建筑热水供应系统第一部分

第4章建筑热水水4.1热水供应应系统的的分类、、组成及供水方式式4.2热水供应应系统的的热源、、加热设设备和贮贮热设备备4.3热水供应应系统的的管材和和附件4.4热热水水工艺系系统的敷敷设与保保温4.5高层建筑筑热水供供应系统统根据供水水范围分分：1、局部部热水供供应系统统2、集中中热水供供应系统统3、区域域热水供供应系统统4.1分类、组组成及供供水方式式一、热热水供应应系统的的分类1、热媒媒系统（（第一循循环系统统）由热源、、水加热热器和热热媒管网网组成。。2、热水水供水系系统（第第二循环环系统））由热水管管网、回回水管网网组成。。3、附件件管道连接接附件、、控制附附件等二、热水供应应系统的组成1、按水水加热的的方式分分类（1）直接加热热（2）间接加热热2、按热热水供应应系统是是否敞开开分类（1）闭式热水水供应系系统（2）开式热水水供应系系统三、热水水供水方方式3、按热热水管网网的循环环方式分分类（1）全循环（2）半循环（干管、立管）（3）无循环工程上把把立管循循环也叫叫全循环环4、按热热水管网网的循环环动力分分类（1）机机械循环环（2）自自然循环环5、按热热水管网网运行方方式分类类（1）全全日制（不一定定是24h，全日、、工作班班或营业业时间内内）（2）定定时制6、按配配水干管管的位置置（1）上行下给给（2）下行上给给链回直接加热热（一次次换热））供水方方式特点：热水锅炉炉将冷水水直接加加热到所所需的温温度，或或将蒸汽汽直接通通如冷水水混合制制备热水水。前者者热效率率高，节节能；后后者设备备简单热热效率高高，不需需凝水管管，但噪噪音高，，运行费费用高。。适用：适用于具具有合格格的蒸汽汽热媒，，且对噪噪音无严严格要求求的公共共浴室，，洗衣房房、工矿矿企业等等。链回链回蒸汽多孔管管直接加热热蒸汽喷射器器混合直接接加热链回回间接接加加热热（（二二次次换换热热））供供水水方方式式特点点：：将热热媒媒通通过过水水加加热热器器把把热热量量传传递递给给冷冷却却水水达达到到加加热热冷冷水水的的目目的的，，在在加加热热过过程程中中热热媒媒和和冷冷水水不不接接触触。。该该方方式式冷冷凝凝水水可可重重复复使使用用，，运运行行费费用用低低，，不不产产生生噪噪音音，，供供水水稳稳定定。。适用：适用于要求供供水稳定、安安全、噪音要要求低的旅馆馆、住宅、医医院、办公楼楼等建筑。链回蒸汽---水加热器间接接加热链回闭式供水方式式特点：冷水直接进入入加热器，管管路简单，水水质不易受污污染，但供水水水压稳定性性差，安全可可靠性差。适用：屋顶不设水箱箱且对供水压压力要求不太太严格的建筑筑采用。注意：为了确保系统统的安全运转转，需设安全全阀或膨胀罐罐。闭式热热水供供应系系统链回开式供供水方方式特点：：在管网网顶部部设水水箱，，管网网与大大气相相通，，系统统水压压决定定于水水箱的的设置置高度度，而而不受受室外外给水水管网网的水水压的的波动动影响响。适用：：室外水水压变变化较较大，，且用用户要要求水水压稳稳定时时采用用。注意：：该方式式必须须设置置高位位冷水水箱和和膨胀胀管。。开式热热水供供应系系统冷水水箱箱水加加热热器器水加加热热器器冷水水箱箱循环环水水泵泵膨胀胀排排气气管管链回回膨胀排气管冷水箱循环水泵加热器全循循环环供供水水方方式式链回回半循循环环：：干干管管循循环环方方式式膨胀排气管冷水箱循环水泵加热器链回回膨胀排气管冷水箱循环水泵加热器半循循环环：：立立管管循循环环方方式式链回链回膨胀排气管冷水箱加热器无循环供供水方式式链回链回1、集中中热水供供应系统统的热源源（1）宜宜首先利利用工业业余热、、废热、、地热和和太阳能能。（2）可可选择能能保证全全年供热热的热力力管网为为热源。。4.2热热源源、加热热设备和和贮热设设备一、热水水供水系系统的热热源工业余热热、废热热、地热热和太阳阳能→空气源源、水源源热泵→地源热热泵→城城市或区区域热网网→燃油油、燃气气机组→→电能（3）选择择区域附近近的锅炉房房的蒸汽或或高温水作作热源。（4）可采采用专用的的蒸汽或热热水锅炉制制备热源，，采用燃油油、燃气热热水机组或或电蓄热设设备。2、局部热热水供应系系统的热源源宜因地制宜宜，采用太太阳能、电电能、燃气气、蒸汽等等。当采用用电能为热热源时，宜宜采用贮热热式电热水水器以降低低耗电功率率。3、利用废废热（废气气、烟气、、高温无毒毒废液等））作为热媒媒，应采取取相应措施施。4、采用蒸蒸汽直接通通入水中或或采取汽水水混合设备备的加热方方式时，宜宜用开式系系统，并要要符合相应应要求。二、局部加加热设备1、燃气气热水器器热源有天天然气、、焦炉煤煤气、液液化石油油气和混混合煤气气。有低低压（P≤5kPa）、中压（5kPa<P≤150kPa）之分。直接快速式燃燃气热水器容积式燃气热热水器2、电热水水器快速式式电热热水器器容积式式电热热水器器3、太阳能能热水水器按组装装形式式分装配式式适于家家庭和和分散散使用用场所所组合式式适用于于大面面积供供应热热水系系统和和集集中中供应应热水水系统统按热水水循环环方式式分自自然循循环机械循循环1、热热水锅锅炉根据燃燃料分分为：：燃煤煤、燃燃油、、燃气气。2、水加热热器（1））容积式式水加加热器器容积式式水加加热器器是内内部设设有热热媒导导管的的热水水贮存存容器器，具有加加热和和贮备备热水水两种种功能能。优点：：出水水水温温稳定定缺点：：容积积利用用率低低，体体积庞庞大，，水质质易污污染注意：：导流流型容容积式式水加加热器器贮热热容积积可提提高到到80％～90％。三、集集中中热水水供应应系统统的加加热和和贮热热设备备（2））快速式式水加加热器器（即即热式式）提高热热媒和和被加加热水水的流流动速速度优点：：效率率高、、体积积小、、安装装搬运运方便便缺点：：不能能贮存存热水水，水水头损损失大大，出出水水水温受受压力力影响响会波波动。。（3））半容积积式水水加热热器带有适适量贮贮存和和调节节容积积的内内藏式式容积积式水水加热热器优点：：体积积小、、加热热快，，容积积利用用率100%。。缺点：：由于于内循循环泵泵，需需要有有极高高的质质量保保证。。（4））半即热热式水水加热热器半即热热式水水加热热器具具有超超前控控制，，具有有少量贮贮存容容积的快速速式水水加热热器。。快速加加热、、自动动除垢垢、体体积小小。3、加热水水箱和和热水水贮水水箱在水箱箱中安安装蒸蒸汽多多孔管管或蒸蒸汽喷喷射器器，可可构成成直接接加热热水箱箱；在在水箱箱中安安装排排管或或盘管管即构构成间间接加加热水水箱。。热水贮贮水箱箱（罐罐）是是一种种专门门调节节热水水量的的容器器。调调节水水量，，稳定定出水水温度度。汽－水水混合合加热热器升升温温快，，对噪噪声要要求不不高的的建筑筑。4、太阳阳能热热水器器当日照照时数数大于于1400h/年；年太阳阳辐射射量大大于4200MJ/m2及；年极端端最低低气温温不低低于－－45℃℃的地区区。宜优先先采用用太阳阳能作作为热热水供供应热热源。。3、太阳能能热水水器3、太阳能能热水水器3、太阳能能热水水器3、、太阳阳能能热热水水器器3、、太阳阳能能热热水水器器5、热热泵泵1、、选选用用局局部部热热水水供供水水设设备备（1））同同时时供供给给多多个个卫卫生生器器具具，，宜宜用用带带贮贮热热容容积积的的加加热热设设备备；；（2））太太阳阳能能充充足足时时，，宜宜选选用用太太阳阳能能热热水水器器（（或或辅辅以以电电加加热热设设备备））；；（3））安安装装在在安安全全场场所所，，保保证证使使用用安安全全。。四、、加加热热设设备备的的选选择择2、、集集中中热热水水供供应应系系统统的的加加热热器器（1））自自备备热热源源，，宜宜采采用用直直接接供供热热的的热热水水机机组组；；也也可可采采用用间间接接水水加加热热器器（2））当当采采用用蒸蒸汽汽、、高高温温水水为为热热媒媒时时，，间间接接加加热热设设备备应应经经技技术术经经济济比比较较后后确确定定；；（3））当当热热源源为为太太阳阳能能时时，，宜宜采采用用热热管管或或真真空空管管太太阳阳能能热热水水器器；；（4））电电能能供供应应充充沛沛的的地地方方可可以以采采用用电电热热水水器器。。水加加热热设设备备应应根根据据使使用用特特点点、、耗耗热热量量、、热热源源、、维维护护管管理理及及卫卫生生防防菌菌等等因因素素选选择择,并应应符符合合下下列列要要求求：：1.热效效率率高高,换热热效效果果好好、、节节能能、、节节省省设设备备用用房房；；2.生活活热热水水侧侧阻阻力力损损失失小小,有利利于于整整个个系系统统冷冷、、热热水水压压力力的的平平衡衡；；3.安全全可可靠靠、、构构造造简简单单、、操操作作维维修修方方便便。。容积积式式煤煤气气热热水水器器快速速式式煤煤气气热热水水器器链回回链回回太阳阳能能热热水水器器链回回给水水管管通气气管管自然然循循环环太太阳阳能能热热水水器器集热热器器上循循环环管管热水管给水管通气管下循环管泄水管贮热水箱箱链回直接加热热机械循循环太阳阳能水加加热器链回间接加热热机械循循环太阳阳能水加加热器链回容积式水水加热器器工作原原理图容积式水水加热器器（卧式式）容积式水水加热器器（立式式）链回链回其一，提提高被加加热水的的流速，，以增大大传热系系数和换换热能力力；内循环泵泵的作用用有3个：其二，克克服被加加热水流流经换热热器时的的阻力损损失；其三，形形成被加加热水的的连续内内循环，，消除了了冷水区区或温水水区，使使贮罐容容积的利利用率达达到100％。内循循环泵的的流量根根据不同同型号的的加热器器而定，，其扬程程在20～60kPa之间。快速加热器半容积式式水加热热器构造造示意图图高高峰用用水时工工作状态态链回链回1、常用用管材薄壁铜管管、薄壁壁不锈钢钢管、铝铝塑复合合管、交交联聚乙乙烯（PE-X）管、共共聚聚丙丙烯（PP-R）管等。。2、管道道的工作作压力、、温度在在允许范范围内。。3、管件件和管道道采用相相同材质质。4、设备备机房内内的管道道不应采采用塑料料热水管管。4.3热热水水供应系系统的管管材和附附件一、热热水供应应系统的的管材和和管件1、管道道伸缩补补偿装置置热水系统统中管道道因受热热膨胀而而伸长，，为保证证管网的的使用安安全而采采取的补补偿管道道温度伸伸缩的措措施。（1）管管道热伸伸量二、热热水供应应系统的的附件——管道热伸伸缩长度度m；——管道线性性膨胀系系数（mm（m·℃），有表表格可查查；——直线管段段长度m；——计算温度度差℃。——热水供水温度℃；——冷水供水温度℃；——安装管道时，管道周围的最大空气温差，可按当地夏季空调温度——极端平均最低温度取值其参考详见各地主要气象参数表。（2）补补偿措施施1）自然然补偿适用条件件：拐弯弯多的管管段。自然补偿偿管道管道在敷敷设时布布置成L或Z形弯曲管管段，来补偿直直线管段段的部分分的伸缩缩量。固定支撑撑煨弯管2）方型型伸缩器器补偿优缺点：：煨弯不会会漏水，，没有接接头；占占地面积积大。3）套管管伸缩器器补偿a）优缺点b）适用条件件4）波纹管伸伸缩器补补偿a）优缺点b）适用条件件5）橡胶管接接头a）优缺点b）适用条件件2、膨胀胀管、膨膨胀水罐罐和安全阀冷水被加加热后，，水的体体积要膨膨胀。密密闭系统统，会有有胀裂管管道的危危险。（1）膨膨胀管（（开式系系统）膨胀管上上严禁设设阀门。。管径设置高度度传热面积m2<10≥10且<15≥15且<20≥20最小管径mm25324050膨胀管的的最小管管径式中h——膨胀管高高出水箱箱水面的的垂直高高度，m；H——水加热器器底部至至冷水箱箱最高水水位的垂垂直距离离；mρL、ρr——分别为冷冷、热水水的密度度。（2）膨膨胀水箱箱Vp=0.0006Δt·VsVp——彭胀水箱箱有效容容积（L）Δt——系统内水水的最大大温度差差（℃））Vs——系统内的的水容量量（L）。注：膨胀胀水箱水水面高出出系统冷冷水补给给水箱水水面的垂垂直高度度（m）计算方方法前。。（3）膨胀水罐罐闭式热水水供应系系统的日日用热水水量大于于30m3时，应设设压力膨膨胀水罐罐。压力膨胀胀水罐宜设置在在水加热器器和止回回阀之间间的冷水水进水管管或热水水回水管管的分支支管上。。隔膜式压力力膨胀水罐罐构造1—充气嘴：2—外壳：3—气室：4—隔膜：5—水室：6—接管口：7—罐座膨胀水罐总总容积：式中V——膨胀水罐总总容积，m3；ρr——热水密度，，kg/m3ρf——加热前加热热、贮热设设备内水的的密度，kg/m3，相应ρf的水温可按按下述情况况设计计算算：定时供应热热水的系统统，可按进进加热设备备的冷水温温度计算；；全日制热水水供应系统统，可按最最低回水温温度计算，，其值一般般可取40～50℃。膨胀水罐总总容积：p1——膨胀水罐处处管内水压压力，MPa（绝对压力力）；为管管内工作压压力+0.1MPa；p2——膨胀水罐处处管内最大大允许水压压力，MPa（绝对压力力）；其数数值可取1.10p1；不要高于于系统工作作压力。（条文）Vs——系统内热水水总容积，，m3。3、排气装置下行上给式式系统：利用最高点点的配水点点（水龙头头等）放气气，不必另另外设置放放气阀。上行下给式式系统：在排水干管管的最高点点应设置自自动排气阀阀。（4）安全阀日用热水量量≤30m3，可采用安全全阀泄压措措施。闭式热水供供应系统的的日用热水水量≤30m3时，可采用用设安全阀阀泄压的措措施。承压热水锅锅炉应设安安全阀，并并由制造厂厂配套提供供。开式热水供供应系统的的热水锅炉炉和水加热热器可不装装安全阀（（劳动部门门有要求者者除外）。。4、自动温度调调节装置当系统热水水用水量不不均匀时，，如用水量量少时，容容易造成温温过高，使使热水汽化化，容易烫烫伤人，也也会引起热热水中的盐盐类大量分分解形成水水垢，时间间长了会堵堵塞管道。。水加热器器的出水温温度必须控控制在一定定范围内。。水加热器的的热媒管道道上应安装装温度自动动调节装置置，其型式式可分为直直接式和间间接式。使使用时根据据所需要调调节的温度度范围，自动温度调调节器直接式温度度调节间接式自动动温度调节节自动温度调调节器构造造1—温包;2—感温元件;3—调压阀自动温度调调节器安装装示意图1—加热设备；；2—温包；3—自动调节阀阀；4—疏水器；5—蒸汽；6—凝结水；7—冷水；8—热水；9—安全阀10—电动调节阀阀5、疏水器作用：保证蒸汽凝结结水及时排放放，同时防止止蒸汽漏失，，应在蒸汽的的凝结水管段段上安装。适用：热媒为蒸汽时时，间接加热热系统。安装：每台设备各自自装疏水器是是为了防止水水加热器热媒媒阻力不同（（即背压不同同）相互影响响疏水器工作作的效果。疏水器的安装装方式分类：按工作压力分分为低压和高高压两种。选择：根据疏水器的的前后压差和和排水量，按按产品样本选选择疏水器。热媒工作压力力p≯1.6MPa排水温度t≯100℃热媒工作压力力p≯0.6MPa压力比较低时时可按公式计算算，由产品样样本选定型号号。选用热动力式选用吊桶式疏水器的选用用疏水器如仅作作排除管道中中冷凝积水时时，疏水器管管径可选用DN15、DN20的规格。当用用于排除水加加热器等用汽汽设备的凝结结水时，则疏疏水器管径应应按计算后确确定。式中Q——疏水器最大排排水量，kg/h；k0——附加系数，见见表7.3.1。G——水加热设备最最大凝结水量量，kg/h。疏水器的选用用疏水器如仅作作排除管道中中冷凝积水时时，疏水器管管径可选用DN15、DN20的规格。当用用于排除水加加热器等用汽汽设备的凝结结水时，则疏疏水器管径应应按计算后确确定。式中Q——疏水器最大排排水量，kg/h；k0——附加系数，见见表7.3.1。G——水加热设备最最大凝结水量量，kg/h。上开口浮筒式疏水器下开口浮筒式疏水器恒温式疏水器浮球式疏水器喷嘴式疏水器热动力式疏水器4.02.54.03.03.24.03.02.03.52.53.03.0压差ΔP>0.2MPa压差ΔP≤0.2MPa附加系数k0名称附加系数k0表7-1疏水器进出口口压差Δp，可按式计算算：式中Δp——疏水器进出口口压差，MPa；p1——疏水器前的压压力，MPa，对于水加热热器等换热设设备，可取p1=0.7Pz（Pz为进入设备的的蒸汽压力））；p2——疏水器后的压压力，MPa，当疏水器后后，凝结水管管不抬高自自流坡向开式式水箱时p2=0；当当疏疏水器后凝结结水管道较长长，需抬高接接入闭式凝结结水箱时，p2按下式计算：：式中Δh——疏水器后至凝凝结水箱之间间的管道压力力损失，MPa；H——疏水器后回水水管抬高高度度，m；P3——凝结水箱内压压力，MPa6、减压阀利用流体通过阀瓣产生生阻力而减压，并达达到所求值的的自动调节阀阀，其阀后压压力可在一定定范围内进行行调整。水加热器采用用蒸汽作为热热媒时，当蒸蒸汽供应管的的压力大于于水加热器规规定的额定蒸蒸汽压力时，，应设减压阀阀，将蒸汽压压力降到需要要值，才能保保证设备使使用安全。减压阀按其结结构形式可分分为：薄膜式活活塞塞式波波纹管管式蒸汽减压阀的的选择与计算算无资料时，可可按高压蒸汽汽管路的公称称直径选用相相同孔径的减减压阀。式中f——所需阀孔截面面积，cm2；G——蒸汽流量，kg/h；0.6——减压阀流量系系数；q——通过每每cm2阀孔截截面的的理论论流量量，kg/h，可按减减压阀阀理论论流量量曲线线图查查得。。蒸汽流量所需阀孔截面积积产品样本计算出出阀门公称直径确定查根据蒸汽减压阀阀阀孔孔截面面积：活塞式式减压阀阀

链回链回链回链回疏水器器链回链回链回满足冷冷水系系统布布置与与敷设设要求求的同同时，，应注注意以下下问题题：1、管管道膨膨胀问问题（1））补偿偿装置置补偿偿（2））穿顶顶棚、、楼板板、墙墙壁和和基础础时，，加套套管。。（3））立管管与横横管的的连接接。4.4热热水水供应应系统统的敷敷设与与保温温一、热热水水管道道的布布置与与敷设设热水立立管与与水平平干管管的连连接方方式2、水水体积积膨胀胀问题题膨胀管管（开开式））、膨膨胀罐罐、安安全阀阀（闭闭式））3、排排气问问题（1））下行行上给给（2））上行行下给给（3））横管管坡度度不不小于于0.0034、管管材的的选择择薄壁铜铜管、、薄壁壁不锈锈钢管管铝塑复复合管管、交交联聚聚乙烯烯（PE-X）管、、共聚聚聚丙丙烯（（PP-R）管等等。5