第8章 室内热水供应系统

第7章建筑内部热水供应系统概述7.1

分类、组成、供水方式7.2

热源、加热设备和贮热设备7.3

热水供应系统的管材和附件热水供应也属于给水，与冷水供应的区别是水温，必须满足用水点对水温、水量的要，因此热水系统除了水的系统：管道、用水器具等，还有“热”的供应，热源、加热系统等等。建筑内的热水供应系统按照热水供应范围的大小，可分为：集中热水供应系统、局部热水供应系统、区域热水供应系统。１热媒系统（第一循环系统）２热水供应系统（第二循环系统）３附件

第7章建筑内部热水供应系统概述

7.1热水供应系统的分类和组成及供水方式

7.1.1热水供应系统的分类室内热水系统主要由以上３部分组成:总目录本章目录局部热水供应系统特点：供水范围小，热水分散制备，配水点较少，且和热源较近，热水管路短，热损失小。适用：适用于使用要求不高，用水点少且分散的建筑。热源：宜采用蒸汽、煤气、炉灶余热或太阳能等。

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7.1热水供应系统的分类和组成及供水方式

7.1.1

热水供应系统的分类总目录本章目录集中热水供应系统

特点：供水范围大，热水集中制备，管道输送到个配水点。

适用：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。

热源：应首先利用工业余热、废热、地热和太阳热，如无以上热源，应优先采用能保证全年供热的城市热力管网或区域性锅炉房供热。

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7.1热水供应系统的分类和组成及供水方式

7.1.1

热水供应系统的分类总目录本章目录区域热水供应系统

特点：便于维护管理和热能综合利用，热水成本低。

适用：适用于建筑布置较集中，热水用量较大的城市和工业企业。

热源：在热电厂、区域性锅炉房或热交换站将水集中加热后，通过城市热力管网输送到整个建筑群、居民区。

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7.1热水供应系统的分类和组成及供水方式

7.1.1

热水供应系统的分类总目录本章目录1.

热媒系统（第一循环系统）组成：热源、水加热器、热媒管网管工作过程：锅炉产生的蒸汽或高温热水通过热媒管网送到水加热器加热冷水，经过热交换，蒸汽变成冷凝水，靠余压再送到冷凝水池，冷凝水和新补充的软化水经冷凝循环泵再送回锅炉加热为蒸汽。

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7.1热水供应系统的分类和组成及供水方式

7.1.2

热水供应系统的组成总目录本章目录2.

热水供水系统（第二循环系统）组成：热水配水管网和回水管网组成工作过程：被加热到一定温度的热水，从水加热器中出来经配水管网送至各个热水配水点，而水加热中的冷水由屋顶的水箱或给水管网补给。为了保证用水点的水温，在立管和水平干管甚至支管处设置回水管，使部分热水经过循环水泵流回水加热器再加热。

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7.1热水供应系统的分类和组成及供水方式

7.1.2

热水供应系统的组成总目录本章目录图7.1.1热媒为蒸汽的集中热水系统1.管网压力工况不同，可分为：开式、闭式供水方式2.加热冷水的方式不同，可分为：直接加热、间接加热3.管网设置循环管道的不同，可分为：全循环、半循环、不循环、倒循环4.系统中循环动力不同，可分为：机械循环、自然循环5.水平干管位置不同，可分为：上行下给式、下行上给式

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7.1热水供应系统的分类和组成及供水方式

7.1.3

热水供水方式总目录本章目录1a.

开式供水方式特点：在管网顶部设水箱，管网与大气相通，系统水压决定于水箱的设置高度，而不受室外给水管网的水压的波动影响。适用：室外水压变化较大，且用户要求水压稳定时采用。注意：该方式必须设置高位冷水箱和膨胀管

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7.1热水供应系统的分类和组成及供水方式

7.1.3

热水供水方式总目录本章目录1b.

闭式供水方式特点：冷水直接进入加热器，管路简单，水质不易受污染，但供水水压稳定性差，安全可靠性差。适用：屋顶不设水箱且对供水压力要求不太严格的建筑采用。注意：为了确保系统的安全运转，需设安全阀。

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7.1热水供应系统的分类和组成及供水方式

7.1.3

热水供水方式总目录本章目录2b.

直接加热（一次换热）供水方式特点：热水锅炉将冷水直接加热到所需的温度，或将蒸汽直接通如冷水混合制备热水。前者热效率高，节能；后者设备简单热效率高，不需凝水管，但噪音高，运行费用高。适用：适用于具有合格的蒸汽热媒，且对噪音无严格要求的公共浴室，洗衣房、工矿企业等。

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7.1热水供应系统的分类和组成及供水方式

7.1.3

热水供水方式总目录本章目录2b.

间接加热（二次换热）供水方式特点：将热媒通过水加热器把热量传递给冷却水达到加热冷水的目的，在加热过程中热媒和冷水不接触。该方式冷凝水可重复使用，运行费用低，不产生噪音，供水稳定。适用：适用于要求供水稳定、安全、噪音要求低的旅馆、住宅、医院、办公楼等建筑。

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7.1热水供应系统的分类和组成及供水方式

7.1.3

热水供水方式总目录本章目录3a.全循环供水方式特点：指热水干管、立管及支管均能保持热水的循环，各配水龙头随时打开都能提供符合设计水温要求的热水。适用：适用于有特殊要求的高标准建筑中，如：高级宾馆、饭店、高级住宅等。

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7.1热水供应系统的分类和组成及供水方式

7.1.3

热水供水方式总目录本章目录膨胀排气管冷水箱循环水泵加热器7.1.3

热水供水方式3a

全循环供水方式3b.半循环供水方式特点：半循环供水方式又分为立管和干管循环供水方式。前者是指热水干管和立管均能保持热水的循环；后者是指仅保持热水干管的热水循环。适用：干管循环用于全日供应热水的建筑和设有定时供水的高层建筑中；后者多用于定时供应热水的建筑中。

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7.1热水供应系统的分类和组成及供水方式

7.1.3

热水供水方式总目录本章目录膨胀排气管冷水箱循环水泵加热器7.1.3

热水供水方式3b

半循环：立管循环方式7.1.3

热水供水方式3b

半循环：干管循环方式膨胀排气管冷水箱循环水泵加热器3c.不循环供水方式特点：没有循环管道，适用于定时供热水系统，如公共浴室、旅馆等，每天定时供应热水，其他时间没有热水，一般不设循环管道，节约投资。适用：适用于热水供应系统较小，使用要求不高的定时供应系统，如：公共浴室、洗衣房等。

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7.1热水供应系统的分类和组成及供水方式

7.1.3

热水供水方式总目录本章目录膨胀排气管冷水箱加热器7.1.3

热水供水方式3c

不循环供水方式供水方式的选择

选用何种供水方式应根据建筑物的用途、热源的供给情况，热水用水量和卫生器具的布置情况进行技术和经济的比较后确定。蒸汽间接加热机械强制全循环干管下行上给的供水方式，适用于全天供热水的大型公共建筑或工业建筑热水锅炉直接加热机械强制半循环干管下行上给的热水供水方式，适用于定时供水的公共建筑

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7.1热水供应系统的分类和组成及供水方式

7.1.3

热水供水方式总目录本章目录选择原则：1、条件允许，以工业余热、废热、地热和太阳能为热源；2、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为热源；局部热水供应采用太阳能、电能、燃气第7章建筑内部热水供应系统概述

7.2加热设备和器材

7.2.1热水供应系统的热源加热设备有小型锅炉、水加热器1.小型锅炉根据燃料分为：燃煤、燃油、燃气根据外形分为：立式、卧式立式锅炉分为：横水管、横火管（考克兰）、直水管、弯水管卧式锅炉分为：外燃回水管、内燃回水管（蓝开夏）、快装卧式内燃

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7.2加热设备和器材

7.2.2局部加热设备总目录本章目录01-锅炉02-前烟箱03-后烟箱04-省烟箱05-烟囱06-引风机07-下降管08-联箱09-鳍片式水冷壁10-第二组烟管11-第一组烟管12-炉壁7.2.2局部加热设备快装锅炉构造示意图2.水加热器分类：主要有容积式、快速式、半容积式、半即热式几种。水加热器的选择：水加热器的选择应根据现有的热源条件、燃料种类、建筑物功能及热水用水规律、耗热量和建筑物内部布局等因素经综合比较后确定。基本原则：一次换热效率高于二次换热，并应优先选用燃气、油、煤为燃料的热水锅炉。

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7.2加热设备和器材

7.2.2局部加热设备a.容积式水加热器容积式水加热器是内部设有热媒导管的热水贮存容器，具有加热和贮备热水两种功能。Flash格式演示动画在这里单击鼠标左键播放

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7.2加热设备和器材

7.2.2局部加热设备优点：具有较大的贮存和调节能力，被加热水通过时压力损失较小，用水点压力变化平稳，出水水温稳定。缺点：被加热水流速缓慢，传热系数小，体积庞大。b.快速式水加热器针对容积式水加热器中的“层流加热”的弊端，通过提高热媒和被加热水的流动速度，以改善传热效果。优点：它具有效率高、体积小、安装搬运方便的优点。缺点：不能贮存热水，水头损失大，在热媒和被加热水压力不稳定时，出水温度波动较大，仅适用于用水量大，而且比较均匀的热水供应系统或建筑物热水采暖系统。

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7.2加热设备和器材

7.2.2局部加热设备总目录本章目录c.半容积式水加热器

半容积式水加热器是带有适量贮存和调节容积的内藏式容积式水加热器。优点：体积小、加热快、热交换充分、供水温度稳定、节水节能。缺点：但由于内循环泵不间断地运行，需要有极高的质量保证。

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7.2加热设备和器材

7.2.2局部加热设备总目录本章目录d.半即热式水加热器

半即热式水加热器具有超前控制，具有少量贮存容积的快速式水加热器。优点：半即热式水加热器具有快速加热被加热水，浮动盘管自动除垢的优点，其热水出水温度一般能控制在62.2oC内，且体积小，节约占地面积，适用于各种不同负荷需求的机械循环热水供应系统。

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7.2加热设备和器材

7.2.2局部加热设备总目录本章目录e.加热水箱和热水贮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；在水箱中安装排管或盘管即构成间接加热水箱。热水贮水箱（罐）是一种专门调节热水量的容积。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。

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7.2加热设备和器材

7.2.1加热设备总目录本章目录自动温度调节装置作用：控制出水水温

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7.3加热设备和器材

器材1自动温度调节装置安装：温度调节器分为直接式自动温度调节装置和间接式自动温度调节装置。前者必须直立安装，温包放置在水加热器热水出口的附近，它把感受到的温度传给温度调节器，自动调节热媒流量达到自动调温的目的；后者温包把温度传给电触点温度计，当温度计指针转到大于或低于规定的温度触点时，自动启动电机关小或开大阀门，调节热媒流量，自动调温。总目录本章目录

减压阀作用：当水加热器采用蒸汽作为热媒时，当蒸汽供应管的压力大于水加热器规定的额蒸汽压力，应设减压阀，将蒸汽压力降到需要值，才能保证设备使用安全。安装：减压阀有波纹管式、活塞式、膜片式等几种类型。减压阀应安装在水平管段上，阀体直立，安装节点还应设置阀门、安全阀、压力表、旁通管等附件。2减压阀

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7.2加热设备和器材

器材总目录本章目录疏水器

作用：保证蒸汽凝结水及时排放，同时又防止蒸汽泄漏。

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7.3加热设备和器材

器材总目录本章目录3疏水器

自动排气阀

为了排除上行下给式管网中热

水汽化产生的气体，保证管内热水

通畅，应在管道最高处安装自动排

气阀。

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7.3加热设备和器材

器材4自动排气阀管网最高处总目录本章目录自然补偿管道和伸缩器

作用：热水系统中管道因受

热膨胀而伸长，为保证管

网的使用安全而采取的补

偿管道温度伸缩的措施。

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7.2加热设备和器材

7.2.2器材5自然补偿管道和伸缩器总目录本章目录

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7.3加热设备和器材

器材自然补偿管道管道在敷设时布置成L或Z形弯曲管段，来补偿直线管段的部分的伸缩量。固定支撑煨弯管5自然补偿管道和伸缩器总目录本章目录伸缩器

伸缩器：当直线管段较长，无法

利用自然补偿时，应设置伸缩器。

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7.3加热设备和器材

器材5自然补偿管道和伸缩器波型补偿器优点：安装方便，耐高温节省面积，外形美观。总目录本章目录干管的直线段应设置足够的伸缩器横立管连接处应采取乙字弯为了便于排气和泄水热水横管应有与水流相反的坡度，其值一般0.003，并在管网最低处设置泄水阀，以便检修时泄空存水。管道穿楼板、基础及墙壁应该套管，让其自由伸缩。水加热器或贮水器的冷水供水管和机械循环回水管上应设止回阀。

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水管道的布置与附设

总目录本章目录第8章

热水供应系统的计算

8.1热水用水定额、水温及水质

一、水质水质应符合我国现行的《生活饮用水卫生标准》;钙镁离子含量：日用水量<10m3(按60℃计算)可不进行水质处理；日用水量≥10m3且原水总硬度>300mg/L时，需进行水质处理。二、水温热水水温按表8.1.2选用。三、用水定额1按建筑物使用性质和卫生器具完善程度来确定。2按建筑物使用性质和卫生器具的单位用水量来确定。8.2热水量、耗热量、热媒耗量的计算

一设计用水量计算

二耗热量计算三热媒耗量计算

设计用水量计算

1按用水单位数计算：

Qr——设计小时用水量，L/h；m——用水计算单位数，人数或床位数；Kh——热水小时变化系数；qr——热水用水量定额，L/人·d或L/床·d。2按使用热水的卫生器具数计算

Qr——设计小时用水量，L/h；

qh——卫生器具的小时用水定额，L/h；

b——同类卫生器具同时使用百分数；

Kr——热水混合系数。Kr热水占混合水的百分数系数求定：根据混合水、冷水、热水以及水温之间的关系，按照热平衡方程式，求出冷热水混合百分数。

Qr+QL=QhQr·tr·CB+QL·tL·CB=Qh·th·CB热水占混合水的百分数系数：

Kr＝＝

tr——热水系统供水温度，，

th——混合后卫生器具出水温度，℃

tL——冷水计算温度，℃耗热量计算

W——设计小时耗热量，kJ/h；

Qr——设计小时热水量，L/h；

CB——水的比热，kJ/Kg·℃；

tr——热水温度，℃；

tL——冷水计算温度，℃。

热媒耗量计算

1采用蒸汽直接加热：Gm——蒸汽直接加热热水时的蒸汽耗量，kg/h；W——设计小时耗热量，kJ/h；i——蒸汽热焓，kJ/h，按蒸汽绝对压力查表决定。Qhr——蒸汽与冷水混合后的热焓，kJ/h，

Qhr=C•tr2采用蒸汽间接加热：

Gmh——蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，kg/h；

——蒸汽的气化热，可查表决定；

W——设计小时耗热量，kJ/h。3采用热水间接加热Gms——蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，kJ/h；

tmc——热媒热水供应温度，℃；

tmz——热媒热水回水温度，℃；

Q、CB同上。9-3加热器及贮存设备的选择计算

1.传热面积的计算

Fp——水加热器的传热面积，m2；

W——制备热水所需的热量，可按设计小时耗热量计算，W；

ε——传热效率的修正系数，

α——热损失附加系数，一般取α＝1.1～1.2；

K——传热材料的传热系数，W/m2•℃；⊿tj——热媒和被加热水的计算温差，℃；具体计算方法

2贮水器容积的计算1）理论法：建筑内热水用水曲线→逐时耗热曲线→根据逐时耗热曲线绘出耗热积分曲线→拟定供热曲线2)经验法贮水器的贮热量可按经验,由下表确定9-4热水管网的水力计算第一循环系统：目的：确定热媒系统的D、

第二循环系统：（配水管、回水管系统）目的：确定热水系统的D、

第二循环系统的计算

一．配水系统内容：确定DN及（系统所需总水压）方法：同冷水，但因水温高，和粘滞系数小于冷水，且考虑结垢等因素，水力计算采用热水水力计算表.

二、回水管系

1.

自然循环

（见图9-6）内容：确定管网的自然压力、回水管经、循环流量及循环流量在配水、回水管路中的水头损失。实现自然循环条件：Hzr>1.35Hx

循环作用水头：

Hzr——第二循环系统的自然循环压力值，Pa；⊿h——锅炉或水加热器的中心至立管顶部的标高差，m；γ2——最远处立管管段中点的水的比重，kg/m3；γ1——配水主立管管段中点的水的比重，kg/m3。

(1)

管网循环流量

管段的热损失：

Ws——计算管段热损失,kJ/h；K——无保温时管道的传热系数，kJ/(m2•h•℃)；η——保温系数；tj——计算管段周围空气温度，℃；D——管道的外径，m；L——计算管段的长度，m；tc——计算管段的起点水温，℃；tz——计算管段的终点水温，℃。管段的循环流量：

Qx——循环流量，L/s；

CB——水的比热，kJ/kg•℃；

tc、tz——计算管路起点、终点的水温，℃；

Ws——计算管段的热损失，kJ/h。

（2）计算方法与步骤

1）选择计算管路（管路最长、水头损失最大）。2）按冷水计算方法确定配水管路的管径。3）初选回水管径，比相应配水管小1#~2#。4）选定计算管路水温降落值。（从加热器出口到最不利配水点）。5）求配水管路的各管段的热损失及循环流量

具体算法6）计算配水管网的热损失，求总循环流量。

将∑Ws代入下式求解热水系统的总循环流量Qx

：7）复核各管段终点的水温8）计算循环管网的总水头损失

H——循环管网的总水头损失，kPa；

Hp——循环流量通过配水计算管路的沿程、局部损失，kPa；

Hx——循环流量通过回水计算管路的沿程、局部损失，kPa；

hj——循环流量通过水加热器的水头损失，kPa；

9）计算计算环路的自然循环作用水头。

比较Hzr、Hx判断能否实现自然循环2机械循环全日制循环——计算方法、步骤同自然循环。循环水泵流量：

Qb=Qx+QfQx—循环流量，L/s；

Qf—循环附加流量，取设计小时水量15%，L/h。循环水泵扬程：

定时循环管网计算循环水泵流量：

Vgs——循环管网的全部容积，L；

ts——在最长配水和回水环路中，循环一次所需时间

ts=15~30min循环水泵扬程：

Hb≥Hp+Hx+Hj

举例

热水供应系统如图1)管道节点编号,2)按给水管网方法配水管管径。

3)定回水管径比给水管径小1~2#。

4)选定水温降落值：

5)按面积比温降法算出计算管段水温

6)按求各管段热损失(见下表)①

总循环流量

②各管段的循环流量：热水到达B点时携带热量为：W2+W3+W4+W5+W6,（W1

已损失掉）。7）

复核各配水点水温

8)

计算循环流量的水头损失

9)

循环作用水头

已知：

10)

机械循环计算全日制：循环泵选择

表9-1冷水计算温度表9-2热水水温计算△t的