室内热水和饮水供应《建筑给水排水工程》.ppt

单元5 室内热水和饮水供应,【知识目标】 了解热水供应系统的分类、附件和管材的种类 熟悉水加热方式及特点、管道的保温方法 了解高层建筑热水供应的特点 掌握热水供应系统的组成及水力计算方法 掌握耗热量和供热量和计算方法 【能力目标】 能进行耗热量、热水量、供热量和热水管网的设计计算 能按具体条件选择热水供水方式和循环方式 能够正确选择加热和贮热设备 能够正确选择管材和附件 能够正确选择加压和贮热、贮水设备,返回主页,5.1 热水供应系统概述,室内热水供应系统指水的加热、储存和输配的总称，其任务是满足建筑内人们在生产和生活中对热水的需求 5.1.1 热水供应系统的分类及特点 局部热水供应系统 热水管路短，热损失小，造价低、设施简单、维护管理方便灵活 集中热水供应系统 供水范围大、加热器及其他设备集中、加热效率高、热水制备成本低、设备容量小、使用较为方便舒适，但系统复杂、管线长、热损失大、投资较大，需要专门维护管理人员 区域热水供应系统 便于热能热能的综合利用和集中维护管理，有利于减少环境污染，可提高热效率和自动化程度，热水成本低；供水范围大，安全性高，管网复杂，热损失大，一次性投资大5.1.2 热水系统的组成,热媒循环管网 热水配水管网 附件和仪表,5.2 热水供应系统的设计,热水供应系统的设计包括选择热水供水方式、循环方式， 选择加热、贮热和贮水设备等内容。

5.2.1 热水供水方式 5.2.1.1 热水的加热方式 直接加热方式：是利用燃 气、燃油、燃煤为燃料的热水 锅炉把冷水直接加热到所需温 度，或者是将蒸汽或高温水通 过穿孔管或喷射器直接与冷水 接触混合制备热水热水锅炉 直接加热具有热效率高、节能 的特点间接加热方式：是利用热媒通过水加热器把热量传递给冷水，把冷水加热到所需热水温度，而热媒在整个加热过程中与被加热水不直接接触这种加热方式具有回收的冷 凝水可重复利用， 补充水量少，运行 费用低，加热时噪 声小，被加热水不 会造成污染，运行 安全可靠5.2.1.2 热水供应方式,全日供应和定时供应 全日供应方式是指热水供应管网在全天任何时刻都保持设计的循环水量，热水配水管网全天任何时刻都可正常供水，并能保证配水点的水温 定时供应方式是指热水供应系统每天定时供水，其余时间系统停止运行此方式在供水前，利用循环水泵将管网中已冷却的水强制循环到水加热器进行加热，达到使用温度才使用开式系统和闭式系统 开式热水供水方式，在配水点关闭后系统仍与大气相通 闭式热水供水方式，在配水点关闭后系统与大气隔绝，形成密闭系统同程式系统和异程式系统 同程式系统是指每一个热水循环环路长度相等，对应管段管径相同，所有环路的水头损失相同。

异程式系统是指每一个热水循环环路各不相等，对应管段管径也不相同，所有环路水头损失也不相同下行上给式和上行下给式 水平干管设置在顶层向下供水的方式称上行下给式供水方式； 水平干管设置在底层向上供水的方式称为下行上给式供水方式5.2.2 循环方式,5.2.2.1 全循环、半循环和无循环供水方式 5.2.2.2 自然循环方式和机械循环方式 自然循环方式是利用配水管和回水管内的温度差所形成的压力差进行循环 机械循环方式是在回水干管上设循环水泵强制一定量的水在管网中循环5.2.3 加热和贮热设备的选用,,5.2.3.3加热设备的选择与布置,加热设备的选择 选择集中热水供应系统的加热设备时，应选用热效率高、换热效果好、节能、节省设备用房、安全可靠、构造简单及维护方便的水加热器；要求生活热水侧阻力损失小，有利于整个系统冷、热水压力的平衡 加热设备的布置 加热设备的布置必须满足相关规范及产品样本的要求 水加热设备的上部、热媒进出口管上及贮热水罐上应装设温度计、压力表；热水循环管上应装设控制循环泵开停的温度传感器；压力罐上就设安全阀，其泄水管上不得安装阀门并引到安全的地方5.3 耗热量、热水量、热媒耗量及水加热设备选型计算,5.3.1 热水用水定额、水温和水质 5.3.1.1 热水用水定额 生活用热水定额有两种：一种是根据建筑物的使用性质和内部卫生器具的完善程度、热水供应时间和用水单位数来确定，其水温按60℃计算，见表5.1。

二是根据建筑物使用性质和卫生器具1次和小时热水用水定额来确定，其水温随卫生器具的功用不同，对水温的要求也不同，见表5.2 5.3.1.2 水温 热水使用温度、热水供应温度、冷水计算温度、冷热水比例计算 5.3.1.3 热水水质 符合我国现行的《生活饮用水卫生标准》5.3.2 耗热量、热水量计算,耗热量、热水量和热媒耗量是热水供应系统中选择设备和管网计算的主要依据 5.3.2.1 耗热量计算 全日制供应热水的住宅、别墅、招待所等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量应按下式计算： 定时供应热水的住宅、旅馆、医院等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量应按下式计算：,,,5.3.2.2 热水量计算 设计小时热水量，可按下式计算： 式中 qrh ――设计小时热水量，L/h； Qh――设计小时耗热量，W； tr――热水温度，按表5.2采用； tl――冷水计算温度，℃，按表5.4选用； r――热水密度，kg/L；,,,,5.3.3 热源及热媒耗量计算,5.3.3.1 热源 集中热水供应系统的热源，宜首先利用工业余热、废热、地热和太阳能，当没有条件利用时，宜优先采用能保证全年供热的热力管网作为集中热水供应的热源。

当区域性锅炉房或附近的锅炉房能充分供给蒸汽或高温水时，宜采用蒸汽或高温水作集中热水供应系统的热媒 当上述条件都不具备时，可设燃油、燃气热水机组或电蓄热设备等供给集中热水供应系统的热源或直接供给热水 局部热水供应系统的热源宜采用太阳能及电能、燃气、蒸汽等5.3.3.2 热媒耗量计算,采用蒸汽直接加热时，蒸汽耗量按下式计算： 采用蒸汽间接加热时，蒸汽耗量按下式计算： 采用高温热水间接加热时，高温热水耗量按下式计算：,,,,5.3.4 集中热水供应加热及贮热设备的选用与计算,在集中热水供应系统中，贮热设备有容积式水加热器和加热水箱等，其中快速式水加热器只起加热作用；贮水器只起贮存热水作用加热设备的计算是确定加热设备的加热面积和贮水容积 5.3.4.1 加热设备供热量的计算 容积式水加热器或贮热容积及相应水加热器按下式计算： 半容积式水加热器或贮热容积与其相当的水加热器、热水机组的供热量按设计小时耗热量计算 半即热式、快速式水加热器及其他无贮热容积的水加热设备的供热量按设计秒流量计算5.3.4.2 水加热器加热面积的计算,容积式水加热器、快速式水加热器和加热水箱中加热排管或盘管的传热面积应按下式计算： 容积式水加热器、半容积式水加热器的热媒与被加热水的计算温差△tj采用算术平均温度差，按下式计算： 半即热式水加热器、快速式水加热器热媒与被加热水的温差采用平均对数温度差按下式计算：,,,5.3.4.3 热水贮水器容积的计算,热水器贮水容积在实际工程中，可用经验法确定贮水器的容积，按下式计算： 式中 V——贮水器的贮水容积，Ｌ； T——贮热时间，按表5.13确定，min； Q——热水供应系统设计小时耗热量，W； tr、t1、C同公式（5.4）。

5.3.2.2 锅炉的选择计算 对小型建筑热水系统可直接查产品样本，样本中查出的加热设备发热量值应大于小时供热量，而小时供热量要比设计小时耗热量大10~20%5.4 热水系统的管材及附件,5.4.1 管材和管件 热水供应系统采用的管材和管件，应符合现行产品标准的要求 热水管道的工作压力和工作温度不得大于产品标准标定的允许工作压力和工作温度 热水管道应选用耐腐蚀、安装方便、符合饮用水卫生要求的管材及相应的配件可采用薄壁铜管、不锈钢管、铝塑复合管交联聚乙烯（PE－X）管等 当选用热水塑料管和复合管时，应按允许温度下的工作压力选择，管件宜采用管管道相同的材质，不宜采用对温度变化较敏感的塑料热水管，设备机房内的管道不宜采用塑料热水管5.4.2 附 件,自动温度调节器 热水供应系统中为实现节能节水、安全供水，应在水加热设备的热媒管道上安装自动温度调节装置来控制出水温度 疏水器 疏水器的作用是自动排出管道和设备中的凝结水，同时又阻止蒸汽流失减压阀和安全阀 减压阀是通过启闭件（阀瓣）的节流来调节介质压力的阀门 安全阀设在闭式热水系统和设备中，用于避免超压而造成管网和设备等的破坏自动排气阀 自动排气阀用于排除热水管道系统中热水气化产生的气体。

自然补偿管道和伸缩器 避免管道因承受了超过自身所许可的内应力而导致弯曲甚至破裂或接头松动膨胀管、膨胀水箱 膨胀管的设置高度按下式计算： 膨胀水箱容积按下式计算： 膨胀水箱水面高出系统冷水补给水箱水面的高度按下式计算： 压力膨胀罐 膨胀水罐的总容积按下式计算：,,,,,5.5 热水供应管网水力计算,热水管网水力计算包括第一循环管网和第二循环管网第一循环管网水力计算，需按不同的循环方式计算热媒管道管径、凝结水管径和相应水头损失；第二循环管网计算，需计算设计秒流量、循环流量，确定配水管管径、循环流量、回水管管径和水头损失 确定循环方式，选用热水管网所需的设备和附件，如循环水泵、疏水器、膨胀（罐）水箱等5.5.1第一循环管网的水力计算,热媒为热水时：热媒循环管路中的供、回水管道的管径应根据已经算出的热媒耗量、热媒在供水和回水管中的控制流速，通过查热水管道水力计算表确定，由热媒管道水力计算表查出供水和回水管的单位管长的沿程水头损失，再计算总水头损失 当锅炉与水加热器或贮水器连接时，热媒管网的热水自然循环压力值按下式计算： 热媒为高压蒸汽：以高压蒸汽为热媒时，热媒耗量按式（5.6）、式（5.7）确定。

蒸汽管道可按管道的允许流速和相应的比压降查蒸汽管道管径计算表确定管径和水头损失5.5.2 第二循环管网的水力计算,5.5.2.1 热水配水管网计算 配水管网计算的目的：是根据配水管段的设计秒流量和允许流速值确定管径和水头损失 热水配水管网的设计秒流量可按生活给水（冷水系统）设计秒流量公式计算；卫生器具热水给水额定流量、当量、支管管径和最低工作压力与室内给水系统相同；热水管道的流速按表5.18选用 5.5.2.2 回水管网的水力计算 回水管网水力计算的目的是确定回水管管径 回水管网不配水，回水管管径应经计算确定，宜可参照下表选用5.5.2.3 机械循环管网的计算,机械循环管网水力计算的目的是选择循环水泵，应在先确定最不利循环管路、配水管和循环管的管径的条件下进行 全日供应热水系统热水管网计算方法和步骤： 热水配水管网各管段的热损失可按下式计算： tc和tz可按面积比温降法计算： 全日供应热水系统的总循环流量可按下式计算：,,,,各循环管段的循环流量按下式计算： 校核各管段的终点水温，可按下式进行： 计算循环管网的总水头损失，可按下式计算：,,,,,,选择循环水泵 循环水泵的流量： 式中 Qｂ――循环水泵的流量，L/s； ｑｘ――全日热水供应系统的总循环流量，L/s； 循环水泵的扬程： 式中 Hｂ——循环水泵的杨程，kPa； HP——配水计算管路的沿程和局部水头损失，kPa； Hh——回水计算管路的沿程和局部水头损失，kPa； Hj——半即热式或快速式水加热器的水头损失，kPa 定时热水供应系统机械循环管网计算： 循环泵的出水量可按下式计算： 循环泵的扬程，计算公式同全日供应热水系统。

5.5.2.4自然循环热水管网的计算,上行下给式管网如图5.41ａ所示，压力水头可按下式计算： 下行上给式管网如图5.41ｂ所示，压力水头可按下式计算：,,,5.6 热水管网的敷设、保温与防腐,热水管网的敷设除满足给水管网的敷设外，还应注意由于水温 高带来的体积膨胀、管道伸缩补偿、保温、排气和防腐等问题 5.6.1 热水管网的布置 上行下给式的配水干管的最高点应设排气装置，水平干管可布置在顶层吊顶内或专用技术设备层内 下行上给式布置时。