建筑内部热水及饮水供应

第十一章  建筑内部热水及饮水供应
11醚基汽油热水供应系统
一、热水供应系统的分类
局部热水供应系统:一般采用小型加热器在用水场所就地加热,供局部范围内一个或几个配水点使用。一般适用于热水用量小且分散的建筑,如饮食店、理发店、门诊所、办公楼等。
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集中热水供应系统:采用锅炉或换热器在锅炉房或热交换站中将水集中加热,通过热水管道向一栋或几栋建筑输送热水。适用于热水用水量大,用水点多且较集中的建筑,如旅馆、医院、住宅、公共浴室等。
区域热水供应系统:一般以集中供热的热网做热源来加热冷水或直接从热网中取水,通过室外热水管网向城市街坊、住宅小区各建筑输送热水。一般适用于要求热水供应的建筑甚至多且较集中的城镇住宅区和大型工业企业。
二、热水供应系统的组成
以集中热水供应系统为例,热水供应系统一般由两个循环系统组成。第一循环系统包括发热设备、加热设备及热媒管道,其功能是制备一定水温和水量的热水;第二循环系统包括建筑内部热水配水管网,回水管网及各种附件,其作用是将热水送至各用水点,并保证各配水点热水的温度。
1、热媒系统也称第一循环系统(热媒、水加热器和热媒管网)
由锅炉生产的蒸汽通过热媒管网送到水加热器加热冷水而后变成冷凝水,靠余压回到凝结水池,冷凝水和新补充的软化水经冷凝水泵作用压送至锅炉重新加热为蒸汽,如此循环完成热传递过程。
2、热水供应系统也称第二循环系统(热水配水管网和回水管网)
在水加热器中冷水被加热到一定温度经配水管网送至各热水配水点,而消耗的冷水由高位水箱或给水管网直接补给。本系统中各立管、水平干管甚至支管处都设了回水管,其目的是在循环水泵的作用下使一定量的热水通过回水管流回加热器重新加热,以补充管网所散失的热量,从而保证了各配水点设计水温。
3、附件
包括热媒和热水的控制附件、配水附件。如温度自动调节器、疏水器、减压阀、安全阀、膨胀罐、补偿器、闸阀、水嘴等。
三、热水供水方式
1、直接加热与间接加热
直接加热主要是利用热水锅炉,把冷水直接加热到所需温度或是通过蒸汽锅炉将蒸汽直接通入冷水混合转换成热水。对于蒸汽直接加热供水方式存在噪声大,对蒸汽品质要求高,冷凝水不能回收,热源需大量经水质处理的补充水等特点,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。直接加热具有设备简单、热效率高等优点,但又存在对热媒质量、冷水硬度条件要求较高的缺点,因而主要用于用水量较少的建筑。直接加热又可分为锅炉直接加热、蒸汽直接加热、太阳能直接加热、电加热器直接加热和煤气加热器等几种。
间接加热主要是利用热交换器,通过一定的传热面积将冷水加热到所需设计温度。尽管其
设备较直接加热复杂,热效率也较低,但由于冷凝水可回收,热水水温和水量较易调节,系统使用寿命较长等优点,因而应用较较广泛,适用于供水稳定、安全,对噪声要求低的旅馆、住宅、医院、办公楼等。
2容积式热水炉、开式系统和闭式系统(管网压力工况)
开式系统:不需设置安全阀或闭式膨胀水箱,只需设置高位冷水箱和膨胀管或高位形式加热水箱等附件。管网与大气相通,系统内的水压主要取决于水箱的设置高度,而不受室外给水管网水压波动影响,系统运行安全可靠并且稳定。其最大缺点是,高位水箱占用使用空间,开式水箱水质易受外界污染。适用于要求水压稳定,且允许设置高位水箱的热水用户。
闭式系统:管网不与大气相通,冷水直接进入水加热器。系统中需设安全阀、隔膜式压力膨胀罐或膨胀管、自动排气阀等附件,以确保系统安全运行。由于系统供水水压稳定性较差,安全可靠性差,一般适用于不设置屋顶水箱的热水供应系统。
3、强制循环和自然循环
全日循环是指在热水供应时间内,循环水泵全日工作,热水管网中任何时刻都维持着设计水温的循不流量。适用于需全日供应热水的建筑,如宾馆、医院等。
定时循环是指每天在热水供应前,将管网中冷却了的水强制循环一定时间,在热水供应时间内,根据使用热水的繁忙程度,使循环水泵定时工作。一般适用于
水泵装在回水干管上,膨胀水箱装在水泵吸入端。
自然循环不设循环水泵,仅靠冷热水密度差产生的热动力进行循环。
4、全循环、半循环、无循环管网的供水方式
全循环热水供水方式是指热水干管、立管及支管均能保持热水的循环,打开配水龙头均能及时得到符合设计水温要求的热水,适用于有特殊要求的高标准建筑中。
半循环热水供水方式又分为立管循环和干管循环的供水方式。
立管循环是指热水干管和立管内均保持有热水循环,打开配水龙头只需放掉支管中少量的存水,就能获得规定水温的热水,适用于有全日供应热水的建筑和设有定时供应热水的高
层建筑中。
干管循环是指仅保持热水干管内的循环,使用前先用把干管中已冷却的存水加热,打开配水龙头时只需放掉立管和支管内的冷水就可流出符合要求的热水,多用于采用定时供应热水的建筑中。
无循环热水供水方式是指管网中不设任何循环管道,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、洗衣室。
对于高层建筑一般采用分区热水供应方式,根据水加热器设置位置不同分集中设置的分区热水供应系统和分散设置的分区热水供应系统。前者各区水加热器、热水循环泵统一布置在地下室或底层辅助建筑等专用设备间。一般适用于高度不大于100m的高层建筑中。后者不需要耐高压的水加热器及热水管道等附件,但防噪音要求高。一般适用于高度在100m的超高层建筑。
四、热水管网的布置与敷设
布置原则:在满足各配水点水压、水量及水温的条件下,管线长度最短;一般与给水管平
行布置,以保证各配水点冷热水压的大致平衡。
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对于下行上给的热水管网,水平干管可敷设在室内地沟或地下室顶部;对于上行下给的热水管网,水平干管可敷设在建筑物最高层吊顶内或技术层内。
上行下给式系统配水干管的最高点应设排气装置;下行上给式热水配水系统,应利用最高配水点放气。系统的最低点均应有泄水装置或利用最低配水点泄水;热水横管的坡度不应小于0.003,以便放气和泄水,满足检修需要。
染料敏化太阳能电池下行上给系统设有循环管道时,其回水立管应在最高配水点以下(约0.5m)与配水立管连接;上行下给式系统中只需将循环管道与各立管连接即可。
热水管道系统,应有补偿管道温度伸缩的措施。干管的直线段应设置足够的伸缩器。立管与横管连接时,为避免管道伸缩应力破坏管网,应设乙字弯。热水管穿过建筑物顶棚、楼板、墙壁和基础处,应加套管,保证自己伸缩。穿楼板的套管应高出楼板地面5~10㎝。
配水或回水环形管网的分水干管处、配水立管和回水管的端点,以及居住建筑和公共建筑从立管接出的支管上,均应设阀门。配水支管的阀门控制的配水点不得超过10个。热水管
道中水加热器或贮水器的冷水供水管和机械循环第二循环回水管上应设止回阀,以防止加热设备内水倒台流被泄空,或防止冷水进入热水系统影响配水点供水温度。
热水系统中的加热设备(锅炉、水加热器)、贮水器、热水配水干管、机械循环回水干管和有结冻可能的自然循环回水管,应保温,以减少热损失,保证最不利点的热水设计温度。常用的保温材料有膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、玻璃棉、石棉、硅藻土和泡沫砼等制品。其施工方法有涂抹式、充填式、包扎式、预制式。为增加保温结构力学强度及防湿能力,在保温层外面一般均应有保护层。常用的有石棉水泥保护层、麻刀灰保护层、玻璃布保护层、铁皮保护层等。
112加热与贮热设备及附件
热水系统中,贮存热水的设备有热水箱、热水罐,兼有加热和贮存作用的设备有容积式水加热器、加热水箱,只具有加热作用的设备有快速式水加热器。
热水的加热方式分直接加热(锅炉、蒸汽、太阳能、电加热和煤气加热器直接加热)和间接加热(容积式水加热器、快速水加热器和热水箱间接加热)两种。
一、加热与贮热设备
1、小型锅炉
热水系统的发热设备主要为锅炉。民用建筑热水系统所需要的耗热量一般不大,故选用小型快装锅炉。常采用小型快装锅炉,有燃煤、燃油和燃气三种。
燃煤锅炉有立式和卧式两类。立式有横水管、横火管、直水管之分;卧式有外燃回水管、内燃回水管、快装卧式内燃之分。其中快装卧式内燃锅炉效率较高。但污染环境。
使用液体燃料的锅炉称为燃油锅炉或油炉,燃油炉属于悬浮燃烧炉型的一种。常用液体有重油和渣油。液体燃料的发热量很高,一般在36800-41800kJ/kg,又容易着火,燃烧迅速而稳定。因此燃烧很完全。液体燃料在运输、贮存和对周围环境的污染方面,都比固体燃料优越。
燃油锅炉的运行调节比较灵活,也容易实行机械化和自动化。由于燃油中灰尘极少,不会对受热面产生磨损,所以对燃油炉的对流受热面可以采用较高的烟气流速,一般可达到20-39m/s,以提高传热效果,缩小锅炉体积,降低锅炉的耗钢量。燃油锅炉房一般无需设置
除尘设备,也减少了锅炉房的基建投资和运行费用。
燃油和燃气是通过燃烧器向正在燃烧的炉膛内喷射成雾状油或煤气,使燃烧迅速、完全,具有热效率高、排污总量少的特点。
csilv2、水加热器
⑴容积式水加热器
是内部设有热媒导管具有热水贮存容积的设备,并具有加热冷水和贮备热水两种功能,热媒为蒸汽或热水,其型式有卧式、立式之分。它具有较大的贮存和调节能力被加热水通过时压力损失小,用水点处压力变化平稳,出水温度较为稳定等优点,但热交换效率低,容积利用率很低。
⑵快速式水加热器
适用于用水量大且均匀的建筑。当配有自动温度调节器或贮水罐时,可供应较稳定的热水。热水箱设置在建筑物屋顶,水箱内装有加热盘管,若进水管压力较大时,应配置减压
水箱,以防浮球阀漏水。根据热媒不同,有汽水和水水两种类型,前者热媒为蒸汽,后者热媒为高温热水;根据加热导管的构造不同,又有单管式、多管式、板式、波纹板式等多种型式,可以采用串联或并联形式。其缺点是不能贮热水,水头损失大,当热水压力不稳定时,出水温度波动较大。
⑶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节容积的内藏式容积式水加热器。具有加热快、换热充分、供水温度稳定的优点。
⑷半即热式水加热器
半即热式水加热器是带有超前控制,具有少量贮存容积的快速式水加热器。具有快速加热被加热水,浮动盘管自动除垢,热水出水温度稳定(偏差±2.2°)且体积小,适用于各种不同负荷需求的机械循环热水供应系统。

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