建筑设备第四章(热水供应)

2020/1/311主要内容4.1热水供应系统概述4.2热水用水量定额、水温、水质4.3热水供应系统的管道布置和敷设4.4饮水供应第四章热水供应2020/1/312第四章热水供应4.1热水供应系统概述热水供应系统是加热和储存热水的设备、输配热水的管路和使用热水用户的设施总称。热水供应主要包括一般盥洗用热水供应和饮用开水供应两大类。2020/1/313第四章热水供应4.1热水供应系统概述一.热水供应系统的分类热水供应系统局部热水集中热水区域热水2020/1/314采用各种小型加热器就地加热，供局部范围内的一个或几个用水点使用的热水系统。适用：用于对建筑内部局部房间供应热水特点：①供应范围小②无复杂的管道供应系统热源：宜采用蒸汽、煤气、炉灶余热或太阳能等。第五章热水供应4.1热水供应系统概述1.局部热水供应系统2020/1/3152020/1/316优点：设备系统简单，热水管路短，热能损失小，造价较低，使用灵活，易于建造。缺点：热效率较低，热水成本较高。目前没有集中热水供应的建筑，可根据具体情况采用局部热水供应系统。第四章热水供应4.1热水供应系统概述1.局部热水供应系统2020/1/317适用场合：于热水用量较大，用水点比较集中的宾馆、医院、集体宿舍等建筑中，一般为楼层较多的一幢或几幢建筑物。加热设备：锅炉、换热器第四章热水供应4.1热水供应系统概述2.集中热水供应系统2020/1/3182020/1/319优点：热水的加热、贮存、输送等都集中于锅炉房，热水由统一管网配送，集中管理，热效率较高，热水成本较低，节省建筑面积，使用方便。缺点：系统设备较复杂、管网较长、热耗大。第四章热水供应4.1热水供应系统概述2.集中热水供应系统2020/1/3110适用场合：有城市热力管网或区域热源。加热设备：热力管网、区域锅炉、换热器。第四章热水供应4.1热水供应系统概述3.区域热水供应系统2020/1/31112020/1/3112优点：供水规模较大，热能利用效率高，设备集中，热水成本低，使用方便，对环境污染小；缺点：设备系统较复杂，管网较长，一次性投资较大。有条件时应优先选用这种系统。第四章热水供应4.1热水供应系统概述3.区域热水供应系统2020/1/3113选择热水供应系统应根据建筑物所在地区热源情况、建筑物性质、热水使用点的数量及分布情况、用户对热水使用的要求等因素确定，同时应将当前使用情况和长远发展综合考虑。第四章热水供应4.1热水供应系统概述4.系统选择2020/1/3114第四章热水供应4.1热水供应系统概述二.热水供应系统的组成系统组成热媒热水管网热水系统附件1.热媒系统（第一循环系统）发热设备→加热设备2.热水系统（第二循环系统）加热设备→用水设备热水系统3.附件包括蒸汽、热水控制附件及管道连接附件2020/1/3116建筑内部热水供应方式，按其加热水的方法有直接加热与间接加热；按其管网有无循环管道，可分为全循环、半循环、不循环；按其循环的运作方式又分为机械循环和自然循环；按其配水干管在建筑内的位置，可分为上行下给和下行上给；按其是否与大气相通又可分为开式和闭式两种。第四章热水供应4.1热水供应系统概述三.热水供水方式1.按加热方式直接加热（一次换热）间接加热(二次换热）热水锅炉蒸汽多孔管蒸汽-水加热器混合热水锅炉蒸汽-水加热器2020/1/31182020/1/31192020/1/31205.2.2A当日照时数大于1400h/年且年太阳辐射量大于4200MJ/m2及年极端最低气温不低于－45℃的地区，宜优先采用太阳能作为热水供应热源。2020/1/31212020/1/31222020/1/31232020/1/3124直接加热优点：设备简单、热效率高、节能等。缺点：蒸汽直接加热供水方式存在噪声大，对蒸汽品质要求高，冷凝水不能回收，热源需大量经水质处理的补充水等特点。第四章热水供应4.1热水供应系统概述2020/1/3125直接加热适用场合：具有合格的蒸汽热媒，且对噪声无严格要求的公共浴室、洗衣房、工矿企业等用户。第四章热水供应4.1热水供应系统概述2020/1/3126间接加热优点：由于蒸汽间接转换放热变成凝结水，可以回收重复利用，减轻热源锅炉所需补水的软化水处理量，并且热水水温和水量也较易调节，加热时不产生噪音等优点，缺点：其设备较直接加热复杂，热效率低。适用场合：要求供水稳定、安全，对噪声要求低的旅馆、住宅、医院、办公楼等建筑。第四章热水供应4.1热水供应系统概述2020/1/31272.按压力工况开式系统和闭式系统1）、开式系统：所有配水点关闭后，系统内的水与大气相通。系统水压稳定，但开时水箱易受外界污染。适用：用户要求水压稳定且允许设置高位水箱的热水系统。。第四章热水供应4.1热水供应系统概述2020/1/3128开式系统优点：管网与大气相通，系统内的水压主要取决于水箱的设置高度，不受室外给水管网水压波动的影响，系统运行稳定、安全可靠。缺点：高位水箱占用使用空间，开式水箱水质易受外界污染。因此，该系统适用于要求水压稳定，且允许设高位水箱的热水用户。第四章热水供应4.1热水供应系统概述2020/1/31292）.闭式系统:系统中管网不与大气相通，冷水直接进入水加热器。系统中需设安全阀、隔膜式压力膨胀罐或膨胀管、自动排气阀等附件，以确保系统安全运行。优点:管路简单，水质不易受外界污染。缺点：系统供水水压稳定性较差，安全可靠性差，一般适用于不设屋顶水箱的热水供应系统。第四章热水供应4.1热水供应系统概述3.按循环与否全循环：热水干管、立管和支管都设置相应循环管道，保持热水循环。适用于热水供应要求较高建筑。半循环：立管循环：热水干管和立管均设置循环管道。适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：仅热水干管设置循环管道。适用于定时供应热水的建筑无循环：在热水管网中不设置任何循环管道。适用于热水供应系统小，使用要求不高的定时热水供应系统。2020/1/31312020/1/31324.按循环动力自然循环：利用热水管网中配水管和回水管内的温度差所形成的自然循环作用水头，使管网内维持一定的循环流量，以补偿热损失，维持一定的供水温度。机械循环：利用水泵强制水在热水管网内循环，造成一定的循环流量，以补偿热损失，维持一定的水温。5.按管路布置图式上行下给下行上给6.按热媒种类蒸汽高温水补水箱加热器循环泵膨胀排气管膨胀罐加热器循环泵下行上给立管循环下行上给干管循环4.加热设备1.小型锅炉2.水加热器5）热水箱1）容积式水加热器2）快速加热器3）半容积式水加热器4）半即热式水加热器燃煤、燃气、燃油。分段式煤气开水炉太阳能热水器热水锅炉直接混合加热开水炉集中取水内部设有热媒导管，具有加热和贮存热水两种功能。“层流加热”1）容积式水加热器分类：①U盘管②导流型U盘管：①具有较大的贮存、调节能力；②出水温度稳定；③水头损失小；④传热系数小，热交换效率低；⑤占地面积大，容积利用率低。适用：水温要求均匀、需要贮存调节用水量场所。60℃45℃40℃38℃层流加热——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。“紊流加热”2）快速加热器类型：按热媒：水—水汽—水按导管：单管式(见附图)、多管式（见附图）、板式、管壳式、波纹管式、螺旋管式。特点：①效率高、体积小、安装搬运方便；②无调节能力、水头损失大、在热媒或被加热水压力不稳定时，出水温度波动大。——带有适量贮存与调节容积的内藏式容积式水加热器。（见附图）3）半容积式水加热器组成：①贮水罐②内藏式快速换热器③内循环泵特点：体型小、加热快、换热充分、供水温度稳定、节水节能；对循环泵要求质量高。HRV半容积换热器（见附图）取消了内循环泵，加热后水先由下降管强制送至贮热水罐的底部，再向上升，以保持整个贮罐内的热水同温。4）半即热式水加热器特点：①有预测温控装置，出水温度稳定；②传热系数大，换热速度快；③体积小，占地面极小，水流停留时间短，能有效的防止军团菌的滋生；④浮动盘管可自动除垢。适用：各种不同负荷需要的机械循环热水供应系统。——带有超前控制，具有少量贮存容积的快速式水加热器。(见附图)半即热水加热器①直接加热水箱：——在水箱中安装蒸汽多孔管或蒸汽喷射器。②间接加热水箱：——在水箱中安装排管或盘管。5）加热水箱和热水贮水箱适用：用水量大而均匀的定时热水供应系统。热水贮水箱——专门调解热水量的容器。适用：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。2020/1/3142生产用热水定额按工艺要求确定。生活用热水定额与建筑物性质、卫生设备完善程度、当地气候条件、热水供应时间、生活习惯及水温有关。集中供应热水时，可根据用水单位数按表4-1确定，也可根据卫生器具一次或一小时热水用量及使用水温按表4-2确定。第四章热水供应4.3热水供应系统计算一.热水用水量2020/1/3143冷水计算温度应以当地最冷月平均水温确定,当无水温资料时,可按查表（设计手册）选用；生活用热水锅炉或水加热器出口的最高水温和配水点的最低水温可按表（设计手册）选用；二.热水水温第四章热水供应4.3热水供应系统计算2020/1/3144当热水供应系统的具体用途仅为盥洗和沐浴用时，热水锅炉或水加热器出口的最高水温和配水点的最低水温可在表（设计手册）的基础上适当降低，但最低不能低于表（设计手册）中卫生器具的热水水温要求，即配水点最低水温不低于40℃。生产用热水水温应根据生产工艺要求确定。二.热水水温第四章热水供应4.3热水供应系统计算2020/1/31451、热水使用的水质要求：1）生活用热水的水质应符合我国现行的《生活饮用水卫生标准》；2）生产用热水的水质应根据生产工艺要求确定。二.热水水质热水供应系统中的管道和设备的腐蚀与结垢是两个较普遍的问题，其直接影响了管道和设备的使用寿命。第四章热水供应4.3热水供应系统计算2020/1/3146水质是否软化处理，应根据水量、水质、使用要求、设备维修和设备折旧率计算标准等因素进行技术经济比较来确定。一般情况下，按60℃计算的日用水量小于10m3时其原水可不进行软化处理。软化处理一般采用离子交换、永磁化等方法。国内一些热水用量较大的高级宾馆甚至采用专用的除氧装置。二.热水水质第四章热水供应4.3热水供应系统计算2020/1/3147全日供应热水的宿舍（I、II类）、住宅、别墅、酒店式公寓、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)、办公楼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：三.设计小时耗热量第四章热水供应4.3热水供应系统计算TmqKQrhr3600rLrbrQTTCQ2020/1/3148定时供应热水的住宅、旅馆、医院及工业企业生活间、公共浴室、宿舍（III、IV类）、剧院化妆间、体育馆(场)运动员休息室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：第四章热水供应4.3热水供应系统计算100bnqQhr3600rLrbrQTTCQ三.设计小时耗热量2020/1/3149热媒耗量计算第四章热水供应4.3热水供应系统计算rmmiiQG6.32.1~1.1四.热媒耗量及储存设备容积计算1.蒸气直接加热2.蒸气间接加热iiQGm6.32.1~1.1mzti187.42020/1/3150热媒耗量计算第四章热水供应4.3热水供应系统计算mzmcbmsTTCQG2.1~1.1四.热媒耗量及储存设备容积计算3.高温水加热储水容积计算CTTTQVLr602020/1/3151第四章热水供应4.3热水供应系统计算五.热水管网的计算1.无循环的热水管网计算2.有循环的热水管网计算1）.全日供水2）.定时供水按管网中的水每小时循环2～４次计算2020/1/3152附图容积式水加热器2020/1/3153附图多管式汽水快速加热器水——管程气——壳程2020/1/3154附图单管式汽水快速加热器