集中热水系统设计思路及案例介绍课件.ppt
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1、集中热水系统设计思路及案例介绍,董礼汀 2013-5,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,1、基本概念2、系统组件3、设计思路4、案例介绍,目 录,1、基本概念,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,基本概念,设计小时耗热量:热水供应系统中用水设备、器具最大时段内的小时耗热量。建筑给水排水设计规范2.1.87相关概念:设计小时热水量、平均小时耗热量、热水系统的小时变化系数,1.1 设计小时耗热量,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,基本概念,在全日、工作班或营业时间内不间断供应热水的系统为全日热水供应系统;在全日、工作班或营业时间内某一时段供应热水的系统为定时热水供
2、应系统。建筑给水排水设计规范2.1.79A、2.1.79B,1.2 全日热水供应系统与定时热水供应系统,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,基本概念,设计小时供热量:热水供应系统中加热设备最大时段内的小时产热量。建筑给水排水设计规范2.1.87A贮热量:由水加热器、贮热设备储存的热水折算出的热量。折算方式:贮热量=贮热水体积*热水密度*温差*比热采用容积式水加热器时,耗热量、供热量和贮热量之间的关系为:供热量=耗热量-贮热量/T贮热量的调节作用:1)调节供热量与最大小时耗热量的差值(容积式加热器);2)调节供热量与设计秒耗热量之间的差值(半容积式热水器);3)当系统无贮热量时(即热式
3、、半即热式):热源应满足设计秒耗热量的需求;有可靠灵敏的温度控制装置;,1.3 供热量与贮热量,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,基本概念,传热系数K:在特定工况(流速、流态、换热界面材质等)下,表面式水加热器单位面积上传递热量的能力。该数值反映水加热器的工作效率。传热系数导热系数,材质一定条件下,导热系数是定值,传热系数是变值;实际换热器的传热系数要通过实验测定。,1.4 传热系数,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,基本概念,影响传热系数的因素:1/K=1/1+/+1/21热媒向换热管内壁的对流传热系数,正比于热媒流速的0.8次方;2换热管外壁向被加热水的对流传热系数
4、,正比于被加热水流速的0.8次方;换热管壁厚、锈蚀和水垢的总厚度;热管壁、锈蚀和水垢的导热系数;提高传热系数K的措施:1)增大热媒与被加热水的流速,增加湍流程度,从而提高对流传热系数;2)选用合适的加热器材质,控制锈蚀、结垢的情况;,1.4 传热系数,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,2、系统组件,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,系统组件,闭式热水系统示意图,1 容积式热交换器(加热与贮热设备)2 管网3 循环泵4 隔膜膨胀罐(其他附件),加热设备:加热设备的分类:直接加热、间接加热直接加热:热水炉、热水器、加热水箱间接加
5、热:水-水、汽-水热交换器(容积式、半容积式、半即热式、即热式等)贮热设备:开式(水箱)、闭式(水罐);贮热、贮热+加热(容积式加热器),2.1 加热与贮热设备为系统制备热水,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,系统组件,热水炉,热水器,容积式热交换器,板式热交换器,水加热器的选用要求:热效率高,节材、节能、节地;热水侧阻力小(规范建议小于0.01MPa),有利于冷热水压力平衡;可靠、安全、易检修;贮热设备的选用要求:有效贮热容积系数大,低温区、滞水区少;温控系统可靠,出水温度稳定;,2.1 加热与贮热设备,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,系统组件,不同水加热器的构造特
6、点,2.1 加热与贮热设备,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,系统组件,U型管换热器及其发展,2.1 加热与贮热设备,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,系统组件,快速式U型管换热器,容积式换热器,导流型容积式换热器,半容积式换热器,波节管,波节管半容积式换热器,导流装置,强制下降管,U型管换热器,其他形式的换热器,2.1 加热与贮热设备,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,系统组件,浮动盘管半容积式换热器,板式换热器,弹性管束半容积式换热器,常见水加热器性能对比,2.1 加热与贮热设备,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,系统组件,2.1 加热与贮热
7、设备,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,系统组件,板式换热器+储水罐的形式与导流型容积式水加热器的比较,导流型容积式换热器,板式换热器+储水罐,1 容积式热交换器2 板式热交换器3 储水罐,1)热水管道管材选用的要求耐热耐腐蚀;连接方便可靠;(机械连接、焊接、熔接、粘接)符合饮用水卫生标准;2)常用的管材金属管:薄壁铜管、薄壁不锈钢管;(机械连接或焊接)塑料管:PP-R,PB、PEX;(熔接)PVC-C(粘接)复合管:衬塑钢管(内衬PP-R、PEX、PVC-C,机械连接)、铝塑复合管(内外覆PP-R、PEX,机械连接、熔接);,2.2 管道输水至加热器和用水点,集中热水系统设计思路
8、及案例介绍 2013-5,系统组件,3)管道布置要求冷热水管道水力同程,主要回水点回水管道水力同程;,2.2 管道,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,系统组件,合理设置活动支架、固定支架和伸缩节,避免温度变化产生的形变与压力破坏管道;(尤其是塑料管道),2.2 管道,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,系统组件,选择合理的保温材料和合理的保温层厚度;(节能、节材、省空间),滑动支架和固定支架的设置,1)循环泵流量的确定A)系统保温:补充系统的热损失:B)初次加热:在1530min内将管网内所有的水送回加热设备:,2.3 循环泵通过强制流动保持管道内的水温,集中热水系统设计
9、思路及案例介绍 2013-5,系统组件,2)循环泵扬程的确定克服循环水量经过供回水管网的水头损失:Hb=hp+hx由于计算过程复杂,实际工程中可按以下方式计算:Hb=1.1R(L+L)+H2R单位长度水头损失,可取0.10.15kPa/m。L自水加热器至最不利点的供水管长;L自回水管最不利点至水加热器的回水管长;H2水加热器的水头损失。,2.3 循环泵,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,系统组件,1)闭式膨胀罐、安全阀和膨胀管防止热水系统受热后压力过高。A)闭式膨胀罐适用条件:日热水用水量大于30m3的闭式系统;总容积计算公式:Ve膨胀罐总容积;f加热前水的密度,24小时供热取回水
10、温度,非24小时供热取冷水温度;r加热后水的密度;P1膨胀罐处的管内压力+0.1MPa;P2膨胀罐最大允许压力,取1.10P1;Vs系统内热水的总容积;根据以上条件化简后得:,2.4 其他组件,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,系统组件,B)安全阀适用条件:日热水用水量小于等于30m3的闭式系统;注意事项:需引至安全处排放;压力可设定为热水系统工作压力的1.1倍;C)膨胀管工作原理:利用在特定高度排放介质泄压、定压;适用条件:有高位非引用水水箱;注意事项:设置高度既不得过高(超压),也不得过低(损水);,2.4 其他组件,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,系统组件,安全
11、阀结构图,2)排气阀、泄水阀保证系统运行顺畅,检修方便 设置要求:高处排气、低处泄水;有条件时优先利用配水点。3)温控阀控制水加热器出水温度稳定自力式温控阀:精度低,可靠性差,价格低电动式温控阀:精度高,可靠性好,价格高安装位置:热媒管道上,2.4 其他组件,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,系统组件,自力式温控阀,电动式温控阀,电动式温控三通阀安装示意图,3、设计思路,集中热水系统设计思路及案例介绍 2013-5,1)供热范围:注意是否有用水量较大的场所;注意是否有定时供热或用户对供热时段有特殊需求的场所;类似的场所包括浴室、洗衣房、厨房等,这些场所宜独立设置热水管网或加热设备。
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