热水机产品设计.ppt

0 热水机产品设计 1 目录 美的热水机产品分类设计前准备工作高温直热循环热水机系统设计中温循环热水机系统设计地板采暖热水机系统设计 中央热水产品 睿泉 整体式 热水机 地板采暖热水机 商用热水机 家用热水机 高温直热循环热水机 中温循环热水机 温斯蒂 单元式 热水机 美的热水机产品分类 设计前准备工作 一 了解建筑用水类型 以便于选择合适的机组1 酒店 宾馆 学校宿舍楼 医院 桑拿等场所 选择高温直热循环式热水机组 2 游泳池 水上游乐园等场所 选择中温循环式热水机组 3 住宅 别墅等场所 选择家用热水机组 需供热可考虑选择地板采暖热水机组 二 熟悉设计依据及规范1 建筑给水排水设计规范 GB50015 2003 2 游泳池和水上游乐池给排水设计规程 CECS14 2002 3 给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268 98 4 其它地方性法规 规定以及业主的需求 高温直热热水机系统设计 高温直热循环热水机系统设计 高温直热系统的组成 热水机含热水机组 保温水箱 水泵等组成 高温直热系统的组成 热水机 电辅热含热水机组 电辅热 保温水箱 水泵等组成 高温直热系统的组成 热水机 太阳能 电辅热含太阳能板 热水机组 电辅热 保温水箱 水泵等组成 高温直热循环热水机系统设计 一 高温直热热水机系统设计流程1 确定日用水总量2 确定机组型号及数量3 校核是否满足需求4 确定其它辅助设备 水箱 电辅热 太阳能等 5 确定水管管路系统及水泵等二 以实际工程案例 四川广元凤台宾馆 1 建筑概况 该宾馆共四层 设有双人标间56间 单人标间12间 商务大套房1间 其它辅助功能间11间 共150个床位 2 广元市年室外平均温度为16 1 冬季最冷月的室外平均温度为5 5 极端最低温度为 8 2 极端温度平均值为 5 高温直热循环热水机系统设计 3 确定热水出水温度及进水水温应以当地最冷水平均水温为参考确定 无水温资料可查附表 经确定 出水温度设计为55 进水温度为7 水温温升48 4 确定宾馆日用水量 根据 建筑给水排水设计规范 热水定额表 查得宾馆每床每日最大热水定额为120 180L 此次选取140L 则每日最大热水用水定额为Q 150 140 21000L d 即本项目所需最大热水量为每日21t 5 确定机组所需提供热量根据公式q cm t确定c 水的比热 一般取4 2kJ kg m 水的质量 kg t 水的温度变化 高温直热循环热水机系统设计 即该建筑每天需求最大的供热量为q 4 2 21 1000 48 4233600kJ 4 2336 106kJ6 选择机组型号及台数机组每天的运行时间一般选择为10 14h之间 设计一般选取12h则每小时所需最大产水量为21 12 1 75t h每小时所需机组最大热量为4233600 12 3600 98kW 高温直热循环热水机系统设计 根据上表 初选1台RSJ 770 S 820 C和1台RSJ 300 S 820 C6 设备选型校核查产品能力曲线图 最冷月室外平均温度5 5 进水温度7 情况下 RSJ 770 S 820 C的制热量和产水量分别为63kW和1 3t hRSJ 300 S 820 C的制热量和产水量分别为21kW和0 45t h备注 产品设计在平均标准工况下每天工作不超过14h 在最不利工况下每天工作不得超过18h 最冷月机组每天工作时间为t 21 1 3 0 45 12h 18h满足产品设计要求 当t 18h时 必须重新选择设备再经校核 知道满足要求为止 高温直热循环热水机系统设计 三 保温水箱容积的选择确定 全日制水箱 1 经验计算法 Q Q高峰 h Q机组Q高峰 h Kh Q总 24则Q 4 6 84 4233600 24 4 63 21 3600 3616704kJ换算成水量即为m 3616704 4 2 48 17 9t即所需水箱容量为18t Q高峰 最高峰时每小时所需热量Q机组 机组实际每小时提供热量h 最高峰用水时间 一般3 4hKh 热水高峰变化系数 高温直热循环热水机系统设计 2 简易估算法 备注 在对计算不作特殊要求时 可直接按照系统每天所需最大水量的80 来做估算 以本案例为例 水箱容量估算为 21 0 8 16 8t与计算所得误差为 17 9 16 8 17 9 6 15 高温直热循环热水机系统设计 3 非全日制水箱计算方法法 Q Q总 h Q机组Q总 系统每天所需供热量Q机组 机组实际每小时提供热量h 系统运行时间 根据实际情况确定 一般工厂员工宿舍 学校宿舍属于非全日制供水用水时间集中 一般集中在18 00 23 00 即h取5左右 高温直热循环热水机系统设计 四 电辅热的选择根据当地气象参数中最冷月平均温度 最热月平均温度将全国划分为四个区域 如下表所示 由于夏热冬冷地区以及夏凉冬冷地区冬季气温较低 热水机在此温度下运行效率低下 可考虑一部分热量直接由电辅热供给 电辅热运行的启动由室外环境温度确定 一般设置在5 高温直热循环热水机系统设计 广元市最冷月平均温度为5 5 需考虑电辅热 最低日平均温度为 2 8 查产品能力曲线表 RSJ 770 S 820 C的产水量为0 95t h RSJ 300 S 820 C的产水量为0 3t h 系统每小时所需水量为1 75t h 则电辅热每小时所需提供产水量为1 75 0 95 0 3 0 5t h根据Q cm t 4 2 0 5 1000 48 100800kJ则电辅热的功率P 100800 3600 28kW同时考虑电辅热直接制备热水的功率因素0 8 选择35kW的电辅热 根据经验值 电辅热的选择长江以南冬冷地区 电辅热可选为主机额定制热量的30 黄河以南 长江以北冬冷地区可选择主机制热量的50 70 黄河以北寒冷地区基本按照100 主机制热量来选择 高温直热循环热水机系统设计 五 水泵的选择1 冷水增压泵的选择由于市政管网自来水供水压力一般为0 25MPa 满足主机所需进水压力 0 2 0 4MPa 的需求 当低于0 2MPa时 须增设冷水增压泵 冷水增压泵的扬程及水量由下表计算确定 该项目主机进水口处水压大于0 2MPa 未设冷水增压水泵 高温直热循环热水机系统设计 2 热泵循环水泵的选择热泵循环水泵安装在主机与保温水箱之间 其扬程与水量按下表计算 该项目中 主机与水箱均安装在屋顶 循环水泵流量12 5 5 17 5选择扬程为15m 流量为20m h的水泵2台 一备一用 高温直热循环热水机系统设计 3 热水循环水泵的选择热水循环水泵主要用来客服系统管路最不利环路的沿程阻力和局部阻力详细计算方法在此不做赘述 每100m水管管路的沿程阻力约为5mH2O 即0 05MPa局部阻力在热水管网中均为末端阀门阻力 管网中阀门数量不太多的中小型系统 可按照5mH2O估算 阀门较多时可按照10mH2O估算 H 1 1 1 2 5 0 05L Z Z 管网最高点与最低点之间的落差L 最不利管网环路长度流量Q 1 3 Q高峰 高温直热循环热水机系统设计 本方案中水箱位于最高端 供水依靠水自身的重力提供 热水循环水泵设于系统回水管上 称为回水循环水泵 当水箱位于系统低点时 热水循环水泵则设置在供水管上 依靠水的重力自然回水 水泵流量Q 1 3 Q高峰 1 3 24 31 2m h水泵扬程H 1 2 5 0 05 300 10 36mH2O选择流量为32m h 扬程为40m的回水循环水泵2台 一备一用 高温直热循环热水机系统设计 六 水管管径的设计 参考 建筑给水排水设计规范 水管管径的流速范围如下 水管干管流速 1 2 2 5m s水管支管流速 0 8 1 2m s由于管路中输送的是热水 流速越大 其扰动越大 与管道之间的换热面积越大 热量损失也就越大 同时考虑减少管路的阻力损失 所以建议流速不宜过大 一般干管取2 0m s即可 但为考虑节约管材 在主管管径较大时 DN200以上 可适当放大流速限制 中温循环热水机系统设计 中温循环热水机系统设计 中温循环热水系统的组成 钛合金换热器热水机组 中温循环热水系统的组成 板式及管壳式换热器热水机组 中温循环热水系统设计 一 中温循环热水系统设计流程1 确定池水日常热损失量Qa和池水初次加热所需的热量Qb2 根据Qa和Qb的大者 确定机组型号及数量3 确定其它辅助设备 水箱 电辅热等 4 确定水管管路系统及水泵等二 以实际工程案例 东莞某室外游泳池 1 泳池容积 长 宽 深 30 12 5 1 4 525m 2 确定泳池设计水温 根据 游泳池和水上游乐池给水排水设计规程 本方案选择设计池水温度为28 3 确定气候条件及室外自然水温经查 最冷月平均温度为13 7 室外自然水温为10 中温循环热水系统的组成 4 确定池水日常热损耗量Qs池水日常热损耗量由池面水蒸发损失热量Q1 池壁 池底传导热量损失Q2 管道和水处理设备传导热量损失Q3 补充水量加热量Q4组成 Q1 1 A Pb Pq 0 0174vf 0 0229 760 B Q1 泳池水表面蒸发损失的热量 kJ h 压力换算系数 取133 32Pa 与水池水温相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热 kJ h vf 池水面上的风速 室内泳池取0 2 0 5m s 露天取2 3m sA 泳池表面面积 经计算Q1 352kJ h 中温循环热水系统的组成 池壁 池底传导热量损失Q2 管道和水处理设备传导热量损失Q3应按照池水日常热损耗量由池面水蒸发损失热量Q1的20 来计算 即Q2 Q3 0 2Q1 0 2 352 70 4kJ h Q4 cM ts tb Tts 池水温度 即设计水温tb 池水补水温度 即室外自然水温M 补水质量 根据每日补水容积来确定T 每天加热时间 利用补水水箱或平衡水池 取24h 其它根据具体情况来确定 经计算Q4 45 8kJ h 则Qs 352 70 4 45 8 468 2kJ h 中温循环热水系统的组成 5 确定池水初次加热所需的热量QbQb cM ta tf ThM 游泳池总水量 kg ta tf Th表示池水加热温升速度 T h 温升时间24h以内取0 5 温升时间48h以内取0 25 温升时间72h以内 取0 2 根据规范 一般泳池及游乐池初次加热时间宜采用24 48h 固取0 25 经计算Qb 551 3kW Qs 在实际工程中 初次加热量大于日常热损耗量 所以一般只需计算初次加热量来确定热水机型号和数量 RSJ 2400 MS 820 B制热能力为195kW 故选择3台 中温循环热水系统的组成 6 确定循环水泵 补水水箱 循环水泵的水流量Qc V Tp 管道及过滤净化设备的水容积附加系数 取1 05 1 1V 泳池的容积 m Tp 循环周期本案例中选择6h 经计算Qc 1 1 525 6 96 25m h 取100m h循环水泵主要克服循环水管路最不利环路水阻力 机组水侧换热器阻力以及机组与游泳回水口之间的路差阻力等本案例中主机与游泳在同一高度 水泵扬程经计算为20mH2O故选择两台流量为100m h 扬程为20mH2O的循环水泵 一备一用 中温循环热水系统的组成 补水水箱的容量当游泳设计有自平衡水池时 则不需要另行设计补水水泵 当未设计平衡水池时 则需设计补水水箱 每日补水量Q V m 表示每日补水容积 本案例取10 15 即补水水箱的容积V 15 525 24 1 9m h 取2m h 备注 补水水箱最小容积不得小于2m h 一般情况下 泳池位于地表面 市政管网水压供给补水水箱已足够 不需要另行设计补水水泵 地板采暖热水机系统设计 地板采暖热水机系统设计 地板采暖热水机系统示意图 地板采暖热水系统设计 一 地板采暖热水系统设计流程1 供暖系统热负荷计算 忽略不讲 2 管长 间距确定3 选主机 水箱 分水器 集水器等4 管路水力计算确定水泵二 以某建筑为例 水管布置图如下 该建筑共3间卧室 1间起居室 餐厅以及厨房需要供暖 设计供回水温差为10 选择DN20管径的聚乙烯管 PE X 地板采暖热水机系统设计 地板采暖热水机系统设计 热水机管网布管原则 加热管网间距宜为100 300mm 其中沿围护结构外墙间距为120 150mm 中间地带为300mm 所有房间水管布置均采用回字形 地板采暖热水机系统设计 由于建筑外围围护结构散热会引起室内温度不均匀 故靠近外围围护结构的区域或不采暖的地方管道应比中心地带加密 一般指内侧1m左右范围 150mm 300mm 1m 所有本案例中卧室西方及北方靠建筑外围处水管管间距设计为150mm 中心地带设计为300mm 地板采暖热水机系统设计 加热管道地表温度校核 地面温度 Tep tn 9 82 q 100 0 969 例如 卧室室内采暖设计温度为18 单位面积热负荷为120W Tep 18 9 82 120 100 0 969 29 6 满足要求 地板采暖热水机系统设计 主机的选择 根据房间所需提供热量 确定热水机的型号 Q总 1 44 3 2 88 2 04 9 24kW考虑同时使用系数 90 95 及安全系数 15 则机组所需提供的热量Q 9 24 0 95 1 15 10 1kW选择RSJ 120 G热水机1台 其额定制热量为12kW 需校正设备在当地气温下的制热量 调整设备出水温度为50 回水温度控制在40 地板采暖设计要求供水温度宜为35 50 民用 最大供水温度不得超过60 供回水温差不超过10 地板采暖热水机系统设计 系统水流量的确定 单管水流量 q D2 4 加热管内热媒流速 不小于0 25m s 推荐值一般为0 5 1m s 其中民用建筑最大值设定为1 2m s 工业建筑设定为2m s 假定水管流速为0 8m s 则q 0 00025m s 0 9m h分3个卧室 1个起居室 1个餐厅共5个环路 故系统总流量Q 5q 5 0 9 4 5m h循环水泵的流量Q 1 15Q 5 175m h扬程H 1