱水單位確定，另一個按照衛(wèi)生器具一次或一小時熱水用量確定。第2頁二、水溫計算我國《規(guī)范》要求：冷水溫度：當?shù)刈罾湓缕骄疁責崴仩t和水加熱器出水溫度

75℃最不利配水點最低水溫：供洗滌時應不低于60℃供給浴盆時不低于55℃加熱設備出口與最不利配水點溫度差

15℃

第3頁三、熱水水質(zhì)

生產(chǎn)用熱水水質(zhì)標準符合生產(chǎn)工藝要求標準，而生活用熱水水質(zhì)標準除應符合我國現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標準》外，對集中熱水供給系統(tǒng)加熱前水質(zhì)是否需要軟化處理，應依據(jù)水質(zhì)、水量、使用要求等原因進行技術(shù)經(jīng)濟比較確定。普通情況下熱水供給系統(tǒng)按65℃水溫計算時，水量較小，如用水量小于10m3可不進行軟化處理。假如經(jīng)過實踐證實，該地域使用磁化器軟化水有效時，可在水加熱器或鍋爐冷水進水管上安裝磁水器。第4頁第二節(jié)熱水供給系統(tǒng)

一、熱水系統(tǒng)分類按照熱水供給范圍大小：

局部熱水供給系統(tǒng)集中熱水供給系統(tǒng)區(qū)域性熱水供給系統(tǒng)第5頁二、熱水系統(tǒng)組成工作流程：

鍋爐生產(chǎn)蒸汽經(jīng)熱媒管送入水加熱器加熱冷水加熱器中熱水由配水管送到各個用水點蒸汽凝結(jié)水由凝結(jié)水管排至凝水池鍋爐用水由凝結(jié)池供給水加熱器中所需冷水由給水系統(tǒng)供給組成:由第一循環(huán)系統(tǒng)和第二循環(huán)系統(tǒng)組成第6頁三、熱水供給系統(tǒng)方式按加熱方式分：直接加熱間接加熱第7頁按有沒有循環(huán)管：全循環(huán)半循環(huán)非循環(huán)按循環(huán)方式：機械循環(huán)自然循環(huán)按干管位置：上行下給式下行上給式第8頁第三節(jié)加熱方式和加熱設備

一、加熱方式

1、鍋爐直接加熱優(yōu)點：設備簡單、熱效率高、噪聲小和工作穩(wěn)定。缺點：在水用量較大時鍋爐輕易結(jié)垢。（一）直接加熱第9頁2、蒸汽與被加熱水直接混合加熱方式

蒸汽經(jīng)過多孔管或水射器加熱冷水。注意：蒸汽中不能含有危害人體皮膚成份。第10頁3、太陽能熱水器優(yōu)點：含有運行可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護方便和造價低太陽能熱水器：由太陽能集熱器、連接管道和循環(huán)水箱等組成。第11頁

全玻璃真空集熱管全玻璃真空集熱管采取耐冷熱沖擊，抗冰雹雙層高硼硅玻璃，夾層高真空，內(nèi)層玻璃外壁采取磁控濺射真空鍍膜工藝，鍍有國際先進水平選擇性吸收涂層，對陽光含有極高吸收率和極低熱發(fā)射率，使用壽命可達以上。單管試驗：晴天零下18℃二小時左右，真空管內(nèi)水可達沸點。

第12頁熱媒經(jīng)過傳熱面加熱冷水。慣用設備：（1）容積式水加熱器（2）快速水加熱器（3）加熱水箱(4)半容積式水加熱器(5)半即熱式水加熱器

（二）間接加熱方式第13頁容積式熱交換器容積式水加熱器間接加熱方式。熱媒可使用蒸汽和高溫熱水。容積式水加熱器有臥式和立式兩種類型。容積式水加熱器適合用于供水溫度要求均勻、無噪聲醫(yī)院、飯店、旅館、住宅等建筑。第14頁二、發(fā)燒和加熱設備1、發(fā)燒設備熱水供給系統(tǒng)發(fā)燒設備常指鍋爐、工廠廢熱利用設備、太陽能集熱器等。各種鍋爐

第15頁按燃料分類：燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐按熱媒分類：蒸汽鍋爐和熱水鍋爐按外形分類：有立式和臥式按結(jié)構(gòu)分類： 立式鍋爐：橫水管、橫火管、直水管、彎水管 臥式鍋爐：外燃回水管、內(nèi)燃回水管、快裝臥式內(nèi)燃快裝臥式內(nèi)燃（KGZ）鍋爐總效率較高，體積小和安裝簡單燃油、燃氣鍋爐自動化程度高，不需儲煤和爐渣，油價高熱水供給鍋爐種類第16頁太陽能熱水器太陽能平板型集熱器，是一個利用“熱箱”原理把太陽能轉(zhuǎn)換為熱能裝置。它由雙層高硼硅玻璃，夾層高真空，內(nèi)壁是用無光黑色涂料涂黑，保溫層絕熱。假如只在5－10月份使用，應比當?shù)鼐暥壬?0度效果很好。第17頁2、加熱設備

（1）容積式水加熱器容積式水加熱器有立式和臥式兩種。第18頁新型震動式熱交換器工作原理

其結(jié)構(gòu)如詳圖：利用軟體熱媒管在熱交換器中擾動改變水流態(tài)（層流－紊流〕提升熱交換率。

第19頁（2）快速水加熱器汽——水式水——水式還可分為多管式和單管式（3）加熱水箱快速水加熱器比容積式水加熱器熱效率高，但不能貯存熱水。第20頁4.半容積式水加熱器半容積式水加熱器是帶有適量貯存與調(diào)整容積內(nèi)藏式容積式水加熱器，由貯熱水罐內(nèi)藏式快速換熱器和內(nèi)循環(huán)泵3個主要部分組成。其中貯熱水罐與快速換熱器隔離，被加熱水在快速換熱器內(nèi)快速加熱后，經(jīng)過熱水配水管進入貯熱水罐，當管網(wǎng)中熱水用量低于設計用水量時，熱水一部分落到貯罐底部，與補充水(冷水)一道經(jīng)內(nèi)循環(huán)泵升壓后再次進入快速換熱器加熱。內(nèi)循環(huán)泵作用有3個：其一，提升被加熱水流速，以增大傳熱系數(shù)和換熱能力；其二，克服被加熱水流經(jīng)換熱器時阻力損失；其三，形成被加熱水連續(xù)熱循環(huán)。第21頁

(4)半即熱式水加熱器半即熱式水加熱器是帶有超前控制，含有少許貯存容積快速式水加熱器。熱媒蒸汽經(jīng)控制閥和底部入口經(jīng)過立管進入各并聯(lián)盤管，冷凝水入立管后由底部流出，冷水從底部經(jīng)孔板入罐，同時有少許冷水進入分流管。入罐冷水經(jīng)轉(zhuǎn)向器均勻進入罐底并向上流過盤管得到加熱，熱水由上部出口流出。部分熱水在頂部進入感溫管開口端，冷水以與熱水用水量成百分比流量由分流管同時入感溫管，感溫元件讀出瞬間感溫管內(nèi)冷、熱水平均溫度，即向控制閥發(fā)出信號，按需要調(diào)整控制閥，以保持所需熱水輸出溫度。第22頁第23頁第四節(jié)熱水供給系統(tǒng)附件

1、自動溫度調(diào)整器熱水供給系統(tǒng)控制熱水溫度，常采取自動溫度調(diào)整器。第24頁2、疏水器作用：阻氣排水設置在以蒸汽為熱媒間接加熱凝結(jié)管道上。圖為偏心熱動力式疏水器。它是利用進入閥體蒸汽和凝結(jié)水，對閥片兩邊產(chǎn)生壓力差而升降閥片到達排水阻汽作用。第25頁

第26頁3、減壓和節(jié)流閥

減壓閥安裝在熱媒進管上.節(jié)流閥安裝在熱水供給系統(tǒng)回水管道上.熱水加熱器所需蒸汽壓力普通小于4·90×105ｐａ，當熱媒蒸汽壓力遠大于水加熱器所需蒸汽壓力，經(jīng)過減壓閥把壓力減到需要值。第27頁減壓閥選擇方法，熱媒為蒸汽普通按下式計算，求得減壓閥工作孔口截面后，由產(chǎn)品樣本確定其型號

f－減壓閥工作孔口截面積(cm2)G0－蒸汽流量(kg/h)q0－經(jīng)過每cm2孔口截面理論流量（蒸汽）(kg/h)第28頁4、自動排氣閥為排除上行下給式干管中熱水散發(fā)出來氣體，確保管道系統(tǒng)內(nèi)熱水通暢。第29頁第30頁5、自然賠償管道和伸縮器第31頁第五節(jié)供給系統(tǒng)計算熱水

一、熱水量、耗熱量、熱媒耗量及產(chǎn)水量計算

（一）熱水量計算(最大小時熱水用量)1.全日供水住宅、別墅、旅館等建筑

Qr－按人數(shù)、單位數(shù)或衛(wèi)生器具數(shù)計算熱水設計用水量（l/h)m－用水計算單位數(shù)，人數(shù)或床位數(shù)等。qr－每人天天熱水用水量，L/人.d。T－1日內(nèi)熱水供給小時數(shù)，T=24h.Kh－小時改變系數(shù)第32頁2.定時供熱水住宅、旅館、公共浴室等Qr－按人數(shù)、單位數(shù)或衛(wèi)生器具數(shù)計算熱水設計用水量（l/h)b－同類衛(wèi)生器具在同一小時內(nèi)使用最大百分數(shù)qh－衛(wèi)生器具一次和一小時熱水用水量n0_－同類衛(wèi)生器具數(shù)。第33頁（二）耗熱量計算依據(jù)水溫溫差等原因可求所需耗熱量。耗熱量可按以下公式計算；Q－設計小時耗熱量（W〕Qr－設計小時熱水量，L/h;CB－水比熱（kJ/kg℃),熱水供給系統(tǒng)中可取4·19

（kJ/kg℃)tl－冷水溫度℃tr－熱水溫度℃第34頁（三）熱媒耗量計算1.蒸汽直接與被加熱水混合時，熱媒耗量計算公式為：Gm－熱媒蒸汽耗量(kg/h)Q－設計小時耗熱量(KJ/h)i－蒸汽熱容(KJ/h)，按壓力查表得出Qhx－蒸汽與冷水混合后熱水含熱量(KJ/kg)1·1～1·2－熱水供給熱損失第35頁2.蒸汽經(jīng)過傳熱面間接加熱冷水時Gmh－蒸汽經(jīng)過傳熱面加熱冷水時熱媒耗量(kg/h)rh－蒸汽汽化熱(KJ/kg)1·1～1·2－熱水供給熱損失Q－設計小時耗熱量(KJ/h)第36頁3.熱媒為熱水經(jīng)過傳熱面加熱冷水時耗熱量計算公式Gms－熱水經(jīng)過傳熱面加熱冷水時熱媒耗量(kg/h)tmc－熱媒為冷水初溫℃，普通為95℃，當管道很長時采取110～150℃tmz－熱媒為熱水終溫(℃)；普通為70～75℃1·1～1·2－熱水供給熱損失CB－水比熱（kj/kg℃),熱水供給系統(tǒng)中可取4·19

（kj/kg℃)Q－設計小時耗熱量(KJ/h)第37頁二、熱水貯存設備、加熱設備和鍋爐選擇1、熱水箱、熱水罐、加熱水箱和容積式水加熱器容積計算方法（1）經(jīng)驗計算法對于住宅、集體宿舍、旅館、醫(yī)院、和公共浴池、可按大于45分鐘設計小時耗熱量，對于企業(yè)浴室和和集團浴室可取30分鐘設計小時耗熱量計算，計算經(jīng)驗公式分別為：Vr－貯水罐容積（L〕。CB－水比熱（kj/kg℃),熱水供給系統(tǒng)中可取4·19

（kj/kg℃)tl－冷水溫度℃tr－熱水溫度℃第38頁某建筑物日耗熱量曲線（2）理論計算方法日耗熱量曲線供熱量累積曲線右圖曲線斜率為其該時刻小時耗熱量第39頁2.加熱設備熱交換面積計算式中Fp—換熱器中換熱排管或盤管傳熱面積，m2；Q—設計小時耗熱量計算，kJ/hε—因為結(jié)垢影響傳熱效率修正系數(shù)，1.1～1.2—熱水供給系統(tǒng)熱損失系數(shù)K—傳熱系數(shù)，kJ/(m2·h·℃)；Δtj—熱媒和被加熱水計算溫差，℃；(見教材)3.快速加熱器水流阻力計算容積式加熱器水流阻力忽略不計第40頁2、鍋爐選擇Qg=(1.1~1.2)Q在實際設計工作中，選擇鍋爐方法，普通是按熱水系統(tǒng)設計小時熱量乘以熱損失系數(shù)，作為鍋爐應該確保供給小時供熱量，然后從鍋爐樣本中選出鍋爐型號。Qg－鍋爐小時供熱量(KJ/h)Q－設計小時耗熱量(KJ/h)1.1~1.2－熱水供給系統(tǒng)熱損失系數(shù)第41頁三、熱水管網(wǎng)水力計算熱水管網(wǎng)計算，在繪制管網(wǎng)軸測圖后進行。計算內(nèi)容包含：A確定熱媒管道管徑及水頭損失。B確定熱水管網(wǎng)管徑及循環(huán)管路水頭損失。C確定系統(tǒng)各種設備。第42頁

（一）熱媒管網(wǎng)計算

1、熱媒為熱水時查表5-16水力計算表。熱媒管網(wǎng)熱水自然循環(huán)作用水頭

Hx=h(r1-r2)Hx－自然循環(huán)作用水頭（Pa〕h－鍋爐中心與熱水罐中心或水加熱器排管中心標高差(m)；r1－熱水罐或水加熱器回水管中平均重度N/m3r2－鍋爐出口水平均重度N/m3循環(huán)條件：第43頁2.熱媒為高壓蒸汽時第44頁（二）熱水配水管網(wǎng)和循環(huán)管網(wǎng)計算1.熱水配水管網(wǎng)計算配水管網(wǎng)計算方法與給水管網(wǎng)相同，但因為熱水重度小于冷水重度熱水管網(wǎng)輕易結(jié)垢等原因，管道水頭損失計算應使用熱水管道水力計算表格。2.自然循環(huán)管網(wǎng)計算(1)初步確定回水管管徑(2)計算管段終點水溫采取面積溫降法第45頁第46頁(3)配水管網(wǎng)各管段熱損失計算qs—配水管網(wǎng)中任一計算管段熱損失，kJ/h；K—無絕熱層管道傳熱系數(shù)；η—絕熱系數(shù)；tC、tZ—計算管段始、終點水溫，℃；D—管子外徑，m；L—計算管段長度，m；tj—計算管段周圍空氣溫度，℃；第47頁(4)計算配水管網(wǎng)總熱損失QS=∑qs各個管段熱損失之和(5)計算總循環(huán)流量∑式中∑qx—計算管段總循環(huán)流量，kg/h；CB—熱水比熱，取CB=4.19kJ/kg·℃；QS—總熱損失。（6）計算各管段循環(huán)流量第48頁式中qn+1、qn—n+1、n管段中所經(jīng)過循環(huán)流量，kg/h；qs(n+1)、∑qsn—n+1、n管段本身及其后各管段熱損失之和，kJ/h；qsn—管段n本身熱損失，kJ/h。（7）復核各管段終點水溫第49頁（8）計算循環(huán)管網(wǎng)水頭損失H=(Hp+Hh)+Hj

式中Hp—循環(huán)流量經(jīng)過配水計算管路沿程和局部水頭損失，pa；Hh—循環(huán)流量經(jīng)過回水計算管路沿程和局部水頭損失，Pa；Hj—循環(huán)流量經(jīng)過換熱器水頭損失，Pa。（9）自然循環(huán)壓力計算

上行下給式Hzr=Δh(r3-r4)下行上給式Hzr=Δh(r5-r6)+Δh1(r7-r8)

自然循環(huán)條件：Hzr≥1.35H第50頁2.機械循環(huán)管網(wǎng)計算步驟(1)~(8)與自然循環(huán)管網(wǎng)計算（9）選擇循環(huán)水泵1）全日制工作Qb≥∑qx

Hb≥H2)定時循環(huán)供給熱水前30分鐘開始循環(huán)，供給熱水時停頓循環(huán)。Qb≥（2~4）V

V—管網(wǎng)系統(tǒng)水容積。

Hb≥H第51頁第六節(jié)高層建筑熱水供給系統(tǒng)高層建筑熱水供給系統(tǒng)組成與普通建筑供應系統(tǒng)相同。1、集中供熱水方式：發(fā)燒和加熱設備集中設置由各分區(qū)水箱為各個分區(qū)加熱器單獨供水。優(yōu)點：設備集中、便于管理、運行可靠。缺點：高區(qū)水加熱器承壓過大。第52頁2、分散式供熱水方式加熱設備和循環(huán)水泵分別設在各區(qū)技術(shù)設備層。優(yōu)點：加熱器承壓小，設備造價低。缺點：設備分散，管理 不便熱媒管過長。第53頁第七節(jié)飲水供給（一）飲水供給計算飲用水水量可安下表用水定額和小時改變系數(shù)選?。航ㄖ锩Q單位飲用水量定額(L)小時改變系數(shù)(Kh)開水溫度(℃)冷飲水溫度℃熱車間普通車間工廠生活間辦公樓集體宿舍教學樓醫(yī)院影劇院招待所體育館高級飯店每人每班每人每班每人每班每人每班每人每日每