建筑设备第6章

1、第6章 建筑热水供应系统6.1热水供应系统6.2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6.4热水供应系统的管道敷设与保温6.5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6.7饮水供应6.1热水供应系统6.1.1建筑热水供应系统的分类6.1.2建筑热水供应系统的组成6.1.3热水供水方式6.1.1建筑热水供应系统的分类按热水供应范围，建筑内热水供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

2、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、浴室全部可供热水，类似数栋建筑内的热水供应以及建筑小区的热水供应。6.1.2建筑热水供应系统的组成6M1.tif6.1.3热水供水方式图6-2加热方式a)直接加热b)间接加热1给水2热水3蒸汽4多孔管5喷射器6通气管7溢水管8泄水管

3、6.1.3热水供水方式图6-3同程式和异程式循环a)同程式b)异程式6.2热水供应系统的主要设备6.2.1发热设备6.2.2换热设备6.2.3储热设备6.2.1发热设备1.锅炉2.燃气热水器3.电热水器4.太阳能热水器1.锅炉图6-4快装锅炉构造示意图1锅炉2前烟箱3后烟箱4省煤器5烟囱6引风机7下降管8联箱9鳍片式水冷壁10第二组烟管11第一组烟管12炉壁1.锅炉图6-5容积式燃气热水器构造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

4、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，图6-5所示为容积式燃气热水器的构造示意图。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供水，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.电热水器图6-6容积式电热水器构造4.太阳能热水器图6-7装配式太阳能热水器4.太阳能热水器图6-8自然循环太阳能热水器6.2.2换热设备1.容积式水加热器2.半容积式水加热器3.快速式水加热器4.半即热式水加热器5.加热水箱1.容积式水加热器图6-9卧式容积式水加热器构造示意图2.半容积式水加热器图6-10

5、半容积式水加热器构造示意图3.快速式水加热器图6-11多管式汽-水快速式水加热器1冷水2热水3蒸汽4冷凝水4.半即热式水加热器图6-12半即热式水加热器构造示意图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。加热水箱适用于公共浴室等用水量大而均匀的定时热水供应系统。6.2.3储热设备热水储热箱(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

6、际情况和储热量大小不按标准图制作和采用。6.3热水供应系统的管材和附件6.3.1热水供应系统的管材和管件6.3.2热水供应系统的附件6.3.1热水供应系统的管材和管件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。6.3.2热水供应系统的附件1.自动温度调节装置2.疏水阀3.减压阀4.排气装置5.热补偿装置6.膨胀管、膨胀水罐、安全阀7.分水器、集水器、分汽缸1.自动温度调节装置图6-13自动温度调节装置构造图1温包2感温元件3调压阀2.疏水阀图6-14吊桶式疏水阀1吊桶2杠杆3珠阀4快速排气孔5双金属弹簧片3.减压阀汽-水换热

7、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，才能保证设备使用安全。4.排气装置图6-15活塞式减压阀4.排气装置6M16.tif5.热补偿装置图6-17自然补偿管道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章建筑供热采暖的相关内容。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。2)分水器、分汽缸、集水器宜设置在热交

8、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。6.4热水供应系统的管道敷设与保温6.4.1热水管网的敷设6.4.2热水供应系统的保温6.4.1热水管网的敷设图6-18热水立管与水平干管的连接方式6.4.2热水供应系统的保温热水供应系统的热水锅炉、热水机组、水加热设备、储水器、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

9、棉制品等。 防潮层材料有油毡纸、铝箔、带金属网沥青玛脂、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。6.5建筑内部热水供应系统计算简介6.5.1热水用水定额、水温和水质6.5.2耗热量、热水量和加热设备供热量的计算6.5.3热水管网的水力计算简介6.5.1热水用水定额、水温和水质1.热水用水定额2.热水用水水温3.热水用水水质表6-1热水用水定额1.热水用水定额表6-1热水用水定额1.热水用水定额表6-1热水用水定额1.热水用水定额表6-2卫生

10、器具的一次和小时热水用水量及水温表6-2卫生器具的一次和小时热水用水量及水温表6-2卫生器具的一次和小时热水用水量及水温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。(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。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

11、确定。6.5.2耗热量、热水量和加热设备供热量的计算1.设计小时耗热量的计算2.热水量的计算3.热媒耗量的计算表6-6卫生器具同时使用百分数b值1.设计小时耗热量的计算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。3.热媒耗量的计算(1)蒸汽直接与被加热水混合加热的蒸汽耗量(2)蒸汽通过传热面间接加热冷水的蒸汽耗量(3)热媒为高温水通过传热面间接加热冷水的热水耗量6.5.3热水管网的水力计算简介1.热水配水管网水力计算2.热水循环管网水力计算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到各用热

12、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，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，将各管段的热损失相加便得到配水管网总的热损失。4)计算总循环流量。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。6.6高层建筑热水供应系统6.6.1热水供

13、应方式6.6.2管网布置与敷设6.6.1热水供应方式1.集中加热热水供应方式2.分散加热热水供应方式1.集中加热热水供应方式图6-19集中设置加热器、分区设置热水管网的供水方式1水加热器2循环水泵3排气阀2.分散加热热水供应方式图6-20分散设置水加热器、分区设置热水管网的供水方式a)各区系统均为上行下回方式b)各区系统混合设置1水加热器2给水箱3循环水泵6.6.2管网布置与敷设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

14、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。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，可临时作配水管使用。6.7饮水供应6.7.1饮水定额6.7.2开水供应系统6.7.3冷饮水供应系统6.7.4饮用净水表6-7饮水定额及小时变化系数6.7.1饮水定额6.7.2开水供应系统1.开水制备2.开水的供应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

15、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，人们用容器取水饮用。(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。(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

16、。6.7.3冷饮水供应系统1.冷饮水的制备2.冷饮水的供应1.冷饮水的制备为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(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，可采用如图所示的冷饮水供应系统，人们从饮水器中直接取水。(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

17、有上行下给的全循环方式和下行上给的全循环方式。2.冷饮水的供应图6-21冷饮水供应系统1给水2过滤器3水加热器(开水器)4蒸汽5冷凝水6循环泵7饮水器8安全阀2.冷饮水的供应图6-22饮水器1供水管2排水管3喷嘴4调节阀5水柱6.7.4饮用净水1.饮用净水的分类2.饮用净水(直饮水)的制备3.饮用净水(直饮水)的供应方式1.饮用净水的分类目前，饮用净水(直饮水)主要分为纯净水、矿泉水与深度处理的优质水三大类。纯净水是一种通俗的称谓，严格来讲应分为高(超)纯水、纯水、蒸馏水。高纯水又称超纯水，指的是水中所有物质的阴、阳离子基本上已去除，只有H2O的成分，其含盐浓度在0.05mg/L以下，在25，

18、水的电阻率在10Mcm以上。将高纯水作为饮用水目前相对较少。而纯水作为饮用水目前市场上相对较多，其剩余含盐浓度一般在0.5mg/L以下，电阻率为110Mcm。蒸馏水是通过水加热汽化，再使蒸汽冷凝而得，其纯度仅次于纯水，电阻率为0.11.0Mcm。目前市场上瓶装蒸馏水的供应量也较多。2.饮用净水(直饮水)的制备(1)预处理预处理主要是降低水中的色度、浊度和臭味。(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、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；同时为使净水中含有适量的矿物盐，可以对水进行矿化。3.饮用净水(直饮水)的供应方式(1)分散