建筑内部热水供应系统课程

第7章建筑内部热水供应系统7.2热水供应系统的热源、加热设备和贮热设备7.2热水供应系统的热源、加热设备和贮热设备

7.2.1热水供应系统的热源1）当条件许可时，宜首先利用工业余热、废热、地热和太阳能作热源。利用烟气、废气作热源时，烟气、废气的温度不宜低于400℃。利用地热水作热源时，应按地热水的水温、水质、水量和水压，采取相应的升温、降温、去除有害物质、选用合适的设备及管材、设置贮存调节容器、加压提升等技术措施，以保证地热水的安全合理利用。1、集中热水供应系统的热源

7.2热水供应系统的热源、加热设备和贮热设备

7.2.1热水供应系统的热源利用太阳能作热源时，为保证没有太阳的时候不间断供应热水，应附设一套电热或其他热源的辅助加热装置。（2）选择能保证全年供热的热力管网为热源。为保证热水不间断供应，宜设热网检修期用的备用热源。在只能有采暖期供热的热力管网时，应考虑其他措施（如设锅炉）以保证热水的供应。7.2热水供应系统的热源、加热设备和贮热设备

7.2.1热水供应系统的热源（3）选择区域锅炉房或附近能充分供热的锅炉房的蒸汽或高温热水作热源。（4）当无（1）、（2）、（3）所述热源可利用时，可采用专用的蒸汽或热水锅炉制备热源，也可采用燃油、燃气热水机组或电蓄热设备制备热源或直接供给生活热水。7.2热水供应系统的热源、加热设备和贮热设备

7.2.1热水供应系统的热源宜因地制宜，采用太阳能、电能、燃气、蒸汽等。当采用电能为热源时，宜采用贮热式电热水器以降低耗电功率。（1）加热设备应防腐，其构造便于清理水垢和杂物。应采取下列措施：2．局部热水供应系统的热源

3．利用废热（废气、烟气、高温无毒废液等）作为热媒7.2热水供应系统的热源、加热设备和贮热设备

7.2.1热水供应系统的热源（2）防止热媒管道渗漏而污染水质。（3）消除废气压力波动和除油。（1）蒸汽中不含油质及有害物质。宜用于开式热水供应系统，并应符合下列要求：4．采用蒸汽直接通入水中或采取汽水混合设备的加热方式

7.2热水供应系统的热源、加热设备和贮热设备

7.2.1热水供应系统的热源（2）当不回收凝结水经技术经济比较合理时。（3）应采用消声混合器，加热时产生的噪声应符合现行的《城市区域环境噪声标准》的要求。（4）应采取防止热水倒流至蒸汽管道的措施。7.2热水供应系统的热源、加热设备和贮热设备

7.2.2局部加热设备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4种。依照燃气压力有低压（P≤5kPa）、中压（5kPa＜P≤150kPa＝热水器之分。民用和公共建筑生活、洗涤用燃气热水设备一般采用低压，工业企业生产所用燃气热水器可采用中压。7.2.2局部加热设备1．燃气热水器7.2热水供应系统的热源、加热设备和贮热设备

7.2.2局部加热设备

直流快速式燃气热水器一般安装在用水点就地加热，可随时点燃并可立即取得热水，供一个或几个配水点使用，常用于厨房、浴室、医院手术室等局部热水供应。

容积式燃气热水器具有一定的贮水容积，使用前应预先加热，可供几个配水点或整个管网用水，可用于住宅、公共建筑和工业企业的局部和集中热水供应。按加热冷水的方式不同，燃气热水器有直流快速式和容积式之分。图7-9容积式煤气热水器图7-8快速式煤气热水器7.2热热水水供供应应系系统统的的热热源源、、加加热热设设备备和和贮贮热热设设备备局局部部加加热热设设备备电热热水水器器产产品品分分快快速速式式和和容容积积式式两两种种。。快速速式式电电热热水水器器无无贮贮水水容容积积或或贮贮水水容容积积很很小小，，不不需需在在使使用用前前预预先先加加热热，，在在接接通通水水路路和和电电源源后后即即可可得得到到被被加加热热的的热热水水。。该类类热热水水器器具具有有体体积积小小、、重重量量轻轻、、热热损损失失少少、、效效率率高高、、容容易易调调节节水水量量和和水水温温、、使使用用安安装装简简便便等等优优点点，，但但电电耗耗大大，，尤尤其其在在一一些些缺缺电电地地区区使使用用受受到到限限制制。。2．电电热水水器7.2热热水水供应应系统统的热热源、、加热热设备备和贮贮热设设备局局部部加热热设备备目前市市场上上该种种热水水器种种类较较多，，适合合家庭庭和工工业、、公共共建筑筑单个个热水水供应应点使使用。。容积式式电热热水器器具有有一定定的贮贮水容容积，，其容容积可可由10L到10m3。该种热热水器器在使使用前前需预预先加加热，，可同同时供供应几几个热热水用用水点点在一一段时时间内内使用用，具具有耗耗电量量较小小、管管理集集中的的优点点。但其配配水管管段比比快速速式热热水器器长，，热损损失也也较大大。容积式式电热热水器器一般适适用于于局部部供水水和管管网供供水系系统。。图7-107.2热热水水供应应系统统的热热源、、加热热设备备和贮贮热设设备局局部部加热热设备备太阳能能热水水器是是将太太阳能能转换换成热热能并并将水水加热热的装装置。。其优点点是：：结构构简单单、维维护方方便、、节省省燃料料、运运行费费用低低、不不存在在环境境污染染问题题。其缺点点是：：受天天气、、季节节、地地理位位置等等影响响不能能连续续稳定定运行行，为为满足足用户户要求求需配配置贮贮热和和辅助助加热热设施施、占占地面面积较较大，，布置置受到到一定定的限限制。。优点：缺点：3．太太阳能能热水水器7.2热热水水供应应系统统的热热源、、加热热设备备和贮贮热设设备局局部部加热热设备备装配式式太阳阳能热热水器器一般般为小小型热热水器器，即即将集集热器器、贮贮热水水箱和和管路路由工工厂装装配出出售，，适于于家庭庭和分分散使使用场场所组合式式太阳阳能热热水器器，即即是将将集热热器、、贮热热水箱箱、循循环水水泵、、辅助助加热热设备备按系系统要要求分分别设设置而而组成成，适适用于于大面面积供供应热热水系系统和和集中中供应应热水水系统统太阳能热水器按组合形式分为装配式和组合式两种。7.2热热水水供应应系统统的热热源、、加热热设备备和贮贮热设设备局局部部加热热设备备太阳能热水器按热水循环方式分自然循环和机械循环两种。自然循循环太阳能能热水水器是是靠水水温差差产生生的热热虹吸吸作用用进行行水的的循环环加热热。。该种热热水器器运行行安全全可靠靠、不不需用用电和和专人人管理理。。但贮热热水箱箱必须须装在在集热热器上上面，，同时时使用用的热热水会会受到到时间间和天天气的的影响响。。给水管管通气管管自然循循环太太阳能能热水水器集热器器上循环环管热水管给水管管通气管管下循环管泄水管贮热水水箱7.2热热水水供应应系统统的热热源、、加热热设备备和贮贮热设设备局局部部加热热设备备为克服服天气气对热热水加加热的的影响响，可可增加加辅助助加热热设备备，如如煤气气加热热、电电加热热和蒸蒸气加加热等等措施施，适适用于于大面面积和和集中中供应应热水水场所所机械循循环太太阳能能热水水器是利用用水泵泵强制制水进进行循循环的的系统统。该种热热水器器贮热热水箱箱和水水泵可可放置置在任任何部部位，，系统统制备备热水水效率率高，，产水水量大大。图7-13直直接加加热机机械循循环太太阳能能水加加热器器图7-14间间接接加热热机械械循环环太阳阳能热热水器器7.2热水水供应应系统统的热热源、、加热热设备备和贮贮热设设备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集中热热水供供应系系统采采用的的热水水锅炉炉主要要有燃煤、、燃油油和燃气3种。。燃煤锅锅炉使使用燃燃料价价格低低，运运行成成本低低，但但存在在因燃燃煤产产生的的烟尘尘和二二氧化化硫对对环境境的污污染问问题。。目前许许多城城市为为解决决日益益严重重的城城市空空气污污染问问题，，已开开始限限制甚甚至禁禁止市市区内内燃煤煤锅炉炉的使使用。。集集中热热水供供应系系统的的加热热和贮贮热设设备1．热热水锅锅炉7.2热水水供应应系统统的热热源、、加热热设备备和贮贮热设设备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燃油（（燃气气）锅锅炉通通过燃燃烧器器向正正在燃燃烧的的炉膛膛内喷喷射雾雾状油油（或或通入入煤气气），，燃烧烧迅速速，且且比较较完全全，具具有构构造简简单、、体积积小、、热效效率高高、排排污总总量少少的优优点。。随着生生活水水平的的提高高，人人们对对环保保要求求也越越来越越严格格，燃燃油（（燃气气）锅锅炉的的市场场正急急剧扩扩大，，使用用日益益广泛泛。。7.2热水水供应应系统统的热热源、、加热热设备备和贮贮热设设备集集中热热水供供应系系统的的加热热和贮贮热设设备容积式式水加加热器器、快速式式水加加热器器、半容积积式水水加热热器、、半即热热式水水加热热器。。集中热热水供供应系系统中中常用的的水加加热器器有：：（1））容积积式水水加热热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，具具有加加热冷冷水和和贮备备热水水两种种功能能，热热媒为为蒸汽汽或热热水，，有卧卧式和和立式式之分分。2．水水加热热器7.2热水水供应应系统统的热热源、、加热热设备备和贮贮热设设备集集中热热水供供应系系统的的加热热和贮贮热设设备常用的的容积积式水水加热热器有有传统统的U型管管型容容积式式水加加热器器和导导流型型容积积式水水加热热器。。U型管管型容容积式式水加加热器器的优优点是是具有有较大大的贮贮存和和调节节能力力，可可提前前加热热，热热媒负负荷均均匀，，被加加热水水通过过时压压力损损失较较小，，用水水点处处压力力变化化平稳稳，出出水温温度较较稳定定，对对温度度自动动控制制的要要求较较低，，管理理比较较方便便。但该加加热器器中，，被加加热水水流速速缓慢慢，传传热系系数小小，热热交换换效率率低，，且体体积庞庞大占占用过过多的的建筑筑空间间，在在热媒媒导管管中心心线以以下约约有20％％~25％％的贮贮水容容积是是低于于规定定水温温的常常温水水或冷冷水，，所以以贮罐罐的容容积利利用率率较低低。7.2热热水水供应应系统统的加加热设设备和和器材材集集中中热水水供应应系统统的加加热设设备此外，，由于于局部部区域域水温温合适适、供供氧充充分、、营养养丰富富，因因此容容易滋滋生军军团菌菌，造造成水水质生生物污污染。。U型管管型容容积式式水加加热器器这种种层叠叠式的的加热热方式式可称称为““层流流加热热”。。容积式式水加加热器器演示动动画7.2热热水水供应应系统统的热热源、、加热热设备备和贮贮热设设备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））快速速式水水加热热器针对容容积式式水加加热器器中““层流流加热热”的的弊端端，出出现了了“紊紊流加加热””理论论：即即通过过提高高热媒媒和被被加热热水的的流动动速度度，来来提高高热媒媒对管管壁、、管壁壁对被被加热热水的的传热热系数数，以以改善善传热热效果果。快速式式水加加热器器就是是热媒媒与被被加热热水通通过较较大速速度的的流动动进行行快速速换热热的一一种间间接加加热设设备。。根据热热媒的的不同同，快快速式式水加加热器器有汽一水水和水一水水两种类类型，，前者者热媒媒为蒸蒸汽，，后者者热媒媒为过过热水水。7.2热热水水供应应系统统的热热源、、加热热设备备和贮贮热设设备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根据加加热导导管的的构造造不同同，又又有单单管式式、多多管式式、板板式、、管壳壳式、、波纹纹板式式、螺螺旋板板式等等多种种型式式。图7-19所示示为多多管式式汽一一水快快速式式水加加热器器，图图7-20所示示为单单管式式汽一一水快快速式式水加加热器器，它它可以以多组组并联联或串串联。。图7-19多多管式式汽-水快快速式式水加加热器器这种水水加热热器是是将被被加热热水通通入导导管内内，热热媒（（即蒸蒸汽））在壳壳体内内散热热。7.2热热水水供应应系统统的热热源、、加热热设备备和贮贮热设设备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快速式水水加热器器具有效效率高，，体积小小，安装装搬运方方便的优优点，缺点是不不能贮存存热水，，水头损损失大，，在热媒媒或被加加热水压压力不稳稳定时出出水温度度波动较较大，仅仅适用于于用水量量大，而而且比较较均匀的的热水供供应系统统或建筑筑物热水水采暖系系统。7.2热热水水供应系系统的加加热设备备和器材材集集中热热水供应应系统的的加热设设备（3）半半容积式式水加热热器半容积式式水加热热器是带带有适量量贮存与与调节容容积的内内藏式容容积式水水加热器器，是由由英国引引进的设设备。由贮热水水罐、内内藏式快快速换热热器和内内循环泵泵3个主主要部分分组成。。半容积式式水加热热器演示动画画7.2热热水水供应系系统的加加热设备备和器材材集集中热热水供应应系统的的加热设设备其中贮热热水罐与与快速换换热器隔隔离，被被加热水水在快速速换热器器内迅速速加热后后，通过过热水配配水管进进入贮热热水罐，，当管网网中热水水用量低低于设计计用水量量时，热热水的一一部分落落到贮罐罐底部，，与补充充水（冷冷水）一一道经内内循环泵泵升压后后再次进进入快速速换热器器加热。。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；7.2热热水水供应系系统的加加热设备备和器材材集集中热热水供应应系统的的加热设设备其三，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％。。内循环环泵的流流量根据据不同型型号的加加热器而而定，其其扬程在在20～～60kPa之之间。半容积式式水加热热器具有有体型小小（贮热热容积比比同样加加热能力力的容积积式水加加热器减减少2/3）、、加热快快、换热热充分、、供水温温度稳定定、节水水节能的的优点，，但由于于内循环环泵不间间断地运运行，需需要有极极高的质质量保证证。快速加热器图7-22高高峰用用水时工工作状态态图7-21半半容积积式水加加热器构构造示意意图7.2热热水水供应系系统的加加热设备备和器材材集集中热热水供应应系统的的加热设设备图7-23为国国内专业业人员开开发研制制的HRV型高高效半容容积式水水加热器器装置的的工作系系统图，，其特点点是取消消了内循循环泵，，被加热热水（包包括冷水水和热水水系统的的循环回回水）进进入快速速换热器器被迅速速加热，，然后先先由下降降管强制制送至贮贮热水罐罐的底部部、再向向上升，，以保持持整个贮贮罐内的的热水同同温。当管网配配水系统统处于高高峰用水水时，热热水循环环系统的的循环泵泵不启动动，被加加热水仅仅为冷水水；7.2热热水水供应系系统的加加热设备备和器材材集集中热热水供应应系统的的加热设设备图7-23半半容容积式水水加热器器工作系系统图7.2热热水水供应系系统的加加热设备备和器材材集集中热热水供应应系统的的加热设设备当管网配配水系统统不用水水或少量量用水时时，热水水管网由由于散热热损失而而产生温温降，利利用系统统循环泵泵前的温温包可以以自动启启动系统统循环泵泵，将循循环回水水打入快快速换热热器内，，生成的的热水又又送至贮贮热水罐罐的底部部，依然然能够保保持罐内内热水的的连续循循环，罐罐体容积积利用率率亦为100％％。HRV型型半容积积式水加加热器具具有与带带有内循循环泵的的半容积积式水加加热器同同样的功功能和特特点，更更加符合合我国的的实际情情况，适适用于机机械循环环的热水水供应系系统。7.2热热水水供应系系统的加加热设备备和器材材集集中热水水供应系统的的加热设备（4）半即热热式水加热器器半即热式水加加热器是带有有超前控制，，具有少量贮贮存容积的快快速式水加热热器。半即热式水加加热器演示动画热媒蒸汽经控控制阀和底部部入口通过立立管进入各并并联盘管，冷冷凝水入立管管后由底部流流出，冷水从从底部经孔板板入罐，同时时有少量冷水水进入分流管管。7.2热热水供应系统统的加热设备备和器材集集中热水水供应系统的的加热设备入罐冷水经转转向器均匀进进入罐底并向向上流过盘管管得到加热，，热水由上部部出口流出。。部分热水在顶顶部进入感温温管开口端，，冷水以与热热水用水量成成比例的流量量由分流管同同时入感温管管，感温元件件读出瞬间感感温管内的冷冷、热水平均均温度，即向向控制阀发出出信号，按需需要调节控制制阀，以保持持所需的热水水输出温度。。只要一有热水水需求，热水水出口处的水水温尚未下降降，感温元件件就能发出信信号开启控制制阀，具有预预测性。7.2热热水供应系统统的加热设备备和器材集集中热水水供应系统的的加热设备加热盘管内的的热媒由于不不断改向，加加热时盘管颤颤动，形成局局部紊流区，，属于“紊流流加热”，故故传热系数大大，换热速度度快，又具有有预测温控装装置，所以其其热水贮存容容量小，仅为为半容积式水水加热器的1/5。同时，由于盘盘管内外温差差的作用，盘盘管不断收缩缩、膨胀，可可使传热面上上的水垢自动动脱落。半即热式水加加热器具有快快速加热被加加热水，浮动动盘管自动除除垢的优点，，其热水出水水温度一般能能控制在±2.2℃内，，且体积小，，节省占地面面积，适用于于各种不同负负荷需求的机机械循环热水水供应系统。。图7-24半半即热式水水加热器构造造示意图加热水箱是一一种简单的热热交换设备，，在水箱中安安装蒸汽多孔孔管或蒸汽喷喷射器，可构构成直接加热热水箱。在水箱内安装装排管或盘管管即构成间接接加热水箱。。加热水箱适适用于公共浴浴室等用水量量大而均匀的的定时热水供供应系统。热水贮水箱（（罐）是一种种专门调节热热水量的容器器。可在用水水不均匀的热热水供应系统统中设置，以以调节水量，，稳定出水温温度。3．加热水箱箱和热水贮水水箱7.2热热水供应系统统的加热设备备和器材加加热设备备的选择加热设备是热热水供应系统统的核心组成成部分，加热热设备的选择择是关系到热热水供应系统统能否满足