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1、建筑热水供应系统,叶 海,第1讲 2014年2月24日 建筑设备概述 第2讲 2014年3月03日 室外给排水工程 第3讲 2014年3月10日 建筑内部给水系统 第4讲 2014年3月17日 建筑内部排水系统 第5讲 2014年3月24日 建筑消防系统,2,本讲主要内容：,热水供应系统的分类、组成和供水方式热水供应系统的加热设备和器材热水管道的布置与敷设,第一节 热水供应系统的分类、组成和供水方式,热水供应特点,热水供应也属于给水，与冷水供应的区别是水温必须满足用水点对水温、水量的要求水的供应：管道、用水器具热的供应：热源、加热系统,4,5,6,7,一、分类和组成,1-1,按热水供水范围大小
2、分类如下：区域热水供应系统集中热水供应工程局部热水供应系统,8,9,10,1-2，系统组成,热媒系统（第一循环系统）热水供应系统（第二循环系统）附件：温度自动调节器、疏水器、减压阀、安全阀、膨胀罐、管道补偿器、闸阀、水嘴等,1.热媒系统（第一循环系统）组成：热源、水加热器、热媒管网管工作过程：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。,热水供应系统的分类和组成,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
3、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。,热水供应系统的分类和组成,13,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：适用于使用要求高，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，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。,热水供应系统的分类和组成,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
4、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。,热水供应系统的分类和组成,16,热水供应系统的分类和组成,18,二、供水方式,2-1 按管网压力工况的特点分开式热水供水方式闭式热水供水方式,19,1a.开式供水方式特点：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,热水供应系统的分类和组成,1b.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
5、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。,热水供应系统的分类和组成,22,2-2 按热水加热方式分直接加热间接加热,23,2b.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，或将蒸汽直接通入冷水混合制备热水。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。,热水供应系统的分类和组成,2b.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
6、，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。,热水供应系统的分类和组成,26,2-3 按循环管网设置方式分全循环热水供水方式半循环热水供水方式无循环热水供水方式考虑出水温度是否随时满足要求、结合供水特点确定适当的方式。涉及到投资成本。,27,3a.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：适用于有特殊要求的高标准建筑中，如：高级宾馆、饭店、高级住宅等。,热水供应系统的分类和组成,热水供应系统的分类和组成3a全循环供水方式,3b.半循环供水方式特点：半循环供水方式又
7、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：干管循环用于全日供应热水的建筑和设有定时供水的高层建筑中；后者多用于定时供应热水的建筑中。,热水供应系统的分类和组成,热水供应系统的分类和组成3b半循环：立管循环方式,热水供应系统的分类和组成3b半循环：干管循环方式,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。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。,热水供应系统的分类和组成,热水供应系统的分
8、类和组成3c不循环供水方式,35,2-4 按循环动力分机械强制循环方式设循环水泵自然循环方式靠热动力差循环,36,37,2-5 按干管布置方式分下行上给供水方式上行下给供水方式根据建筑用途和热源设置和供应情况进行技术经济比较后确定。,38,供水方式的选择选用何种供水方式应根据：建筑物的用途热源的供给情况热水用水量卫生器具的布置情况 进行技术和经济的比较后确定。,热水供应系统的供水方式,第二节 热水供应系统的加热设备和器材,41,一、加热设备,1-1 小型锅炉有燃煤、燃油和燃气三种。为了减轻大气污染，大部分城市对燃煤锅炉实施了限制和清洁能源替代工作。有些城市也采用电锅炉。,加热设备有小型锅炉、水
9、加热器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、卧式立式锅炉分为：横水管、横火管（考克兰）、直水管、弯水管卧式锅炉分为：外燃回水管、内燃回水管（蓝开夏）、快装卧式内燃,2.1 加热设备,43,44,水,水,45,燃油燃气锅炉,46,1-2 真空热水机与锅炉原理类似，以燃气为燃料。机组内部负压，非压力容器。高效节能，安全可靠。,47,48,49,50,51,52,1-3、太阳能集热器真正的绿色能源，无污染。受天气影响。温度不可能太高，通常需设辅助加热。,集热器,导水管,热水贮罐,热水管,给水管,通气管,平板型太阳能热水器,54,太阳能热水系统是将太阳能集热器装置与建筑屋顶（墙
10、面）结构一体化，对系统进行设置以保证持续小时供应热水。集中供热水系统由若干单元集热器（串、并联）、储热和恒温水箱、循环管路、辅助能源系统和控制系统组成，利用专门设计的温差控制仪控制循环泵的开启，循环泵使水在集热器和储热水箱之间进行强迫循环，从而使储水箱逐渐升温。,55,56,57,58,59,60,61,真空管太阳能集热器,62,平板集热与真空管集热区别,63,太阳能游泳池热水系统,64,65,66,67,68,1-4水加热器（热交换器）容积式水加热器 快速式水加热器 半容积式水加热器 半即热式水加热器 加热水箱 和热水贮水箱 板式换热器 热水成套装置,2.水加热器分类：主要有容积式、快速式、
11、半容积式、半即热式几种。水加热器的选择：水加热器的选择应根据现有的热源条件、燃料种类、建筑物功能及热水用水规律、耗热量和建筑物内部布局等因素经综合比较后确定。基本原则：一次换热效率高于二次换热，并应优先选用燃气、油、煤为燃料的热水锅炉。,加热设备,a.容积式水加热器容积式水加热器是内部设有热媒导管的热水贮存容器，具有加热和贮备热水两种功能。,优点：具有较大的贮存和调节能力，被加热水通过时压力损失较小，用水点压力变化平稳，出水水温稳定。缺点：被加热水流速缓慢，传热系数小，体积庞大。,加热设备,71,72,73,74,b.快速式水加热器针对容积式水加热器中的“层流加热”的弊端，通过提高热媒和被加热
12、水的流动速度，以改善传热效果。优点：它具有效率高、体积小、安装搬运方便的优点。缺点：不能贮存热水，水头损失大，在热媒和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。,加热设备,76,77,78,c.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。,加热设备,半容积式水加热器(卧式、立式),d.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。优点：半即热式水
13、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62.2oC内，且体积小，节约占地面积，适用于各种不同负荷需求的机械循环热水供应系统。,加热设备,84,85,e.加热水箱和热水贮水箱加热水箱是一种简单的热交换设备。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。,加热设备,f.板式换热器板式换热器由许多波纹形的传热板片，按一定间隔，通过橡胶垫片压紧组成的可拆卸的换热设备。换热板片压成各种波纹形，以增加换热板片面
14、积和刚性，并能使流体在低流速成下形成湍流，以达到强化传热的效果。板上的四个角孔，形成了流体的分配管和泄集管，两种换热介质分别流入各自流道，通过每个板片进行热量的交换。,加热设备,89,90,91,92,93,94,95,g.热水成套装置,96,97,98,99,100,101,1-5 不耗能热水设备（Heat recovery unit）,以冷水机组冷凝器为热源制5070热水。冷水机组运行时制出的热水不耗能（节能100）。制热水的同时可降低冷水机组冷凝温度，提高冷水机组制冷量，节省空调系统耗电520。增加冬季供暖、制热水功能后，在有低温热源的地方冬季代替燃油锅炉作为供暖、热水设备使用，比燃油锅
15、炉节省耗能费用3050（按油、电价格对比）。适用于连续回水加温的热水系统、全年空调制冷或有燃油锅炉备用的场合。,102,1-6 家庭用小型热水器燃气热水器电气热水器,103,104,105,106,107,108,二、器材,自动温度调节装置减压阀疏水器自动排气阀自然补偿管道和伸缩器膨胀管及膨胀罐,自动温度调节装置作用：控制出水水温,安装：温度调节器分为直接式自动温度调节装置和间接式自动温度调节装置。前者必须直立安装，温包放置在水加热器热水出口的附近，它把感受到的温度传给温度调节器，自动调节热媒流量达到自动调温的目的；后者温包把温度传给电触点温度计，当温度计指针转到大于或低于规定的温度触点时，自
16、动启动电机关小或开大阀门，调节热媒流量，自动调温。,器材,自动排气阀为了排除上行下给式管网中热水汽化产生的气体，保证管内热水通畅，应在管道最高处安装自动排气阀。,2自动排气阀,管网最高处,器材,减压阀作用：当水加热器采用蒸汽作为热媒时，当蒸汽供应管的压力大于水加热器规定的额蒸汽压力，应设减压阀，将蒸汽压力降到需要值，才能保证设备使用安全。安装：减压阀有波纹管式、活塞式、膜片式等几种类型。减压阀应安装在水平管段上，阀体直立，安装节点还应设置阀门、安全阀、压力表、旁通管等附件。,器材,112,疏水器,作用：保证蒸汽凝结水及时排放，同时又防止蒸汽泄漏。种类：自由浮球式 热动力式,器材,114,115
17、,116,117,118,119,管道补偿器和伸缩器（补偿轴向或角向位移）,小管径L型或Z型自然补偿管道方型或W 型伸缩器大管径单向套管伸缩器波纹补偿器,自然补偿管道和伸缩器作用：热水系统中管道因受热膨胀而伸长，为保证管网的使用安全而采取的补偿管道温度伸缩的措施。,器材,自然补偿管道管道在敷设时布置成L或Z形弯曲管段，来补偿直线管段的部分的伸缩量。,固定支撑煨弯管,5自然补偿管道和伸缩器,器材,伸缩器伸缩器：当直线管段较长，无法利用自然补偿时，应设置伸缩器。,波型补偿器优点：安装方便，耐高温 节省面积，外形美观。,器材,124,125,第三节 热水管道的布置与敷设,127,需解决热水体积膨胀、
18、管道伸缩补偿、保温、排气等问题。干线的直线段应设置足够的伸缩器立管与横管连接应采用乙字弯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；其回水立管应在最高配水点以下（约0.5m）与配水立管连接水加热器或贮水器的冷水供水管和机械循环回水管上应设止回阀。,129,热水管网应装设止回阀的管段：水加热器或贮水器的冷水供水管机械循环第二循环回水管混合器的冷、热水供水管。热水横管的坡度不应小于0.003，以便放气和泄水。并在管网最低处设置泄水阀，以便检修时泄空存水。热水管穿过建筑物顶棚、楼板、墙壁和基础处，应加套管，让其自由伸缩。,止回阀（倒流防止器）,130,131,热水管道一般为明设管径=150mm时，应采用镀锌钢管；宾馆、高级住宅、别墅等宜采用铜管、聚丁烯管或铝塑复合管,思考题,热水系统为什么要分“热媒循环”和“热水循环”？热水系统如何减少热水出水的等待时间？热水加热时，水中逸出的气体如果不能及时排除会产生哪些危害？,
