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住宅小区热水系统设计探讨
作者:佚名    信息中心来源:不详    点击数:    更新时间:2007-7-22    【字体:
随着住宅建设向精品化、高档化发展,即使在南方地区,越来越多的住宅小区要求全日制供应热水,由于小区由多栋单体住宅组成,不同于独栋建筑,对设计及调试均有一定的难度,笔者结合某住宅小区热水系统设计中遇到的一些问题,谈一点体会,和同行们共同探讨。该小区位于佛山顺德,不在城市热力管网供应范围内,只能采用燃油热水炉。  1  加热贮热方式及其比较3WL中国建筑网  据调查,目前市场上有两种不同构造的燃油热水机组,均符合环保要求,可在常压下使用,代替传统的热水炉加热交换器方式。但厂家为推销产品,任意夸大其产品的优点及使用范围,而对其局限性往往避而不谈或一笔带过,误导了一部分设计人员,使产品或达不到设计要求,或缩短正常使用年限,鉴于此,有必要深入分析机组的工作原理,了解其优缺点及适用范围,使设计更经济合理。3WL中国建筑网  (1)直接加热式中央热水机组3WL中国建筑网  3WL中国建筑网  该机组通过直接加热方式产生热水,它的优点:机组本体为开式结构,在常压下工作,消除了压力锅炉爆炸的危险因素,可不受劳动部门监察;设备系统简单,投资省,热效率高,运转安全可靠。但在实际应用中也存在一些问题:由于是低压运行(<0.1MPa),并需设高位水箱增压稳压,不能采用闭式热水系统,因此多为机组上置式的上行下给式热水供应方式;生活热水不同于空调循环水,其热水是有去无回,随着冷水的不断加入,机组本体结垢会日益严重;当热水用水量大时,水温波动大,一般需设热水储罐,因此较适合于定时用水或用水均匀、耗热量较小的用户。该型机组如湖南宗大的CWNS型、广州迪宝的DBJ型。 3WL中国建筑网  (2)间接加热式中央热水机组(图2)。3WL中国建筑网  3WL中国建筑网  该机组采用间接加热方式,即在直接加热机组基础上,增加了一台内置式水-水热交换器,由直接加热高温热媒水通过内置的热交换器加热生活热水。该机组同样在常压下工作,但由于其内置的热交换器可承压,克服了直接加热式热交换器不能承压的缺点,可置于建筑物内的任何位置,给设计和管理带来方便。通过间接方式加热后,生活热水与热媒水各自独立,保证了生活热水的清洁,避免了机组本体的结垢。但该机组同样具有一些问题:与单独的热交换器相反,内置的热交换器生活热水走管程,管内不可避免地会结垢而严重影响热水供应和热交换效率;热水水头损失大,在用水点冷热水压力平衡会很困难;虽机组内设有热媒水循环泵,但热媒水对流循环仍不充分,热交换效率不会很高;内置的热交换器相当于快速热交换器,需另设一相当容量的热水储罐,才能保证水温波动不大。鉴于以上原因,曾考察了进口和合资厂的产品,未发现有该种形式的热交换器,这不能没有一定的道理,选用时宜慎重。该型机组如湖南宗大的CWNSD型、广州迪宝的DBZ型。3WL中国建筑网  (3)传统热水炉加热交换器方式(图3)。3WL中国建筑网  3WL中国建筑网  该种方式由热水炉提供95℃高温热水作热媒,通过另设的水-水热交换器,提供生活热水。这种传统的储热加热方法,供水稳定安全,噪声低,适合大型宾馆、饭店、医院、办公楼等。由于生活热水温度由设在高温热媒水管上的温控 阀控制,当生活热水用量很小或没有用热水的情况下,应切断热媒水,但这将危及热水炉的安全运行,因此,需设置傍通管,其上设阀门,与温控阀相关运行,使热媒水得以超越热交 换器回到热水炉。 3WL中国建筑网  以上前两种方式与最后一种方式相比,具有结构紧凑、热损失少、投资省、控制方便等优点 ,适用于没有采暖或不采用热水采暖的场所以及耗热量小于92×104kJ/h的用户。3WL中国建筑网  2  本小区热水系统设计3WL中国建筑网  2.1 热水系统选择3WL中国建筑网  本小区分高低两区供应热水,供热量分别为130×104kJ/h和200×104kJ/h,为保证用水点压力平衡,分别由对应的高低区冷水变频机组供给。经过技术经济比较及与建设方协商,该小区采用热水炉加热交换器方式。原因如下:由于用水点分散,不宜在屋顶设置热水机组;有专业物业管理公司管理,维护、管理能力较好;住户对水温、水压 有较高的要求;比其他方式,一次性投资增加不多,但使用寿命长,维护管理费用低。3WL中国建筑网  根据本小区特点,在小区中心位置地下室内设置了小区集中热水供应系统。其优点是:加热和其他设备集中设置,便于集中维护管理;一般设备热效率高,热水成本较低;卫生设备的同时使用率低,设备总容量较小;单个住宅不必设置加热装置,占用建筑面积较少 。通过比较,热水供应系统采用全日制供应体制,闭式下行上给式机械循环方式。此系统的最大问题是室外管网布置要采取措施防止管网循环短路,使各回路的循环水头损失相均衡。解决这个问题的措施是:将距离加热器较远的各立管管径适当放大;将回水管逆向布置;在每根回水立管上设调节阀或节流孔板。3WL中国建筑网  2.2 管材的选择3WL中国建筑网  (1)室内热水管。《建筑给排水设计规范(GBJ 15-88)》规定,热水供回水管可以采用镀锌钢管,宾馆、高档住宅、别墅等建筑宜采用铜管、铝塑复合管、聚丁烯管等塑料管材。随着人们对水质要求的提高,镀锌钢管越来越被其他的管材所取代,而铜管、薄壁不锈钢管虽为热 水系统的理想管材,但其价格较贵,且保温后所占空间较大,在住宅小区内使用不易被开发商接受。而各种塑料管材的推广使用正好填补了这个空白。根据塑料管的长期耐温性能,热水用铝塑复合管(XPAP)、交联聚乙烯管(PEX)和聚丙烯管(PPR),均可在建筑热水 供应系统中应用。下面就聚丙烯管谈点看法。3WL中国建筑网  ①管道公称压力的选择:聚丙烯管的选择应根据连续工作水温、工作压力和使用年限来确定 。管道的承压由于随着输水温度的上升,其允许压力急剧下降,而且随着承压时间的增长,其允许压力则明显下降,因此在管道使用水温从20℃上升到60℃时,其压力等级会下降50% ,从长期使用寿命考虑,热水经常使用温度则不宜超过60℃。与此同时,所选用的管材压力 等级必须满足寿命期内的承压能力。3WL中国建筑网  ②胀缩:聚丙烯管的线胀系数是铜管的10倍,且热水系统温差大,其热胀性更加突出。因此 ,对明设和暗敷管道,直线距离较长时,可采用折角自然补偿或用U形管补偿。对于住宅内 热水立管,管径较大(大于DN50),且每户均接出支管,直线距离较长又不能采用折角自由臂 补偿,使用U型、L型、Z型弯曲补偿须占用较大空间,不利于住户装修,因而急需开发一种 类似于排水UPVC管伸缩节的伸缩器。对于嵌墙敷设的管道,由于墙槽最后是用水泥砂浆嵌实 ,管道受到水泥砂浆摩擦力,其良好的蠕变性,得以使轴向力伸缩转化成径向变化。虽塑料管的胀缩率较大,但其胀缩力却较小,其胀缩绝不会使嵌实并固化的水泥砂浆崩裂。3WL中国建筑网  ③管的保温:聚丙烯管的导热系数很小,约为钢的1/100,铜的1/1000,因此室内热水系统除较大管径管道及立管须保温外,每户进户给水支管及以后管道嵌墙敷设一般不必保温。立 管的保温材料可采用玻璃纤维双合管、PVC/NBR闭孔型橡塑海绵、高发泡聚乙烯闭孔型保温等。3WL中国建筑网  (2)室外热水供回水管。3WL中国建筑网  由于聚丙烯等塑料热水管不宜作室外暴露管,如室外热水供回水管要采用塑料热水管,则管 道必须做保温层、保护层后方可敷设在管沟内,管沟应有与管道相同的坡度和防水排水措施。为了便于安装和检修,管沟内管道尽量作单层布置,这样会占用较宽的平面尺寸,影响其他管 线的布置,且管沟会破坏路面,影响交通,此时可采用预制保温管道直埋。预制保温管道由三层组成,从里到外分别为金属管、聚氨酯保温层、高密度聚乙烯外套管。最初该管道用于 城市热网中输送高温热水,由于高温热水经过软化处理,管道不会产生结垢,且水质要求也不高,但如用于生活热水系统,钢管会影响水质,且容易结垢,所以金属内管最好采用铜管。3WL中国建筑网  2.3 热水系统计算3WL中国建筑网  本小区多为二卫一厨标准较高的住宅。据有关部门统计,该种标准住宅平均每户3.2人,设计取3.5人。当量N按厨房洗涤盆为0.7、洗脸盆为0.8×2、浴缸为1.0、淋浴器为0.5计算 得当量总数Ng=3.8。再根据设计秒流量计算公式Qg=0.2α(Ng)^(1/2)+kNg,其中取α=1.1、k=0.005和Ng=3.8代入得Qg=0.45L/s。。分析日常住户用水情况,在目前居住人口不增加的前提下,即使卫生器具设置很多,最大用水量也多发生在两卫生间同时淋浴,厨房洗涤盆同时用水组合上,据设计规范Qmax=0.14+0.20+0.10=0.44L/s。两值基本相同,说明计算方法合理。3WL中国建筑网  2.4 存在问题3WL中国建筑网  (1)如户内热水用水点离热水立管很远,由于户内不设回流管,使用前需先放去户内管系中冷水,浪费水量,等待热水时间长,使用不便。3WL中国建筑网  (2)开发商为降低成本,计量均采用热水表,只计量用水量,不考虑每户热水供应温度的差异,这对系统末端用户是不公平的。同时使用前先放去户内管系中冷水也计量在热水用水量内,使住户用水成本增加。3WL中国建筑网
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