第7章建筑内部热水供应系统.

第7章7.1热水供应系统的分类、组成和供水方式7.1.1建筑热水供应系统的分类7.1.2建筑热水供应系统的组成7.1.3热水供水方式7.2热水供应系统的加热设备和器材7.2.1水处理设备7.2.2发热设备7.2.3换热设备7.2.4贮热设备7.2.5热水供应系统热源的选择7.2.6加热设备的选择7.2.7热水供应系统的器材7.3热水管道的布置与敷设7.3.1热水管道的布置与敷设7.3.2热水供应系统的保温7.4高层建筑热水供应系统7.4.1技术要求7.4.2技术措施7.4.3供水方式7.4.4管网布置与敷设7.1.1建筑热水供应系统的分类(1)局部热水供应系统局部热水供应系统是指供给单个或数个配水点所需热水的供应系统。(2)集中热水供应系统集中热水供应系统是指供给一幢(不含单幢别墅)或数幢建筑物所需热水的系统。7.1.2建筑热水供应系统的组成1.热媒部分(第一循环系统)2.热水供应部分(第二循环系统)3.附件图7-1集中式热水供应系统图1—蒸汽锅炉2—换热器3—配水干管4—配水立管5—回水立管6—回水干管7—回水泵8—凝水箱9—凝水泵10—给水箱11—透气管12—蒸汽管13—凝水管14—疏水阀图7-2热媒系统图a)蒸汽热媒部分b)热水热媒部分1—蒸汽锅炉2—蒸汽管道3—换热器4—冷凝水管道5—疏水器6—凝水箱7—水泵8—冷水9—热水锅炉10—输热水管道7.1.3热水供水方式1.按管网工作压力工况的特点分类2.按热水加热方式分类3.按热水供应系统管路有无循环(回水)管的布置分类4.按热水供应系统有无分区分类5.按热媒的种类分类6.按加热设备的设置位置分类7.按热水配水管网水平干管的位置分类1.按管网工作压力工况的特点分类(1)开式热水供水方式即在所有配水点关闭后，系统内的水仍与大气相通。(2)闭式热水供水方式即在所有配水点关闭后，系统内的水与大气隔绝。2.按热水加热方式分类(1)直接加热的热水供应系统直接加热也称一次换热，把热媒(蒸汽或高温水)直接与冷水混合而成热水再输配至热水供应管道系统。(2)间接加热的热水供应系统间接加热也称二次换热，把热媒(蒸汽或高温水)的热量通过金属传热面传递给冷水，使冷水间接受热而变成热水。图7-3开式热水供水方式图7-4闭式热水供水方式图7-5蒸汽或高温水多孔管直接加热图7-6蒸汽或高温水外水射器直接加热图7-7蒸汽或高温水内水射器直接加热图7-8间接加热装置(1)无循环式热水供应系统无循环热水供水方式是指在热水管网中不设任何循环管道。(2)循环式热水供应系统循环式热水供应系统是指在热水管网中部分热水仍能通过回水管(在热水循环管系中仅通过循环流量的管段)返回发热器(或换热器)重新加热再流回热水供应管道内，起到补充加热的作用。图7-9循环方式a)全循环b)立管循环c)干管循环d)无循环图7-10全循环式热水供应系统a)下供下回全循环式b)上供上回全循环式图7-11半循环式热水供应系统a)下供下回半循环式b)上供上回半循环式图7-12同程式和异程式循环a)同程式b)异程式4.按热水供应系统有无分区分类1)无分区的热水供应系统，即只有一套热水供应系统，如图7-13所示。2)分区的热水供应系统，指在同一建筑内按建筑分区设有≥2套的热水供应系统，如图7-14所示。5.按热媒的种类分类1)蒸汽热媒的热水供应系统，即发热设备为蒸汽锅炉，由蒸汽锅炉提供蒸汽，再进行汽—水换热，使冷水变成热水后进入热水供应系统。2)高温水热媒的热水供应系统，即发热设备为热水锅炉，由热水锅炉直接提供热水，或热水锅炉产生的高温水进行水—水换热使冷水变成热水后进入热水供应系统。图7-13无分区热水供应系统图7-14分区热水供应系统6.按加热设备的设置位置分类(1)集中式各区热水配水循环管网自成系统，加热设备、循环水泵集中设在底层或地下设备层，各区加热设备的冷水分别来自各区冷水水源，如冷水箱等，如图7-15所示。(2)分散式各区热水配水循环管网也自成系统，但各区的加热设备和循环水泵分散设置在各区的设备层中，如图7-16所示。图7-15加热设备集中设置的分区图7-16加热设备分散设置的分区7.2.2发热设备1.锅炉2.燃气热水器3.电热水器4.太阳能热水器图7-17快速式燃气热水器图7-18容积式燃气热水器图7-19容积式电热水器图7-20装配式太阳能热水器图7-21自然循环太阳能热水器图7-22直接加热机械循环太阳能热水器图7-23间接加热机械循环太阳能热水器7.2.3换热设备1.容积式水加热器2.快速式水加热器3.半容积式水加热器4.半即热式水加热器5.加热水箱图7-24卧式容积式水加热器构造示意图图7-25传统立式U形管式容积式加热器图7-26带导流装置的容积式加热器图7-27多管式汽—水快速式水加热器1—冷水2—热水3—蒸汽4—冷凝水图7-28单管式汽—水快速式水加热器a)并联b)串联1—冷水2—热水3—蒸汽4—冷凝水图7-29固定管板式换热器1—挡板2—补偿圈3—放气阀图7-30U形管换热器1—U形管2—壳程隔板3—管程隔板图7-31浮头式换热器1—管程隔板2—壳程隔板3—浮头图7-32螺旋板式换热器图7-33平板式换热器1—固定压板2—板片3—垫片4—活动压板图7-34板翅式换热器1、3—封头2、5—平隔板3—翘片图7-35半容积式水加热器构造示意图图7-36高峰用水时工作状态图7-37HRV型高效半容积式水加热器工作系统图图7-38半即热式水加热器构造示意图7.2.5热水供应系统热源的选择1.集中热水供应系统的热源选择2.局部热水供应系统的热源选择1.集中热水供应系统的热源选择1)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。2)当没有条件利用工业余热、废热、地热或太阳能等热源时，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。3)当热力网和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。4)当上述条件不存在时，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。2.局部热水供应系统的热源选择1)加热设备应防腐，其构造应便于清理水垢和杂物。2)应采取措施防止热媒管道渗漏而污染水质。3)应采取措施消除废气压力波动和除油。1)蒸汽中不含油质及有害物质。2)加热时应采用消声混合器，所产生的噪声应符合现行的《城市区域环境噪声标准》的要求。3)当不回收凝结水经技术经济比较合理时。4)应采取防止热水倒流至蒸汽管道的措施。7.2.6加热设备的选择(1)选用局部热水供应设备时，应符合下列要求：(2)集中热水供应系统的水加热设备应根据使用特点、耗热量、热源、维护管理及卫生防菌等因素选择，并应符合下列要求：(3)医院热水供应系统的锅炉或水加热器不得少于两台，其他建筑的热水供应系统的水加热设备不宜少于两台，一台检修时，其余各台的总供热能力不得小于设计小时耗热量的50%。1)选用设备应综合考虑热源条件、建筑物性质、安装位置、安全要求及设备性能特点等因素。2)需同时供给多个卫生器具或设备热水时，宜选用带贮热容积的加热设备。3)当地太阳能资源充足时，宜选用太阳能热水器或太阳能辅以电加热的热水器。4)热水器不应安装在易燃物堆放或对燃气管、表或电气设备产生影响及有腐蚀性气体和灰尘多的地方。5)燃气热水器、电热水器必须带有保证使用安全的装置。1)热效率高，换热效果好、节能、节省设备用房。2)生活热水阻力损失小，有利于整个系统冷、热水压力的平衡。3)安全可靠、构造简单、操作维修方便。4)具体选择水加热设备时，应遵循下列原则：7.2.7热水供应系统的器材1.热水供应系统的管材和管件2.热水供应系统的附件5.热补偿装置1.热水供应系统的管材和管件1)管道的工作压力应按相应温度下的许用工作压力选择。2)设备机房内的管道不应采用塑料热水管。2.热水供应系统的附件(1)自动温度调节装置当水加热器的出水温度需要控制时，可采用直接式自动温度调节器或间接式自动温度调节装置控制进入换热器内的热媒量达到控制供应热水的水温的目的。(2)疏水器为保证蒸汽凝结水及时排放，同时又防止蒸汽流失，用蒸汽作热媒间接加热的水加热器、开水器的凝结水回水管上应每台设备设疏水器，当水加热器的换热能确保凝结水回水温度小于等于80℃时，可不装疏水器。(3)减压阀汽-水换热器的蒸汽压力一般小于0.5MPa，若蒸汽供应压力大于换热器所需压力，必须用减压阀把蒸汽压力降到水加热器的压力，才能保证设备使用安全。2.热水供应系统的附件(4)排气装置为排除热水供应系统最高处积存空气或由热水释放出的空气，以保证管内热水流动，防止管道腐蚀，在上行下给式系统的配水干管末端或最高处及向上抬高的管段应设排气装置；在下行上给式系统则可利用最高配水点放气。表7-1水加热器温度控制级别范围水加热设备自动温度控制阀温级范围/℃容积式水加热器、导流型容积式水加热器±5半容积式水加热器±4半即热式水加热器±3图7-39自动温度调节装置构造图1—温包2—感温元件3—调压阀图7-40直接式自动温度调节装置安装示意图1—换热器2—温包3—调压阀4—疏水器装置5—蒸汽6—凝结水7—冷水8—热水9—安全阀接口图7-41间接式自动温度调节装置安装示意图1—换热器2—温包3—调压阀4—疏水器装置5—蒸汽6—凝结水7—冷水8—热水9—安全阀接口图7-42吊桶式疏水器图7-43热动式疏水器表7-2名称附加系数压差Δp≤0．2MPa压差Δp0．2MPa上开口浮筒式疏水器下开口浮筒式疏水器恒温式疏水器浮球式疏水器喷嘴式疏水器热动力式疏水器3．02．03．52．53．03．04．02．54．03．03．24．0图7-44活塞式减压阀图7-45波纹管式减压阀图7-46减压阀理论流量曲线图7-47自动排气阀1—阀体2—直角安装出水口3—水平安装出水口4—阀座5—滑阀6—杠杆7—浮钟8—进水口5.热补偿装置(6)膨胀管、膨胀水罐、安全阀在集中热水供应系统中，冷水被加热后，水的体积膨胀，如果热水系统是密闭的，在卫生器具不用水时，必然会增加系统的压力，有胀裂管道的危险，因此需设膨胀管、膨胀水罐、安全阀。(7)分水器、集水器、分汽缸表7-3不同管材的α值［单位：mm/(m·℃)］管材PPRPEXPBABSUPVCCPVCPAP无缝铝合金衬塑钢管薄壁铜管薄壁不锈钢管α0．16(0．14～0．18)0．15(0．2)0．130．130．070．080．0250．0250．0120．16(0．14～0．18)0．0166图7-48自然补偿管道a)L形b)Z形1—固定位置2—煨弯管图7-49方形补偿器图7-50套管式补偿器图7-51球形补偿器1)膨胀管。2)膨胀水罐。3)安全阀。图7-52膨胀管安装高度计算用图图7-53热水箱与冷水补给水箱布置表7-4膨胀管的最小管径锅炉或水加热器的传热面积/10≥10且15≥15且20≥20膨胀管最小管径/mm25324050图7-54隔膜式膨胀水箱(罐)的构造示意图1—充气嘴2—外壳3—气室4—隔膜5—水室6—接管口7—罐座1)多个热水、蒸汽管道系统或多个较大热水、蒸汽用户均宜设置分水器(集中控制多支路供水的管道附件)、分汽缸(集中控制多支路供汽的管道附件)。2)分水器、分汽缸、集水器宜设置在热交换间、锅炉房等设备用房内，以方便维修、操作。3)分水器等的筒体直径应大于2倍最大接入管直径。7.3.1热水管道的布置与敷设1)集中热水供应系统应设热水循环管道，其设置应符合下列要求：2)设有三个或三个以上卫生间的住宅、别墅，当采用共用水加热设备的局部热水供应系统时，宜设热水回水管及循环泵。3)建筑物内的热水循环管道宜采用同程布置的方式；当采用同程布置困难时，应采取保证干管和立管循环效果的措施。4)居住小区内集中热水供应系统的热水循环管道宜根据建筑物的布置、各单体建筑物内热水循环管道布置的差异等，采取分设小循环泵、温控阀、限流阀、导流三通等措施保证循环效果。5)设有集中热水供应系统的建筑物中，用水量较大的浴室、洗衣房、厨房等，宜设单独的