建筑热水及燃气供应

第7章
热水及燃气供应
7.1
热水供应系统的介绍
总目录
7.1.2 热水供应系统的组成
热媒系统（第一循环系统） 热水供应系统（第二循环系统）
附 件
1、热媒系统（第一循环系统）
组成：热源、水加热器、热媒管网
工作过程：锅炉产生的蒸汽或过热水通过热媒管网送到水加热器加 热冷水，经过热交换，蒸汽变成冷凝水，靠余压再送到冷凝水池， 冷凝水和新补充的软化水经冷凝循环泵再送回锅炉加热为蒸汽。 2、热水供水系统（第二循环系统） 组成：热水配水管网和回水管网组成。 工作过程：被加热到一定温度的热水，从水加热器中出来经配水管 网送至各个热水配水点，而水加热中的冷水由屋顶的水箱或给水管 网补给。为了保证用水点的水温，在立管和水平干管甚至支管处设 置回水管，使部分热水经过循环水泵流回水加热器再加热。
第7章
热水及燃气供应
7.3
热水系统的计算
总目录
7.3.1 热水量 热水供应系统的小时热水用水量精确计算，应根据建筑物的日 热水量小时变化曲线确定在缺少日热水量小时变化曲线的资料时， 可按下列方法计算。 1. 根据热水的使用单位数及其用水定额来确定 适用范围：住宅（人口数≥5）、医院、疗养院、宾馆等建筑。 Qr = kh （mqr/T） Qr：设计热水用量（L/hr）； kh：热水的时变化系数； m：用水单位数 （人）； qr：热水定额（ L/人，d）（供应温度60℃） ； T：一天内热水供应时间（hr）。
第7章
热水及燃气供应
7.3
热水系统的计算
总目录
7.3.1 热水量 2. 根据使用热水的卫生器具及用水定额来确定： 适用范围：住宅（人口数≤4）、工业企业生活间、公共浴室、影剧 院、体育馆 Qh =∑qh no b Qh：使用温度下的设计用水量（L/hr）（冷、热水混合水量 ； qh：卫生器具1次或1小时热水用量（L/hr，个）（使用温度）；no：同类卫生器具数来自；b：同时使用百分数。
第7章
热水及燃气供应
7.3
热水系统的计算
总目录
7.3.2 耗热量计算
集中热水供应系统的设计小时耗热量按下式计算： W = CB（tr-tl）Qr W：设计小时耗热量，kJ/h； Qr：设计小时热水量，L/h；
CB：水的比热， CB=4.19kJ/kg · ℃
附件－－4 自然补偿管道和伸缩器
作用：对管道受热伸长量进行补偿，避免管道因 自然补偿管道 承受应力而导致弯曲和破裂。
4
和伸缩器
安装部位：长直管段上。
5 自动 排气阀
附件－－5 自动排气阀 作用：排除上行下给热水管网中汽化产生的气体， 保证热水畅通。 安装部位：管网的最高点。
管网最高处
第7章
热水及燃气供应
优点：半即热式水加热器具有快速加热被加热水，浮动盘管自动除 垢的优点，其热水出水温度一般能控制在62.2℃内，且体积小，节 约占地面积。 适用：各种不同负荷需求的机械循环热水供应系统。
第7章
热水及燃气供应
7.2
加热方式和加热设备
总目录
7.2.2 间接加热方式及设备 4、半容积式水加热器 半容积式水加热器是带有适量贮存和调节容积的内藏式容积式水加 热器。 优点：体积小、加热快、热交换充分、供水温度稳定、节水节能。 缺点：但由于内循环泵不间断地运行，需要有极高的质量保证。 5、加热水箱和热水贮水箱 加热水箱：在水箱中安装蒸汽多孔管或蒸汽喷射器，可构成直接加 热水箱；在水箱中安装排管或盘管即构成间接加热水箱。 热水贮水箱（罐）是一种专门调节热水量的容积。可在用水不均匀 的热水供应系统中设置，以调节水量，稳定出水温度。 优点：1）设备简单，成本低，热效率高； 2）既可加热又可贮热。 缺点：1）设置地点受限；2）对蒸汽品质有要求。
特点：在管网顶部设水箱，管网与大气相通，系统水压决定于水箱 的设置高度，而不受室外给水管网的水压的波动影响。
适用：室外水压变化较大，且用户要求水压稳定时采用。
注意：该方式必须设置高位冷水箱和膨胀管。
4b、闭式供水方式 特点：冷水直接进入加热器，管路简单，水质不易受污染，但供 水水压稳定性差，安全可靠性差。 适用：屋顶不设水箱且对供水压力要求不太严格的建筑采用。 注意：为了确保系统的安全运转，需设安全阀。
2b、机械循环的热水供应系统 特点：利用水泵提供压力使热水在管路中循环流动 条件：自然循环水头＜循环水头损失
用热中心
h2
t1，γ1 t2，γ2
供热中心
h
P1
P2
h1
3a、全循环供水方式 特点：指热水干管、立管及支管均能保持热水的循环，各配水龙头 随时打开都能提供符合设计水温要求的热水。 适用：高标准建筑， 如高级宾馆、饭店、高级住宅等。
第7章
7.1
热水及燃气供应
热水供应系统的介绍
7.1.1 7.1.2 7.1.3 热水供应系统的分类 热水供应系统的组成 热水系统对设备和材料的要求
7.2
加热方式和加热设备
7.2.1 7.2.2 7.2.3 直接加热方式及设备 间接加热方式及设备 加热设备的选择和布置
第7章
7.3
热水及燃气供应
热水系统的计算
第7章
热水及燃气供应
7.2
加热方式和加热设备
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7.2.2 间接加热方式及设备 2、快速式水加热器 优点：1）加热速度快；2）占地面积小。 缺点：1）流速大，噪音高；2）水头损失大； 3）不能贮水，水温有波动；4）热效率较低。 适用：生产车间和工业企业生活间。
3、半即热式水加热器
半即热式水加热器具有超前控制，具有少量贮存容积的快速式 水加热器。
7.1
热水供应系统的介绍
总目录
7.1.3 热水系统对设备和材料的要求 1. 防腐蚀 镀锌钢管容易受到腐蚀；可以采用铜管作为热水管材，但铜管造价 较高，限制了使用。近年来出现了许多种塑料管材。 2. 热胀冷缩 在热水系统中必须进行补偿，以免损伤管道设备。 3. 热水管网的敷设 明装或暗装。为避免管道伸缩应力破坏管网，立管与横管相连应采 用乙字弯管。热水管道在穿楼板、基础和墙壁处应设套管，让其自 由伸缩。 4. 保温：常用的保温材料有泡沫混凝土、膨胀珍珠岩、硅藻土。 5. 防结垢：除垢器，除垢剂。
tr，tl： 热、冷水的温度。
第7章
热水及燃气供应
7.3
热水系统的计算
总目录
7.3.3 热媒耗量计算 1、采用蒸汽直接加热： Gm =（1.1～1.2）W/（im-ir） Gm：蒸汽耗量,kg/h; （1.1～1.2）：热媒系统的热损失系数； W：设计小时耗热量，kJ/h； im: 蒸汽热焓， kJ/kg； ir：蒸汽与冷水混合后的热焓，ir＝CB×tr ,kJ/kg， ２、采用蒸汽间接加热： Gm =（1.1～1.2）W/γh （γh 为蒸汽的汽化热）
冷水箱
膨胀排气管
加热器 循环水泵
3c、不循环供水方式 特点：没有循环管道，适用于定时供热水系统，如公共浴室、旅馆 等，每天定时供应热水，其他时间没有热水，一般不设循环管道， 节约投资。 冷水箱 适用：适用于热水供应系统较小，使用要求不高 的定时供应系统，如：公共浴室、洗衣房等。
膨胀排气管
加热器
4a、开式供水方式
7.3.1 7.3.2 7.3.3 7.3.4 7.3.5 水泵热水量 耗热量计算 热媒耗量计算 贮存设备容积计算 热水管网的计算
7.4
燃气工程
7.4.1 7.4.2 7.4.3 7.4.4 7.3.5 燃气介绍 城市煤气管道介绍 建筑燃气供应系统 燃气表与燃气用具 民用燃气器具的烟气排除
第7章
热水及燃气供应
1 自动温度 调节装置
附件－－1 自动温度调节装置
作用：控制水加热器出口水温。 安装部位：水加热器上部或出口处。
附件－－2 减压阀
2
减压阀
作用：调节蒸汽热媒的压力，保证水加热器安全 工作。 安装部位：水加热器的蒸汽进口管。
3 疏水器
附件－－3 疏水器
作用：保证蒸汽凝结水及时排放，防止蒸汽漏失。
安装部位：热媒循环管网的冷凝水管上。
2a、自然循环的热水供应系统
特点：利用自然循环水头使热水在管路中循环流动 条件：自然循环水头＞循环水头损失
用热中心
h2
P1= h 1γ2+ h γ1+ h 2γ1
t1 ，γ1 t2 ，γ2
供热中心
h
P2= h 1γ2+ h γ2+ h 2γ1
△P=
P2-P1= h（γ2- γ1）
P1
P2
h1
△P：自然循环水头
1a、局部热水供应系统 特点：供水范围小，热水分散制备，配水点较少，且和热源较近， 热水管路短，热损失小。 适用：适用于使用要求不高，用水点少且分散的建筑。 热源：宜采用蒸汽、煤气、炉灶余热或太阳能等。 1b、集中热水供应系统 特点：供水范围大，热水集中制备，管道输送到个配水点。 适用：使用要求高，耗热量大，用水点多且分布较密集的建筑。 热源：应首先利用工业余热、废热、地热和太阳热，如无以上热源， 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 1c、区域性热水供应系统 特点：集中加热冷水，通过室内热水管网供各热水点使用，供水范 围比集中热水供应系统还要大的多。 适用：要求热水供应的建筑甚多且较集中的城镇住宅区和大型企业 热源：同1b。
冷水箱
膨胀排气管
加热器 循环水泵
3b、半循环供水方式 特点：又分为立管和干管循环供水方式。前者是指热水干管和立 管均能保持热水的循环；后者是指仅保持热水干管的热水循环。 适用：供水的高层建筑中；后者多用于定时供应热水的建筑中。
冷水箱
半循环：立管循环方式
膨胀排气管
加热器 循环水泵
半循环：干管循环方式
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7.2.2 间接加热方式及设备 （1）间接加热 热媒（蒸汽或过热水）通过加热设备内部的热交换面将热量传递给 需加热的冷水；热效率较低。 （2）常用的间接接加热设备 1、容积式水加热器 优点：1）效果稳定，水温波动小；2）既可加热，又可贮热； 3）设置地点不受限。 缺点：1）加热速度慢；2）容积利用率低；3）占地面积大；4）热 效率较低。 适用：宾馆、医院等要求水温稳定的建筑。
7.1
热水供应系统的介绍
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7.1.1 热水供应系统的分类 1、按供应范围分（a）局部热水供应（b）集中供应（c）区域供应 2、按工作原理分 （a）自然循环（b）机械循环 3、按循环动力分 （a）全循环 （b）半循环 （c）非循环 4、按系统是否敞开分 （a）开式热水供应 （b）闭式热水供应 5、按加热方式分（a）直接加热（一次换热） （b）间接（二次） 6、按循环方式分 （a）定时循环 （b）全天循环 7、按配水管路布置方式分 （a）上行下给式 （b）下行上给式
第7章
热水及燃气供应
7.2
加热方式和加热设备
总目录
7.2.1 直接加热方式及设备
（1）直接加热 直接把冷水加热或以蒸汽为热媒与冷水直接混合；热效率高。 （2） 常用的直接加热设备 1. 小型锅炉 根据燃料分为：燃煤、燃油、燃气；根据外形分为：立式、卧式 优点：1）设备简单，占地小，效率高； 2）稳定，水温波动小。 缺点：1）锅炉易结垢； 2）加热速度慢。 2. 汽水混合加热器 原理：将清洁的蒸汽通过喷射器喷入贮水箱的冷水中、使水汽充分 混合而加热水，蒸汽在水中凝结成热水， 优点：热效率高，设备简单、紧凑，造价较低。 缺点：喷射器有噪音，需设法隔除。
第7章
热水及燃气供应
7.2
加热方式和加热设备
总目录
7.2.1 直接加热方式及设备 3. 太阳能热水器
热水贮罐 通气管
导水管
给水管
集热器
热水管
平板型太阳能热水器
第7章
热水及燃气供应
7.2
加热方式和加热设备
总目录
7.2.1 直接加热方式及设备 4. 家用型热水器
第7章
热水及燃气供应
7.2
加热方式和加热设备
5a、直接加热（一次换热）供水方式
特点：热水锅炉将冷水直接加热到所需的温度，或将蒸汽直接通过 冷水混合制备热水。前者热效率高，节能；后者设备简单热效率高， 不需凝水管，但噪音高，运行费用高。 适用：适用于具有合格的蒸汽热媒，且对噪音无严格要求的公共浴 室，洗衣房、工矿企业等。
5b、间接加热（二次换热）供水方式 特点：将热媒通过水加热器把热量传递给冷却水达到加热冷水的目 的，在加热过程中热媒和冷水不接触。该方式冷凝水可重复使用， 运行费用低，不产生噪音，供水稳定。 适用：适用于要求供水稳定、安全、噪音要求低的旅馆、住宅、医 院、办公楼等建筑。
3、采用热水间接加热：
Gm =（1.1～1.2）W/ CB（tmc-tmz）
第7章
热水及燃气供应
7.3
热水系统的计算
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7.3.4
贮存设备容积计算
贮水容积按下式计算确定： V＝T · W/(tr-tl)CB · 60 式中：V－贮水器的贮水容积，L； T－查表7-9，min； 此外，容积式水加热器或加热水箱当冷水从下部进入，热水从 上部送出，其计算容积应附加20％—25％。