第九章 热水供应系统

第九章建筑内部热水供应系统§9-1 热水供应系统的分类、组成和供水方式9.1.1 热水供应系统的分类1 局部热水供应系统；2 集中热水供应系统；3 区域性热水供应系统9.1.2 热水供应系统的组成热水供应系统由下列部分组成，见图。

1热媒系统（第一循环系统）发热设备——→加热设备（热源水加热器热媒循环管）2 热水系统（第二循环系统）加热设备——→用水设备3.附件（1）温度自动调节器（2）减压阀（3）膨胀管和膨胀水箱（4）自动排气阀（5）伸缩补偿器9.1.3 热水供水方式1 按加热方式直接加热——热媒与冷水直接混合；间接加热——传热面传递能量。

2 按循环与否全循环——配水干管、立管均设回水管道，保证任意点水温；（见教材图P179T7.8）半循环——只在干管设回水管道，保证干管水温。

（见教材图144t7.9）3 按循环动力自然循环——利用热网中配、回管网中的温度差形成自然循环作用水头，使管网维护一定的循环流量，以补偿热损失，保证一定的供水水温；机械循环——利用水泵强制水在热水管网内循环，造成一定的循环流量。

4 按热水循环系统个循环环路的长度分同程式热水供应系统异程式热水供应系统5 按供应时间长短全日制供应方式定时供应方式6 按系统是否敞开开式热水系统——配水点关闭，系统仍与大气相通（见教材图P142-T8-2）闭式热水系统——配水点关闭，系统不与大气相通（见教材图P142-T8-3）§9-2 加热设备和管材9.2.1 热水的加热方式热水锅炉直接加热方式蒸汽直接加热方式间接加热方式9.2.2 加热设备1 小型锅炉热水锅炉属于一次换热设备，可以分为三种类型：燃煤、燃气和燃油。

2 水加热器1）容积式水加热器（二次换热设备）容积式加热器是内部设有热媒导管的热水贮存器，具有加热冷水和贮存热水两种功能。

见图8-10画图8-10组成：①贮水罐：钢板、密闭压力容器。

②盘管：铜、钢热媒：蒸汽、高温水特点：①具有较大的贮存、调节能力；②出水温度稳定；③水头损失小；④传热系数小，热交换效率低；⑤占地面积大，容积利用率低。

适用范围：用水温度要求均匀、需要贮存调节用水量的场所。

2）快速加热器快速加热器就是热媒与被加热水通过较大速度的流动进行快速换热的一种间接加热设备。

类型：按热媒：水——水：以高温水为热媒汽——水：以蒸汽为热媒按导管：单管式、多管式、板式、管壳式、波纹管式、螺旋管式多管式汽水快速加热器见下图：画图讲义10-6单管式汽水快速加热器见图：画图，教材10-7-6特点：①效率高、体积小、安装搬运方便；②无调节能力、水头损失大、在热媒或被加热水的压力不稳定时，出水温度波动大。

3）半容积式水加热器半容积式水加热器是带有适量贮存与调节容积的内藏式容积式水加热器。

国产的半容积式水加热器通常由贮热水罐和内藏式快速换热器组成。

（见下图）画图p148 8-13组成：①贮水罐、②内藏式快速换热器、③内循环泵工作过程：贮水罐与内藏的快速加热器分离，水在快速加热器中迅速被加热，通过配水管进入贮水罐。

当管网用水量<设计流量时，热水一部分落至贮水罐底部与补充水一道经内循环泵升压后再次进入贮水罐。

当管网用水量＝设计流量时，贮水罐内没有循环水，加热水连续送至管网。

循环泵作用：①提高被加热水的流速，以增大传热系数和换热能力。

②克服水头损失。

③形成水的连续内循环，消除冷水区，提高贮罐利用率。

特点：体型小、加热快、换热充分、供热温度稳定、节水节能，但对循环泵要求质量高。

国产的HRV半容积换热器取消了内循环泵，用强制下降管将热水送到罐底部，保持整个罐内热水同温。

见下图：画图8-154）半即热式水加热器半即热式水加热器是带有超前控制，具有少量贮存容积的快速式水加热器。

构造见示意图画图8-16p150。

特点：①具有预测温控装置，出水温度稳定；② 传热系数大，换热速度快；③体积小，占地面极小，水流停留时间短，能有效的防止军团菌滋生；④ 自动除垢。

适用：各种不同负荷需要的机械循环热水供应系统半即热式水加热器对热媒要求必须充足，热媒的供应量应按设计秒流量计算，同时冷水供水压力必须稳定。

5） 热水箱①直接加热水箱：在水箱中安装蒸汽多孔管或蒸汽喷射器。

②间接加热水箱：在水箱中安装排管或盘管。

适用：公共浴室等用水量大而均匀的定时热水供应系统。

二 加热器材1 自动温度调节装置：见图8-18直接温度调节装置：温包——→自动调节阀——→控制热媒量间接温度调节装置：温包——→电触点温度计——→变速开关阀门 2 减压阀利用流体通过阀瓣产生阻力而减压。

型式：波纹管式、活塞式、膜片式等选择：阀口截面面积，按下式计算：f ——孔口截面积，cm 2； G c ——蒸汽流量，Kg/h ；q c ——通过每平方厘米孔口截面的理论流量，Kg/cm 2·h ；φ——流量系数，0.45～0.6。

3 疏水器作用：保证冷凝水及时排放、防止蒸汽漏失安装位置：安装于以蒸汽为热媒、间接加热，第一循环系统凝结水管道上。

型式: 浮筒式、吊桶式、热动力式。

选择计算：ΔP——疏水器前后压差，Pa;ΔP>50Kpa ΔP ＝P 1-P 2c cq G f φ=G ——疏水器排水量 G ＝ ,Kg/h ；A ——排水系数；d ——疏水器排水阀孔径。

4 自动排气阀避免上行下给式管网中热水气化产生的气体，以保证管内热水畅通，在管网的最高处安装自动排气阀。

5 自然补偿管道和伸缩器金属管道受热后伸长，采取补偿设置，避免管道承受巨大的应力，管路挠曲、变形、位移和接头开裂漏水。

钢管热伸长量为：ΔL ＝0.012（t 2r -t 1r ）L式中：ΔL——钢管热伸长量,mm ；t 2r ——管中热水最高温度，℃；t 1r ——管道周围环境温度，℃，一般取t 1r ＝5℃；L ——计算管段长度，m ；0.012——普通钢管的线膨胀系数，mm/m·℃.补偿管道热伸长措施：1 自然补偿：利用管路布置时形成L 、Z 型转向，在转弯前后的直线段上设置固定支架。

一般L 型和Z 型平行伸长臂不宜大于20～25m 。

画图讲义10-25缺点：补偿量小，伸缩时管道产生横向位移，管道承受较大应力 2 伸缩器补偿：套管伸缩器：适用于管径DN≥100mm ，伸长量250～400mm 。

方型伸缩器：安全可靠、不漏水，但占用空间大。

波型伸缩器：安装方便、节省面积、外形美观、耐高温。

6 膨胀管和膨胀罐膨胀管高度计算：式中：h ——膨胀管高出水箱水面地垂直高度，m ；H ——锅炉、水加热器底部至高位水箱水面的高度，m ； ——冷水的密度，Kg/m 3;p d A ∆⋅2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1r l H h ρρl ρ——热水的密度，Kg/m 3。

膨胀管最小管径：膨胀罐：利用密闭膨胀罐的容积，调节热水管网中水受热后的膨胀量。

安装膨胀管不方便的时候，可采用膨胀罐§9－3 热水管道的布置与敷设9.3.1 热水管道的布置方式1.上行下给式①特点Ⅰ 供水压力变化与用水压力相应，使用条件好、节能Ⅱ 省了一根回水立管，省管井，方便管路布置Ⅲ 供水、回水干管不同层增加建筑装饰要求②适用于 顶层有条件敷设干管的建筑2.下行上给式①特点Ⅰ供水压力的变化与用水压力相逆，使用条件较差Ⅱ可利用最高配水龙头放气Ⅲ供回干管集中下部空间、节省顶层空间②适用 顶层无条件敷设干管的建筑9.3.2 热水管道的敷设敷设原则⑴节能首先考虑 工业余热、废热、地热和太阳能。

其次采用能保证全年供热能力的热力管网最后区域性锅炉房或附近的锅炉房⑵ 保证水质⑶ 保证水压①居住类建筑水压要稳定且小于0.35MPa 。

②冷水、热水的分区应一致，为了保证冷热水供水压力平衡，各区的水加热器、贮水器的进水，均应由同区的给水系统供给。

r③单独设置或局部加热集中系统中用水量较大的用户、定时供水或用水时间特殊的用户，宜设置单独的热水管网和局部加热设备。

④开式或稳压当给水管道的水压变化较大且用水点要求水压稳定时，宜采用开式热水供应系统或采取稳压措施。

⑤冷、热水均宜采用上行下给式配水立管自上而下管径由大到小的变化与水压由小到大的变化相应，有利于减少上、下层配水的压差，有利于保证同区最高层的供水压力。

同时，不需专设回水立管，既节省投资，又节约了管井的空间。

⑥进加热器的冷水管上无分支管避免供水的相互干扰，减少供水系统的压力波动。

⑦加热器宜靠近负荷中心应尽量缩短热水供水管路长度.⑷保证水温①集中系统应设循环管道一般建筑,干管和立管设回水管，要求高的建筑设回水支管②宜采用机械循环使用方便舒适，节水，节能，③宜设计成同程式循环系统不用调节，循环效果好、节约用水④淋浴室应有保证出水水温稳定措施，（公共浴室，开式，企业学校浴室单管）⑸.安全运行⑹.经济9.4 水质、水温及热水用水量定额9.4.1 热水水质生活用热水的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)的热水供应系统可不进行水质处理，日用水量≥10m3(按60℃计算)，且原水总硬度>357mg/L时，需要进行水质处理。

9.4.2 热水水温冷水水温以当地最冷月平均水温为依据，可按表7－3计算热水水温按表7－3计算。

9.4.3 用水定额1． 根据建筑物的使用性质和内部卫生器具的完善程度来确定。

2． 根据建筑物的使用性质和内部卫生器具的单位用水量来确定。

9.5 热水量、耗热量、热媒耗量的计算9.5.1 . 设计用水量计算1. 按用水单位数计算：24h hr m q k Q = （9－1） 式中：Q r ——设计小时用水量，L/h ； m ——用水计算单位数，人数或床位数；K h ——热水小时变化系数，全天供应热水系统可按表采用； q r ——热水用水量定额，L/人·d 或L/床·d ，按表确定。

2 .按使用热水的卫生器具数计算∑=b n q K Q h r r 0（9－2） 式中：Q r ——设计小时用水量，L/h ；q h ——卫生器具的热水小时小时用水定额，L/h ；b ——同类卫生器具同时使用百分数；K r ——热水混合系数。

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为：l r l h r t t t t K --=（9－3） 式中：t r ——热水系统供水温度℃；t h ——混合后卫生器具出水温度，℃；t L ——冷水计算温度，℃。

9.5.2 .耗热量计算r l r B Q t t C Q )(-= （9－4） 式中：Q ——设计小时耗热量，kJ/h ；Q r ——设计小时热水量，L/h ；C B ——水的比热，kJ/Kg·℃；t r ——热水温度，℃；t L ——冷水计算温度，℃。