7室内热水供应

•2.6.1热水供应系统形式•2.6.2热水加热的方式•2.6.3热水供应系统管道布置•2.6.4加热设备2.6室内热水供应•建筑内部的热水供应系统按热水供水范围的大小，可分为局部热水供应系统、集中热水供应系统和区域热水供应系统。各种系统的选用主要根据建筑物所在地区热力系统完善程度和建筑物使用性质、使用热水点的数量、水量和水温等因素确定。•1.集中热水供应系统•该系统是在专用锅炉房、热交换站或加热间将水集中加热，通过热水管网输送至整幢或几幢建筑的热水供应系统，供水范围大，热水集中制备，用管道输送到各配水点，如图2.48所示。2.6.1热水供应系统形式图2.48集中热水供应系统1.锅炉；2.热媒上升管(蒸汽管)；3.热媒下降管(凝结水管)；4.水加热器；5.给水泵(凝结水泵)；6.给水管；7.给水箱(凝结水箱)；8.配水干管；9.配水立管；10.配水支管；11.配水龙头；12.回水立管；13.回水干管；14.透气管；15.冷水箱；16.循环水泵；17.浮球阀•集中热水供应系统适用于使用要求高、热水量较大，用水点多且分布比较集中的建筑，如较高级居住建筑、旅馆、公共浴室、医院、疗养院、体育馆、游泳池、大型饭店等公共建筑，布置较集中的工业企业建筑等。•热源在条件允许时应首先利用工业余热、废热、地热和太阳能，若无上述可利用热源时，则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，选用以上热源建筑内可不设专用锅炉房，既可节约能源，又可减少环境污染。•2.区域热水供应系统•该系统中，水在区域性锅炉房或热交换站集中加热，通过市政热水管网输送至整个建筑群、城市街道或整个工业企业的热水供应系统，如图2.49所示。图2.49区域热水供应系统1.热水锅炉；2.循环水泵；3.补给水泵；4.压力调节阀；5.除污器；6.补充水处理装置；7.供暖散热器；8.生活热水加热器；9.生活用热水•3.局部热水供应系统•采用各种小型加热器在用水场所就地加热，供局部范围内的一个或几个用水点使用的热水系统称局部热水供应系统。如采用小型燃气加热器、蒸汽加热器、电加热器、炉灶、太阳能加热器等，将冷水加热供给单个厨房、浴室、生活间等用水，如图2.50所示。•局部热水供应系统供水范围小，热水分散制备。一般靠近用水点设置小型加热设备供一个或几个配水点使用，热水管路短，热损失小。适用于热水用水量较小且较分散的建筑，如一般单元式居住建筑、医院、诊所等公共建筑和布置较分散的车间、卫生间等工业建筑。其热源宜采用蒸汽、煤气、炉灶余热或太阳能等。图2.50局部热水供应方式(a)炉灶加热；(b)小型单管快速加热；(c)汽-水直接混合加热；(d)管式太阳能热水装置；(e)管式加热器在屋顶；(f)管式加热器充当窗户遮篷；(g)管式加热器在地面上；(h)管式加热器在单层屋顶上•1.直接加热•直接加热也称一次换热，是利用以燃气、燃油、燃煤为燃料的热水锅炉，把冷水直接加热到所需要的温度，或是将蒸汽直接通入冷水混合制备热水。热水锅炉直接加热具有热效率高、节能的特点；蒸汽直接加热方式具有设备简单、热效率高、无需冷凝水管的优点，但噪声大，对蒸汽质量要求高，由于冷凝水不能回收致使锅炉供水量大，且需对大量的补充水进行水质处理，故运行费用高。该方式仅适用于具有合格的蒸汽热媒、且对噪声无严格要求的公共浴室、洗衣房、工矿企业等用户。2.6.2热水加热的方式•2.间接加热•间接加热也称二次换热，是将热媒通过水加热器把热量传递给冷水达到加热冷水的目的，在加热过程中热媒与被加热水不直接接触。该方式的优点是回收的冷凝水可重复利用，只需对少量补充水进行软化处理，运行费用低，一加热时不产生噪声，蒸汽不会对热水产生污染，供水安全稳定。其适用于要求供水稳定、安全，噪声要求低的旅馆、住宅、医院、办公楼等建筑。•热水管道的布置原则是在满足使用、便于维修管理的情况下管线最短。•热水干管可以敷设在室内地沟、地下室顶部、建筑物最高层或专用设备技术层内。一般建筑物的热水管线为明装，只有在卫生设备标准要求高的建筑物及高层建筑热水管道才暗装。暗装管线放置在预留沟槽、管道竖井内。明装管道尽可能布置在卫生间或非居住房间，一般与冷水管平行。热水水平和垂直管道当不能靠自然补偿达到补偿效果时应通过计算设置补偿器。热水上行下给配水管网最高点应设置排气装置，下行上给立管上配水阀可代替排气装置。•所有热水供应管网应在最低点都设有泄水管接于泄水池上部。泄水管上应设阀门、丝堵。泄水管直径一般采用DN25～50。所有热水配、回水横管应有不小于0.003°坡度，坡向便于排气和泄水方向。配水立管与配、回水干管的连接均应如图2.51所示。2.6.3热水供应系统管道布置图2.51热水立管与水平干管的连接方式1.吊顶；2.地板或沟盖板；3.配水横管；4.回水管•热水管穿过基础、墙壁和楼板时均应设置套管，套管直径应大于穿越管道直径1～2号，穿楼板用的套管要高出地面50～100mm，套管和管道之间用柔性材料填满，以防楼板集水时由楼板孔流到下一层。穿基础的套管应密封，防止地下水渗入室内。•热水系统应在配、回水总干管处、立管上，多于五个配水支管的管段上装设阀门，使局部管段检修时不致中断大部分管路配水。•为了满足运行调节和检修的要求，应在热水交换器、锅炉、循环水泵自动温度调节器和疏水器等设备的进出口的管道上装设阀门以便检修或调节流量用。•为了减少散热，热水系统的配水干管道、机械循环回水干管、有冻结可能的自然循环回水管、水加热器、贮水罐等应保温。保温材料应选取导热系数小、耐热性高和价格低的材料。保温做法有湿抹式、预制式、填充式、包扎式和浇灌式等。常用的保温材料有石棉硅藻土、碳酸镁石棉灰等。•1.一次换热设备•(1)燃煤热水锅炉•该种设备多数为供暧系统制造，中小型热水锅炉也可用于热水供应系统。其中快装卧式内燃炉具有总效率高、体积小、安装简单等优点。•(2)燃油(燃气)中央热水机组•具有的燃烧器工作全部自动化、烟气导向合理、燃烧完全、烟气和被加热水的流程使传热充分、热效率高达90%以上、供水系统简单、管理方便等优点，如图2.52所示。2.6.4加热设备图2.52燃油(燃气)锅炉构造示意图1.安全阀；2.热媒出口；3.油(煤气)燃烧器；4.一级加热管；5.二级加热管；6.三级加热管；7.泄空阀；8.回水(或冷水)入口；9.导流器；10.风机；11.风挡；12.烟道•(3)燃气加热器•快速式(直流式)燃气加热器一般安装在用水点就地加热，可随时点燃燃气，立即取得热水，供一个或少数几个配水点用水。其常用于厨房、浴室、医院手术室等局部热水供应系统。其主要由燃烧器、燃烧室、加热盘管、传热片、安全控制装置、外壳和排烟罩等组成。•容积式燃气加热器具有一定的贮水容积，可供几个配水点或整个管网用水，在使用前需要预先加热，其单位时间内的燃气耗量和烟气量较小，可用于住宅、公共建筑和工业企业的局部或集中热水供应系统。其主要由燃烧器、燃烧室、小火装置、安全控制装置、温度调节器、温度计、压力表、防风排烟罩、贮水箱、烟管和折流板等组成。•(4)汽水混合加热器•属于汽、水直接混合加热的设备。因不回收冷凝水，故要求水蒸气中不能含有或混入危害人体健康的杂质，其外形似热水系统的高位热水箱。•(5)太阳能热水器•与其他加热设备相比，有结构简单、维护方便、安全、节省燃料、运行费用低，不存在环境污染问题等优点，但一次性投资高，受天气、季节、地理位置的影响不能稳定连续运行，在燃料价格较高的地区，并具备一定条件时尚可应用。•(6)电加热器•快速式电加热器无贮水容积或贮水容积很小，不需在使用前预先加热，水通过电加热器即可被加热到使用温度，所以可随时获得一定温度的热水。其使用方便、热损失小、容易调节出水温度、体积小、安装方便，但消耗电功率较大。•容积式电加热器具备一定的贮水容积，需在使用前预先加热，当贮备水达到一定温度后才能开始使用。由于贮备不定的水量，设备体积较大，同时水在设备内停留时间较长、贮水温度较高，所以热损失较大，占地较多，但要求功率较小。•2.二次换热设备•(1)容积式水加热器•是内部设有热媒导管的承压并贮存一定热水的间接加热设备，具有加热冷水和贮备热水双重功能，热媒为蒸气或热水，见图2.53。卧式容积式水加热器容积0.5～1.5m3，换热面积0.86～50.82m2；立式容积式水加热器容积0.53～4.28m3，换热面积1.42～6.46m2。图2.53容积式水加热器(卧式)•容积式水加热器具有容量大、阻力小、供水安全、出水水温稳定等优点，但也存在传热效果差、容积利用率低、占地面积大、热效率低、回水温度高、热媒热量利用不充分等缺点。•(2)快速式水加热器•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。根据热媒不同，可分为汽-水和水-水两种类型。根据加热导管构造不同，又可分为单管式、多管式、板式、管壳式、波纹板式、螺旋板式等多种形式。•快速式水加热器具有效率高、体积小、安装搬运方便的优点，缺点是不能贮存热水，水头损失大，在热媒或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。•(3)半容积式水加热器•是由英国引进的带有适量贮存与调节容积的设备。由贮热水罐、内藏式快速换热器和内循环泵3个主要部分组成，如图2.54所示。图2.54半容积式水加热器构造示意图•贮热水罐与快速换热器隔离，被加热水在快速换热器内迅速加热后，通过热水配水管进入贮热水罐，当管网中热水用水低于设计用水量时，热水的一部分落到贮罐底部，与补充水(冷水)一道经内循环泵升压后再次进入快速换热器加热，当管网中热水用量达到设计用水量时，贮罐内没有循环水。•内循环泵的作用为：提高被加热水的流速，以增大传热系数和换热能力；克服被加热水流经换热器时的阻力损失；形成被加热水的连续循环，消除冷水区或温水区使贮罐容积的利用率达到100%。内循环泵的流量根据不同型号的加热器而定，扬程在20～60kPa之间。•半容积式水加热器具有体型小、加热快、换热充分、供水温度稳定、节水节能的优点，但由于内循环泵不间断地运行，需要有极高的质量保证。•(4)半即热式水加热器•是带有超前控制系统，具有少量贮存容积，但能快速补充热量的加热器，如图2.55所示。•热媒经控制阀和底部入口通过立管进入各并联盘管，冷凝水入立管后由底部流出，冷水从底部经孔板入罐，同时有少量冷水进入分流管。入罐冷水经转向器均匀进入罐底并向上流过盘管得到加热，热水由上出口流出。部分热水在顶部进入感温管开口端，冷水以与热水用水量成比例的流量由分流管同时入感温管，感温元件读出瞬间感温管内的冷、热水平均温度，即向控制阀发出信号，按需要调节控制阀，以保持所需的热水输出温度。只要一有热水需求，热水出口处的水温仍未下降，感温元件就能发出信号开启控制阀，具有预测性。•加热盘管内的热媒由于不断改向，加热时盘管颤动，形成局部紊流区，属于“紊流加热”，故传热系数大、换热速度快，又具有预测温控装置，其热水出水温度一般能控制在±2.2℃内，所以其热水贮存容量小，同时由于盘管内外温差的作用，盘管不断收缩、膨胀，可使传热面上的水垢自动脱落，适用于各种不同负荷需求的机械循环热水供•应系统。但在使用时应具备两个条件：必须保证充足的热源；必须装有预测管结构的可靠的温度控制阀。图2.55半即热式水加热器构造示意图