热水及饮水供应系统课件

第五章热水及饮水供给系统

第一节热水用水定额、水温及水质第二节热水供给系统第三节加热方式和加热设备第四节

热水供给系统附件第五节热水供给系统计算第六节高层建筑热水供给系统第七节饮水供给第八节热水管道系统布置与铺设热水及饮水供应系统课件第1页第一节热水用水定额、水温及水质

热水用量定额生产用热水量定额，按照生产工艺要求确定。生活用热水量定额有两种：一个按照使用热水单位确定，另一个按照卫生器具一次或一小时热水用量确定。热水及饮水供应系统课件第2页二、水温计算我国《规范》要求：冷水温度：当地最冷月平均水温热水锅炉和水加热器出水温度

75℃最不利配水点最低水温：供洗涤时应不低于60℃供给浴盆时不低于55℃加热设备出口与最不利配水点温度差

15℃

热水及饮水供应系统课件第3页三、热水水质

生产用热水水质标准符合生产工艺要求标准，而生活用热水水质标准除应符合我国现行《生活饮用水卫生标准》外，对集中热水供给系统加热前水质是否需要软化处理，应依据水质、水量、使用要求等原因进行技术经济比较确定。普通情况下热水供给系统按65℃水温计算时，水量较小，如用水量小于10m3可不进行软化处理。假如经过实践证实，该地域使用磁化器软化水有效时，可在水加热器或锅炉冷水进水管上安装磁水器。热水及饮水供应系统课件第4页第二节热水供给系统

一、热水系统分类按照热水供给范围大小：

局部热水供给系统集中热水供给系统区域性热水供给系统热水及饮水供应系统课件第5页二、热水系统组成工作流程：

锅炉生产蒸汽经热媒管送入水加热器加热冷水加热器中热水由配水管送到各个用水点蒸汽凝结水由凝结水管排至凝水池锅炉用水由凝结池供给水加热器中所需冷水由给水系统供给组成:由第一循环系统和第二循环系统组成热水及饮水供应系统课件第6页三、热水供给系统方式按加热方式分：直接加热间接加热热水及饮水供应系统课件第7页按有没有循环管：全循环半循环非循环按循环方式：机械循环自然循环按干管位置：上行下给式下行上给式热水及饮水供应系统课件第8页第三节加热方式和加热设备

一、加热方式

1、锅炉直接加热优点：设备简单、热效率高、噪声小和工作稳定。缺点：在水用量较大时锅炉轻易结垢。（一）直接加热热水及饮水供应系统课件第9页2、蒸汽与被加热水直接混合加热方式

蒸汽经过多孔管或水射器加热冷水。注意：蒸汽中不能含有危害人体皮肤成份。热水及饮水供应系统课件第10页3、太阳能热水器优点：含有运行可靠、结构简单、维护方便和造价低太阳能热水器：由太阳能集热器、连接管道和循环水箱等组成。热水及饮水供应系统课件第11页

全玻璃真空集热管全玻璃真空集热管采取耐冷热冲击，抗冰雹双层高硼硅玻璃，夹层高真空，内层玻璃外壁采取磁控溅射真空镀膜工艺，镀有国际先进水平选择性吸收涂层，对阳光含有极高吸收率和极低热发射率，使用寿命可达以上。单管试验：晴天零下18℃二小时左右，真空管内水可达沸点。

热水及饮水供应系统课件第12页热媒经过传热面加热冷水。惯用设备：（1）容积式水加热器（2）快速水加热器（3）加热水箱(4)半容积式水加热器(5)半即热式水加热器

（二）间接加热方式热水及饮水供应系统课件第13页容积式热交换器容积式水加热器间接加热方式。热媒可使用蒸汽和高温热水。容积式水加热器有卧式和立式两种类型。容积式水加热器适合用于供水温度要求均匀、无噪声医院、饭店、旅馆、住宅等建筑。热水及饮水供应系统课件第14页二、发烧和加热设备1、发烧设备热水供给系统发烧设备常指锅炉、工厂废热利用设备、太阳能集热器等。各种锅炉

热水及饮水供应系统课件第15页按燃料分类：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉按热媒分类：蒸汽锅炉和热水锅炉按外形分类：有立式和卧式按结构分类： 立式锅炉：横水管、横火管、直水管、弯水管 卧式锅炉：外燃回水管、内燃回水管、快装卧式内燃快装卧式内燃（KGZ）锅炉总效率较高，体积小和安装简单燃油、燃气锅炉自动化程度高，不需储煤和炉渣，油价高热水供给锅炉种类热水及饮水供应系统课件第16页太阳能热水器太阳能平板型集热器，是一个利用“热箱”原理把太阳能转换为热能装置。它由双层高硼硅玻璃，夹层高真空，内壁是用无光黑色涂料涂黑，保温层绝热。假如只在5－10月份使用，应比当地纬度少10度效果很好。热水及饮水供应系统课件第17页2、加热设备

（1）容积式水加热器容积式水加热器有立式和卧式两种。热水及饮水供应系统课件第18页新型震动式热交换器工作原理

其结构如详图：利用软体热媒管在热交换器中扰动改变水流态（层流－紊流〕提升热交换率。

热水及饮水供应系统课件第19页（2）快速水加热器汽——水式水——水式还可分为多管式和单管式（3）加热水箱快速水加热器比容积式水加热器热效率高，但不能贮存热水。热水及饮水供应系统课件第20页4.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整容积内藏式容积式水加热器，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。其中贮热水罐与快速换热器隔离，被加热水在快速换热器内快速加热后，经过热水配水管进入贮热水罐，当管网中热水用量低于设计用水量时，热水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。内循环泵作用有3个：其一，提升被加热水流速，以增大传热系数和换热能力；其二，克服被加热水流经换热器时阻力损失；其三，形成被加热水连续热循环。热水及饮水供应系统课件第21页

(4)半即热式水加热器半即热式水加热器是带有超前控制，含有少许贮存容积快速式水加热器。热媒蒸汽经控制阀和底部入口经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，同时有少许冷水进入分流管。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，热水由上部出口流出。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百分比流量由分流管同时入感温管，感温元件读出瞬间感温管内冷、热水平均温度，即向控制阀发出信号，按需要调整控制阀，以保持所需热水输出温度。热水及饮水供应系统课件第22页热水及饮水供应系统课件第23页第四节热水供给系统附件

1、自动温度调整器热水供给系统控制热水温度，常采取自动温度调整器。热水及饮水供应系统课件第24页2、疏水器作用：阻气排水设置在以蒸汽为热媒间接加热凝结管道上。图为偏心热动力式疏水器。它是利用进入阀体蒸汽和凝结水，对阀片两边产生压力差而升降阀片到达排水阻汽作用。热水及饮水供应系统课件第25页

热水及饮水供应系统课件第26页3、减压和节流阀

减压阀安装在热媒进管上.节流阀安装在热水供给系统回水管道上.热水加热器所需蒸汽压力普通小于4·90×105ｐａ，当热媒蒸汽压力远大于水加热器所需蒸汽压力，经过减压阀把压力减到需要值。热水及饮水供应系统课件第27页减压阀选择方法，热媒为蒸汽普通按下式计算，求得减压阀工作孔口截面后，由产品样本确定其型号

f－减压阀工作孔口截面积(cm2)G0－蒸汽流量(kg/h)q0－经过每cm2孔口截面理论流量（蒸汽）(kg/h)热水及饮水供应系统课件第28页4、自动排气阀为排除上行下给式干管中热水散发出来气体，确保管道系统内热水通畅。热水及饮水供应系统课件第29页热水及饮水供应系统课件第30页5、自然赔偿管道和伸缩器热水及饮水供应系统课件第31页第五节供给系统计算热水

一、热水量、耗热量、热媒耗量及产水量计算

（一）热水量计算(最大小时热水用量)1.全日供水住宅、别墅、旅馆等建筑

Qr－按人数、单位数或卫生器具数计算热水设计用水量（l/h)m－用水计算单位数，人数或床位数等。qr－每人天天热水用水量，L/人.d。T－1日内热水供给小时数，T=24h.Kh－小时改变系数热水及饮水供应系统课件第32页2.定时供热水住宅、旅馆、公共浴室等Qr－按人数、单位数或卫生器具数计算热水设计用水量（l/h)b－同类卫生器具在同一小时内使用最大百分数qh－卫生器具一次和一小时热水用水量n0_－同类卫生器具数。热水及饮水供应系统课件第33页（二）耗热量计算依据水温温差等原因可求所需耗热量。耗热量可按以下公式计算；Q－设计小时耗热量（W〕Qr－设计小时热水量，L/h;CB－水比热（kJ/kg℃),热水供给系统中可取4·19

（kJ/kg℃)tl－冷水温度℃tr－热水温度℃热水及饮水供应系统课件第34页（三）热媒耗量计算1.蒸汽直接与被加热水混合时，热媒耗量计算公式为：Gm－热媒蒸汽耗量(kg/h)Q－设计小时耗热量(KJ/h)i－蒸汽热容(KJ/h)，按压力查表得出Qhx－蒸汽与冷水混合后热水含热量(KJ/kg)1·1～1·2－热水供给热损失热水及饮水供应系统课件第35页2.蒸汽经过传热面间接加热冷水时Gmh－蒸汽经过传热面加热冷水时热媒耗量(kg/h)rh－蒸汽汽化热(KJ/kg)1·1～1·2－热水供给热损失Q－设计小时耗热量(KJ/h)热水及饮水供应系统课件第36页3.热媒为热水经过传热面加热冷水时耗热量计算公式Gms－热水经过传热面加热冷水时热媒耗量(kg/h)tmc－热媒为冷水初温℃，普通为95℃，当管道很长时采取110～150℃tmz－热媒为热水终温(℃)；普通为70～75℃1·1～1·2－热水供给热损失CB－水比热（kj/kg℃),热水供给系统中可取4·19

（kj/kg℃)Q－设计小时耗热量(KJ/h)热水及饮水供应系统课件第37页二、热水贮存设备、加热设备和锅炉选择1、热水箱、热水罐、加热水箱和容积式水加热器容积计算方法（1）经验计算法对于住宅、集体宿舍、旅馆、医院、和公共浴池、可按大于45分钟设计小时耗热量，对于企业浴室和和集团浴室可取30分钟设计小时耗热量计算，计算经验公式分别为：Vr－贮水罐容积（L〕。CB－水比热（kj/kg℃),热水供给系统中可取4·19

（kj/kg℃)tl－冷水温度℃tr－热水温度℃热水及饮水供应系统课件第38页某建筑物日耗热量曲线（2）理论计算方法日耗热量曲线供热量累积曲线右图曲线斜率为其该时刻小时耗热量热水及饮水供应系统课件第39页2.加热设备热交换面积计算式中Fp—换热器中换热排管或盘管传热面积，m2；Q—设计小时耗热量计算，kJ/hε—因为结垢影响传热效率修正系数，1.1～1.2—热水供给系统热损失系数K—传热系数，kJ/(m2·h·℃)；Δtj—热媒和被加热水计算温差，℃；(见教材)3.快速加热器水流阻力计算容积式加热器水流阻力忽略不计热水及饮水供应系统课件第40页2、锅炉选择Qg=(1.1~1.2)Q在实际设计工作中，选择锅炉方法，普通是按热水系统设计小时热量乘以热损失系数，作为锅炉应该确保供给小时供热量，然后从锅炉样本中选出锅炉型号。Qg－锅炉小时供热量(KJ/h)Q－设计小时耗热量(KJ/h)1.1~1.2－热水供给系统热损失系数热水及饮水供应系统课件第41页三、热水管网水力计算热水管网计算，在绘制管网轴测图后进行。计算内容包含：A确定热媒管道管径及水头损失。B确定热水管网管径及循环管路水头损失。C确定系统各种设备。热水及饮水供应系统课件第42页

（一）热媒管网计算

1、热媒为热水时查表5-16水力计算表。热媒管网热水自然循环作用水头

Hx=h(r1-r2)Hx－自然循环作用水头（Pa〕h－锅炉中心与热水罐中心或水加热器排管中心标高差(m)；r1－热水罐或水加热器回水管中平均重度N/m3r2－锅炉出口水平均重度N/m3循环条件：热水及饮水供应系统课件第43页2.热媒为高压蒸汽时热水及饮水供应系统课件第44页（二）热水配水管网和循环管网计算1.热水配水管网计算配水管网计算方法与给水管网相同，但因为热水重度小于冷水重度热水管网轻易结垢等原因，管道水头损失计算应使用热水管道水力计算表格。2.自然循环管网计算(1)初步确定回水管管径(2)计算管段终点水温采取面积温降法热水及饮水供应系统课件第45页热水及饮水供应系统课件第46页(3)配水管网各管段热损失计算qs—配水管网中任一计算管段热损失，kJ/h；K—无绝热层管道传热系数；η—绝热系数；tC、tZ—计算管段始、终点水温，℃；D—管子外径，m；L—计算管段长度，m；tj—计算管段周围空气温度，℃；热水及饮水供应系统课件第47页(4)计算配水管网总热损失QS=∑qs各个管段热损失之和(5)计算总循环流量∑式中∑qx—计算管段总循环流量，kg/h；CB—热水比热，取CB=4.19kJ/kg·℃；QS—总热损失。（6）计算各管段循环流量热水及饮水供应系统课件第48页式中qn+1、qn—n+1、n管段中所经过循环流量，kg/h；qs(n+1)、∑qsn—n+1、n管段本身及其后各管段热损失之和，kJ/h；qsn—管段n本身热损失，kJ/h。（7）复核各管段终点水温热水及饮水供应系统课件第49页（8）计算循环管网水头损失H=(Hp+Hh)+Hj

式中Hp—循环流量经过配水计算管路沿程和局部水头损失，pa；Hh—循环流量经过回水计算管路沿程和局部水头损失，Pa；Hj—循环流量经过换热器水头损失，Pa。（9）自然循环压力计算

上行下给式Hzr=Δh(r3-r4)下行上给式Hzr=Δh(r5-r6)+Δh1(r7-r8)

自然循环条件：Hzr≥1.35H热水及饮水供应系统课件第50页2.机械循环管网计算步骤(1)~(8)与自然循环管网计算（9）选择循环水泵1）全日制工作Qb≥∑qx

Hb≥H2)定时循环供给热水前30分钟开始循环，供给热水时停顿循环。Qb≥（2~4）V

V—管网系统水容积。

Hb≥H热水及饮水供应系统课件第51页第六节高层建筑热水供给系统高层建筑热水供给系统组成与普通建筑供应系统相同。1、集中供热水方式：发烧和加热设备集中设置由各分区水箱为各个分区加热器单独供水。优点：设备集中、便于管理、运行可靠。缺点：高区水加热器承压过大。热水及饮水供应系统课件第52页2、分散式供热水方式加热设备和循环水泵分别设在各区技术设备层。优点：加热器承压小，设备造价低。缺点：设备分散，管理 不便热媒管过长。热水及饮水供应系统课件第53页第七节饮水供给（一）饮水供给计算饮用水水量可安下表用水定额和小时改变系数选取：建筑物名称单位饮用水量定额(L)小时改变系数(Kh)开水温度(℃)冷饮水温度℃热车间普通车间工厂生活间办公楼集体宿舍教学楼医院影剧院招待所体育馆高级饭店每人每班每