模块一之室内热水供应系统

制作：吕东风

模块一之

1.5室内热水供应系统建筑设备工程1.5建筑内部热水供应系统

一、热水供应系统的分类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。

1.5.1热水供应系统的分类和组成

特点：集中热水供应系统供水范围大，热水在锅炉房或热交换站集中制备，用管网输送到一幢或几幢建筑使用。适用范围：适用于使用要求高，耗热量大，用水点多且比较集中的建筑，如高级居住建筑、旅馆、医院等公共建筑。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。

优点：集中管理，热效率高，热水成本较低，节省建筑面积，使用方便。缺点：热水管网较复杂，设备较多，管网长，热耗大，一次性投资大。1、集中热水供应系统

适用：区域热水供应系统供水范围大，一般是城市片区、居住小区的范围内，热水在区域性锅炉房或热交换站制备，通过市政热水管网送至整个建筑群。优点：该系统规模较大，热能利用率高，设备集中，热水成本低，使用方便，对环境污染小。缺点：热水管网复杂，热损失大，设备、附件多，自动化控制技术先进，管理水平要求高，一次性投资大。2.区域热水供应系统

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。3.局部热水供应系统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附件室内热水系统主要由以上３部分组成二、热水供应系统的组成集中热水供应系统组成1、热源及加热设备2、热媒循环管路3、热水配水管路4、热水系统附件1、热源及加热设备热源热源种类燃油、气、煤锅炉工业废气热媒种类蒸汽高温水电锅炉燃气锅炉油锅炉燃热水加热设备直接加热多孔管直接加热喷射器直接加热间接加热汽－水热交换器水－水热交换器加热设备－将热媒的热量传递给被加热水多孔管直接加热喷射器直接加热间接加热设备容积式热交换器间接加热设备板式热交换器95℃70℃凝结水蒸汽2、热媒循环管－锅炉和水加热器之间的管路和循环水泵、管路附件等70℃60℃70℃60℃二、热水供应系统的组成工作流程：

锅炉生产的蒸汽经热媒管送入水加热器加热冷水；加热器中的热水由配水管送到各个用水点；蒸汽凝结水由凝结水管排至凝水池；锅炉用水由凝结池供给；水加热器中所需冷水由给水系统供给。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：锅炉产生的蒸汽或过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。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。3.附件热水系统中常用的附件有：温度自动调节器、疏水器、减压阀、安全阀、膨胀罐、管道自动补偿器、闸阀水嘴、自动排气阀等。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。

1.5.2

热水系统用水定额、水温和水质

热水用量定额

生产用的热水量定额，按照生产工艺的要求确定。生活用热水量定额有两种：一种按照使用的热水单位确定，水温为60℃；一种按照卫生器具一次或一小时热水用量确定。可参见相关规定。我国《规范》规定：热水使用温度：热水锅炉和水加热器的出口温度75℃

热水供应温度：加热设备出口与最不利配水点温度差5-10℃。冷水温度：当地最冷月平均水温。

水温生产用热水的水质标准符合生产工艺要求的标准，而生活用热水的水质标准除应符合我国现行的《生活饮用水卫生标准》外，对集中的热水供应系统加热前水质是否需要软化处理，应根据水质、水量、使用要求等因素进行技术经济比较确定。一般情况下热水供应系统按65℃水温计算时，水量较小，如用水量小于10m3可不进行软化处理。如果经过实践证明，该地区使用磁化器软化水有效时，可在水加热器或锅炉冷水进水管上安装磁化器。水质

1.5.3

热水的加热方式和供应方式1.加热方式根据热水加热方式的不同，可分为直接加热方式和间接加热方式。直接加热方式也称一次换热方式，把冷水直接加热到所需热水温度，或是将蒸汽或高温水通过穿孔管或喷射器直接与冷水混合制备热水。特点：加热设备简单、热效率高、节能，但噪音大，对热媒质量要求高，不允许造成水质污染。间接加热方式也称二次换热方式，热媒与被加热水不直接接触，而是通过水加热器把热量传递给冷水并加热到所需温度。特点：加热噪音小，被加热水不会造成污染，运行安全稳定。直接加热间接加热间接加热间接加热2.热水供应方式（1）管网压力工况不同，可分为：开式、闭式供水方式（2）管网设置循环管道的不同，可分为：全循环、半循环、不循环（3）系统中循环动力不同，可分为：机械循环、自然循环（4）循环管路长短

同程式、异程式（1）开式、闭式供水方式开式供水方式特点：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。

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。（1）开式、闭式供水方式开式热水供应方式：闭式热水供应方式（2）全循环、半循环、不循环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。全循环供水方式膨胀排气管冷水箱循环水泵加热器全循环供水方式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。膨胀排气管冷水箱循环水泵加热器

半循环：立管循环方式

半循环：干管循环方式膨胀排气管冷水箱循环水泵加热器

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。

不循环供水方式膨胀排气管冷水箱加热器

不循环供水方式（3）同程式和异程式同程式热水循环系统异程式热水循环系统（4）自然循环、机械循环方式热水供应循环系统中根据循环动力的不同可分为自然循环方式和机械循环方式。（5）全日供应、定时供应方式热水供应系统根据供应的时间可分为全日供应方式和定时供应方式。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。

1.5.4热水系统的管材和管件

一、管材

热水系统管材应采用薄壁铜管、薄壁不锈钢管、热水塑料管、钢塑复合管等。优点：卫生条件好，能保证水质、质量轻、接头少、施工比较方便。缺点：价格高。塑料管的线性膨胀量大。二、自动温度调节装置作用：控制出水水温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。

三、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。

分类：自然补偿、伸缩器自然补偿管道和伸缩器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。固定支撑煨弯管自然补偿管道和伸缩器

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。

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。伸缩器四、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。疏水器图为偏心热动力式疏水器。它是利用进入阀体的蒸汽和凝结水，对阀片两边产生压力差而升降阀片达到排水阻汽作用。疏水器五、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。

自动排气阀管网最高处自动排气阀

六：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。减压阀

热水系统的加热设备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。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。

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。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。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。e太阳能热水器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。太阳能热水器室内布管太阳能局部热水系统流程示意f.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。

1.5.5

热水管网的布置与敷设1、热水管网布置2、热水管网布置的基本原则是：在满足水温、水量、和压力的条件下，便于维修管理和管线最短。3、基本的铺设位置：根据具体的情况和要求，可以铺设在室内地沟、地下室顶部、建筑物最高层或设备层。4、安装方式：明装沿墙、柱；布置于管道竖井内、预留沟槽内暗装。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。立管始端、回水立管末端设阀门。横管有与水流方向相反的坡度。横干管应设足够的伸缩器。