第五章 高层建筑热水系统本章内容：5-1、热水系统设计的原则及要求、热水系统设计的原则及要求5-2、耗热量、熱媒耗量的计算、耗热量、熱媒耗量的计算5-3、水加热器的选用及计算、水加热器的选用及计算一一一一 、分类、分类、分类、分类 1. 1. 1. 1. 局部热水供应系统；局部热水供应系统；局部热水供应系统；局部热水供应系统； 2. 2. 2. 2. 集中热水供应系统；集中热水供应系统；集中热水供应系统；集中热水供应系统； 3 .3 .3 .3 .区域性热水供应系统区域性热水供应系统区域性热水供应系统区域性热水供应系统二二二二 、组成、组成、组成、组成 热水供应系统由下列部分组成（热水供应系统由下列部分组成（热水供应系统由下列部分组成（热水供应系统由下列部分组成（见附图见附图见附图见附图1 1 1 1） 1 .1 .1 .1 .热媒系统（第一循环系统）热媒系统（第一循环系统）热媒系统（第一循环系统）热媒系统（第一循环系统） 发热设备发热设备发热设备发热设备加热设备加热设备加热设备加热设备 2 .2 .2 .2 .热水系统（第二循环系统）热水系统（第二循环系统）热水系统（第二循环系统）热水系统（第二循环系统） 加热设备加热设备加热设备加热设备用水设备用水设备用水设备用水设备图图1 1 热媒为蒸汽的集中热水系统热媒为蒸汽的集中热水系统1.1.管网压力工况不同，可分为：管网压力工况不同，可分为：开式、闭式供水方式2.2.加热冷水的方式不同，可分为：加热冷水的方式不同，可分为：直接加热、间接加热3.3.管网设置循环管道的不同，可分为管网设置循环管道的不同，可分为：全循环、半循环、不循环、4.4.系统中循环动力不同，可分为：系统中循环动力不同，可分为：机械循环、自然循环5.5.水平干管位置不同，可分为水平干管位置不同，可分为：上行下给式、下行上给式膨胀排气管膨胀排气管膨胀排气管膨胀排气管冷水箱冷水箱冷水箱冷水箱循环水泵循环水泵循环水泵循环水泵加热器加热器加热器加热器一、高层建筑热水供应系统的分区：一、高层建筑热水供应系统的分区： 1 1、热水系统的分区应与给水系统的分区一致。热水系统的分区应与给水系统的分区一致。热水系统的分区应与给水系统的分区一致。热水系统的分区应与给水系统的分区一致。 2 2、各区的水加热器、贮水器的进水，均应由同区、各区的水加热器、贮水器的进水，均应由同区、各区的水加热器、贮水器的进水，均应由同区、各区的水加热器、贮水器的进水，均应由同区的给水系统设专管供应，以保证系统内冷、热水的给水系统设专管供应，以保证系统内冷、热水的给水系统设专管供应，以保证系统内冷、热水的给水系统设专管供应，以保证系统内冷、热水压力平衡。压力平衡。压力平衡。压力平衡。5-1、高层建筑热水系统的设置原则及要求、高层建筑热水系统的设置原则及要求：集中式：设置方式：各区热水设置方式：各区热水配水循环管网自成系配水循环管网自成系统，加热设备、循环统，加热设备、循环水泵集中设在底层或水泵集中设在底层或地下室设备层，各区地下室设备层，各区加热设备的冷水分别加热设备的冷水分别来自各区冷水水源，来自各区冷水水源，如冷水箱。如冷水箱。集中式：优点：优点：1、各区供水自成系统，、各区供水自成系统，互不影响，供水安全、可靠；互不影响，供水安全、可靠； 2、设备集中设置，便于维、设备集中设置，便于维修、管理。修、管理。缺点：缺点：1、高区水加热器和配、高区水加热器和配回水主立管需承受高压；回水主立管需承受高压； 2、设备、管材费用高。、设备、管材费用高。分散式：设置方式：各区加热设备和设置方式：各区加热设备和循环水泵分散设置在各区设循环水泵分散设置在各区设备层，备层，优点：优点：1、各区供水自成系统，、各区供水自成系统，供水安全、可靠；供水安全、可靠； 2、水加热器按各区水压选、水加热器按各区水压选用，承压均衡；用，承压均衡；3、回水立管短。、回水立管短。缺点：缺点：1、占用上层建筑面积。、占用上层建筑面积。维修管理不便。维修管理不便。 2、熱媒管线长。、熱媒管线长。二、保证各配水点温度均衡的技术措施：热水系统中常出现热水系统中常出现的问题：的问题：由于各立管循环管由于各立管循环管路流程不等，会造路流程不等，会造成短流，从而导致成短流，从而导致配水点温度不均。配水点温度不均。膨胀排气管膨胀排气管膨胀排气管膨胀排气管冷水箱冷水箱冷水箱冷水箱循环水泵循环水泵循环水泵循环水泵加热器加热器加热器加热器1 1 1 1、设置调节阀门、设置调节阀门、设置调节阀门、设置调节阀门: : : : 各环路热水立管和回水立管上都设置阀各环路热水立管和回水立管上都设置阀门，一方面作为检修关闭水流用，另一方面门，一方面作为检修关闭水流用，另一方面设在各回水立管上的阀门作为调节阀，通过设在各回水立管上的阀门作为调节阀，通过调节其开启度，来平衡各环路的水头损失。调节其开启度，来平衡各环路的水头损失。2 2 2 2、采用同程布置方式、采用同程布置方式、采用同程布置方式、采用同程布置方式 对于大型建筑的热水系统，采用同程布置。对于大型建筑的热水系统，采用同程布置。这种系统从加热器的热水管出口，经热水配水管，这种系统从加热器的热水管出口，经热水配水管，回水管再回到加热器为止的任何循环管路的长度回水管再回到加热器为止的任何循环管路的长度几乎相等，这样，在各立管环路的阻力大致相等几乎相等，这样，在各立管环路的阻力大致相等的条件下进行热水循环，以防止近立管内热水短的条件下进行热水循环，以防止近立管内热水短流现象。流现象。上行式同程系统上行式同程系统下行式同程系统下行式同程系统三、排气方式：三、排气方式：三、排气方式：三、排气方式：1 1 1 1、上行下给式：、上行下给式：、上行下给式：、上行下给式：p上行下给式热水系统中，配水管内的水流方向向下，上行下给式热水系统中，配水管内的水流方向向下，和管内泄气方向相反。和管内泄气方向相反。p上部横管需有不小于上部横管需有不小于0.0030.003的坡度，吊顶空间高度学的坡度，吊顶空间高度学要考虑管道敷设坡度。要考虑管道敷设坡度。p上行下给式系统的配水横干管的最高点应设置排气阀。上行下给式系统的配水横干管的最高点应设置排气阀。4 4自动自动自动自动排气阀排气阀排气阀排气阀管网最高处2、下行上给式：、下行上给式：p水流方向与气体方向一致，可利用最上部水龙头水流方向与气体方向一致，可利用最上部水龙头在放热水的同时进行排气。在放热水的同时进行排气。p对于下行上给的全循环管网，为防止管网中析出对于下行上给的全循环管网，为防止管网中析出的气体被带回循环管，每根配水立管的循环管始端的气体被带回循环管，每根配水立管的循环管始端应接到相应立管最高点以下应接到相应立管最高点以下0.5m处。处。膨胀排气管膨胀排气管膨胀排气管膨胀排气管冷水箱冷水箱冷水箱冷水箱循环水泵循环水泵循环水泵循环水泵加热器加热器加热器加热器四、其他主要设计要点：1、用水量较大的底层或地下室、用水制度不同的用、用水量较大的底层或地下室、用水制度不同的用户（如厨房、公共浴室、洗衣房）一般设计成独立的户（如厨房、公共浴室、洗衣房）一般设计成独立的（或与低区合并）热水系统，以便控制和管理。（或与低区合并）热水系统，以便控制和管理。2、采用蒸汽作热媒时，因有些加热设备需承受高压，、采用蒸汽作热媒时，因有些加热设备需承受高压，所以直接加热方式的采用受到一定的限制。所以直接加热方式的采用受到一定的限制。3、立管管径应上下相差不大，除配水支管外，全部、立管管径应上下相差不大，除配水支管外，全部热媒及热水管道都必须保温。热媒及热水管道都必须保温。五、管材、管道敷设等要求：五、管材、管道敷设等要求：1.1.热水管道应选用耐腐蚀、安装连接方便可靠的热水管道应选用耐腐蚀、安装连接方便可靠的热水管道应选用耐腐蚀、安装连接方便可靠的热水管道应选用耐腐蚀、安装连接方便可靠的管材和符合饮用水质标准的管材，可采用薄壁管材和符合饮用水质标准的管材，可采用薄壁管材和符合饮用水质标准的管材，可采用薄壁管材和符合饮用水质标准的管材，可采用薄壁铜管、薄壁不锈钢管、塑料热水管、塑料和金铜管、薄壁不锈钢管、塑料热水管、塑料和金铜管、薄壁不锈钢管、塑料热水管、塑料和金铜管、薄壁不锈钢管、塑料热水管、塑料和金属复合热水管等。属复合热水管等。属复合热水管等。属复合热水管等。2.2.采用塑料热水管或塑料和金属复合热水管材时采用塑料热水管或塑料和金属复合热水管材时采用塑料热水管或塑料和金属复合热水管材时采用塑料热水管或塑料和金属复合热水管材时应符合应符合应符合应符合: : 管道的工作压力应按相应温度下的许用管道的工作压力应按相应温度下的许用管道的工作压力应按相应温度下的许用管道的工作压力应按相应温度下的许用工作压力选择；工作压力选择；工作压力选择；工作压力选择； 设备机房内的管道不应采用塑设备机房内的管道不应采用塑设备机房内的管道不应采用塑设备机房内的管道不应采用塑料热水管。料热水管。料热水管。料热水管。3.3.以防止管道膨胀收缩时损坏建筑结构和管道设备，以防止管道膨胀收缩时损坏建筑结构和管道设备，以防止管道膨胀收缩时损坏建筑结构和管道设备，以防止管道膨胀收缩时损坏建筑结构和管道设备，应满足：在吊顶内穿墙时，预留孔洞；应满足：在吊顶内穿墙时，预留孔洞；应满足：在吊顶内穿墙时，预留孔洞；应满足：在吊顶内穿墙时，预留孔洞；4.4.热水管道可根据建筑、工艺要求暗设或明设，系热水管道可根据建筑、工艺要求暗设或明设，系热水管道可根据建筑、工艺要求暗设或明设，系热水管道可根据建筑、工艺要求暗设或明设，系统应有补偿管道热胀冷缩的措施。其中塑料热水统应有补偿管道热胀冷缩的措施。其中塑料热水统应有补偿管道热胀冷缩的措施。其中塑料热水统应有补偿管道热胀冷缩的措施。其中塑料热水管宜暗设，明设时立管宜布置在不受撞击处，如管宜暗设，明设时立管宜布置在不受撞击处，如管宜暗设，明设时立管宜布置在不受撞击处，如管宜暗设，明设时立管宜布置在不受撞击处，如不能避免时，应在管外加保护措施，而且暗设在不能避免时，应在管外加保护措施，而且暗设在不能避免时，应在管外加保护措施，而且暗设在不能避免时，应在管外加保护措施，而且暗设在墙体或者垫层内的铜管宜用塑覆铜管。墙体或者垫层内的铜管宜用塑覆铜管。墙体或者垫层内的铜管宜用塑覆铜管。墙体或者垫层内的铜管宜用塑覆铜管。热水系统阀门设置热水系统阀门设置1.1.热水管网应在下列管段上装设阀门：与配水、回水干管热水管网应在下列管段上装设阀门：与配水、回水干管热水管网应在下列管段上装设阀门：与配水、回水干管热水管网应在下列管段上装设阀门：与配水、回水干管连接的分干管；配水立管和回水立管；从立管接出的支连接的分干管；配水立管和回水立管；从立管接出的支连接的分干管；配水立管和回水立管；从立管接出的支连接的分干管；配水立管和回水立管；从立管接出的支管；管；管；管；3 3个及个及个及个及3 3个以上配水点的配水支管；与水加热设备、个以上配水点的配水支管；与水加热设备、个以上配水点的配水支管；与水加热设备、个以上配水点的配水支管；与水加热设备、水处理设备及温度、压力等控制阀件连接处的管段上按水处理设备及温度、压力等控制阀件连接处的管段上按水处理设备及温度、压力等控制阀件连接处的管段上按水处理设备及温度、压力等控制阀件连接处的管段上按其安装要求配置阀门。其安装要求配置阀门。其安装要求配置阀门。其安装要求配置阀门。2.2.热水管网上在下列管段上，应装止回阀：水加热器或贮热水管网上在下列管段上，应装止回阀：水加热器或贮热水管网上在下列管段上，应装止回阀：水加热器或贮热水管网上在下列管段上，应装止回阀：水加热器或贮水罐的冷水供水管；机械循环的第二循环回水管；冷热水罐的冷水供水管；机械循环的第二循环回水管；冷热水罐的冷水供水管；机械循环的第二循环回水管；冷热水罐的冷水供水管；机械循环的第二循环回水管；冷热水混水器的冷、热水供水管。水混水器的冷、热水供水管。水混水器的冷、热水供水管。水混水器的冷、热水供水管。3.3.泄水管上不得装设阀门。泄水管上不得装设阀门。泄水管上不得装设阀门。泄水管上不得装设阀门。5-2 水质、水温及热水用水量定额 一一 、水质、水质水质应符合我国现行的水质应符合我国现行的生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准; ;钙镁离子含量：日用水量钙镁离子含量：日用水量10m357mg/L357mg/L时，需进行水质处时，需进行水质处理。理。二二 、水温、水温冷水计算水温为当地最冷月平均水温，按表冷水计算水温为当地最冷月平均水温，按表8.1.58.1.5选用。选用。热水水温按表热水水温按表8.1.48.1.4选用。选用。三、三、 用水定额用水定额1 1 按建筑物使用性质和卫生器具完善程度来确定。按建筑物使用性质和卫生器具完善程度来确定。2 2 按建筑物使用性质和卫生器具的单位用水量来确定。按建筑物使用性质和卫生器具的单位用水量来确定。膨胀排气管膨胀排气管膨胀排气管膨胀排气管冷水箱冷水箱冷水箱冷水箱循环水泵循环水泵循环水泵循环水泵加热器加热器加热器加热器末端配水末端配水点温度点温度60冷水计算温度 热水水温计算5-3 耗热量、热媒耗量的计算 一、耗热量计算一、耗热量计算 二、二、 热媒耗量媒耗量计算算 一、耗热量计算 Qh设计小时耗热量，kJ/h； qr热水用水定额； C水的比热，C=4187J/Kg； tr热水温度，60； tL冷水计算温度，。 二、 热媒耗量计算 1、采用蒸汽直接加热：Gm蒸汽直接加热热水时的蒸汽耗量，kg/h；Qh设计小时耗热量，W；im蒸汽热焓，kJ/kg，按蒸汽绝对压力查表决定。ir蒸汽与冷水混合后的热焓，kJ/h，ir=4.187tr 2 、采用蒸汽间接加热：、采用蒸汽间接加热： G Gmhmh蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，kg/h； 蒸汽的汽化热，可查表蒸汽的汽化热，可查表8.2.4确定；确定； QhQh设计小时耗热量，设计小时耗热量，kJ/h。3 3 、采用热水间接加热、采用热水间接加热GmsGms蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，kJ/hkJ/h； tmctmc热媒热水供应温度，热媒热水供应温度，； tmztmz热媒热水回水温度，热媒热水回水温度，； 5-4 加热器及贮存设备的选择计算 1. 传热面积的计算 Fjr水加热器的传热面积，m2； Q制备热水所需的热量，可按设计小时耗热量计算，传热效率的修正系数，0.6-0.8C热损失系数，一般取1.11.15 ； K传热材料的传热系数，W/m2；tj热媒和被加热水的计算温差，；具体计算方法 tj的计算 容积式加热器容积式加热器算术平均温度差：算术平均温度差： t tmcmc、t tmzmz容积式水加热器热媒的初温和终温，容积式水加热器热媒的初温和终温，； t tc c、t tz z被加热水的初温和终温，被加热水的初温和终温，。快速式加热器、半即热式水加热器快速式加热器、半即热式水加热器对数平均温度差：对数平均温度差： t tmaxmax 热媒和被加热水在水加热器一端的最大温差，热媒和被加热水在水加热器一端的最大温差，；t tminmin 热媒和被加热水在水加热器另一端的最小温差，热媒和被加热水在水加热器另一端的最小温差，。 2 2 、贮水器容积的计算、贮水器容积的计算（1 1）理论法：）理论法：建建筑筑内内热热水水用用水水曲曲线线逐逐时时耗耗热热曲曲线线根根据据逐逐时时耗耗热热曲曲线线绘绘出出耗热积分曲线耗热积分曲线拟定供热曲线拟定供热曲线（2)2)经验法经验法贮水器的贮热量可按经验贮水器的贮热量可按经验, ,由下表确定由下表确定