第7章 給水排水工程

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1、 第第7 7章章 建筑內(nèi)部熱水供應(yīng)系統(tǒng)建筑內(nèi)部熱水供應(yīng)系統(tǒng) 本本 章章 內(nèi)內(nèi) 容：容：7.1 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的分類、組成和供水方式 7.2 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的熱源、加熱設(shè)備和貯熱設(shè)備 7.3 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的管材和附件 7.4 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的敷設(shè)和保溫 7.5 高層建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng) 7.1 7.1 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的分類、組成和供水方式熱水供應(yīng)系統(tǒng)的分類、組成和供水方式 7.1.1 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的分類熱水供應(yīng)系統(tǒng)的分類 分為集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)、局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)和區(qū)域熱水供應(yīng)系統(tǒng)。1 局部熱水供應(yīng)系統(tǒng) 采用小型加熱器在用水場所就地加熱，供局部范圍內(nèi)一個或幾個配水點使用的熱水系統(tǒng)。局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)適用于使用要求

2、不高，用水點少而分散的建筑。室內(nèi)熱水系統(tǒng)主要 2 集中熱水供應(yīng)系統(tǒng) 集中加熱，管道輸送。優(yōu)點、缺點，集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)適用于使用要求高，耗熱量大，用水點多且分布較密集的建筑。3 區(qū)域熱水供應(yīng)系統(tǒng) 優(yōu)點、缺點，適用情況 7.1.2 7.1.2 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的組成熱水供應(yīng)系統(tǒng)的組成由下列部分組成，見下圖。1.1.熱媒系統(tǒng)熱媒系統(tǒng)(第一循環(huán)系統(tǒng))熱媒系統(tǒng)由熱源、水加熱器和熱媒管網(wǎng)組成。2.2.熱水供水系統(tǒng)熱水供水系統(tǒng)(第二循環(huán)系統(tǒng))熱水供水系統(tǒng)熱水配水管網(wǎng)和回水管網(wǎng)組成。3.附件 附件包括蒸汽、熱水的控制附件及管道的連接附件。tu 8-17.1.1 7.1.3 熱水供應(yīng)方式熱水供應(yīng)方式 1.根據(jù)加熱方

3、式的不同有直接加熱和間接加熱之分，如圖7.1.2所示。直接加熱也稱一次換熱，是利用以燃?xì)?、燃油、燃煤為燃料的熱水鍋爐，把冷水直接加熱到所需要的溫度，或?qū)⒄羝苯油ㄈ肜渌旌现苽錈崴ｉg接加熱也稱二次換熱，是將熱媒通過水加熱器把熱量傳遞給冷水達(dá)到加熱冷水的目的，在加熱過程中熱媒與被不直接接觸。tu8-4a b7.1.2 tu8-4c d e 2.熱水供應(yīng)方式按管網(wǎng)壓力工況可分為開式和閉式。開式(圖7.1.3)熱水供應(yīng)方式中一般是在管網(wǎng)頂部設(shè)有水箱，管網(wǎng)與大氣相通，系統(tǒng)內(nèi)的水壓僅取決于水箱的設(shè)置高度，而不受室外給水管網(wǎng)壓力坡動的影響。閉式(圖7.1.4)熱水供應(yīng)方式中管網(wǎng)不與大氣相通，冷水直接進(jìn)入

4、水加熱器，需設(shè)安全閥，有條件時還可考慮設(shè)隔膜式壓力膨脹罐和膨脹管，以確保系統(tǒng)的安全運轉(zhuǎn)。tu8-2 tu8-37.1.37.1.4 3 根據(jù)熱水管網(wǎng)設(shè)置循環(huán)管網(wǎng)的方式不同，有全循環(huán)、半循環(huán)、無循環(huán)熱水供水方式，如圖7.1.5。全循環(huán)熱水供應(yīng)方式是指熱水干管、熱水立管及熱水支管均能保持熱水的循環(huán)，各配水龍頭隨時打開均能提供符合設(shè)計水溫要求的熱水，該方式用于有特殊要求的高標(biāo)準(zhǔn)建筑。tu8-5a c圖7.1.5 循環(huán)方式 a）全部循環(huán) c）干管循環(huán) tu8-5b d7.1.5 立管循環(huán)熱水供應(yīng)方式是指熱水干管和熱水立管內(nèi)均保持有熱水的循環(huán)，打開配水龍頭時只需要放掉熱水支管中少量的存水，就能獲得規(guī)定水

5、溫的熱水。干管循環(huán)熱水供應(yīng)方式是指僅保持熱水干管內(nèi)的熱水循環(huán)，多用于采用定時供應(yīng)熱水的建筑中。無循環(huán)熱水供應(yīng)是指在熱水管網(wǎng)中不設(shè)任何循環(huán)管道。4 全天循環(huán)、定時循環(huán) 5 自然循環(huán)、機(jī)械循環(huán) 根據(jù)熱水循環(huán)系統(tǒng)中采用循環(huán)動力不同有設(shè)循環(huán)水泵的機(jī)械強(qiáng)制循環(huán)方式和不設(shè)循環(huán)水泵靠熱動力差循環(huán)的自然循環(huán)方式。6 根據(jù)熱水配水管網(wǎng)水平干管的位置不同，還有下行上給和上行下給的供水方式。tu8-67.1.6tu 8-77.1.7 7.2 7.2 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的熱源、加熱設(shè)備和貯熱設(shè)備熱水供應(yīng)系統(tǒng)的熱源、加熱設(shè)備和貯熱設(shè)備 7.2.1 7.2.1 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的熱源熱水供應(yīng)系統(tǒng)的熱源 1.集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的熱源的

6、選擇順序 2.局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)的熱源 3.利于廢熱時的措施 4.蒸汽直接加熱或汽水混合加熱的要求 7.2.2 7.2.2 局部加熱設(shè)備局部加熱設(shè)備 1.燃?xì)鉄崴?2.電熱水器 3.太陽能熱水器 7.2.3 7.2.3 集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的加熱設(shè)備和貯熱設(shè)備集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的加熱設(shè)備和貯熱設(shè)備 1.1.熱水鍋爐熱水鍋爐有燃煤、燃油、燃?xì)馊N。燃煤鍋爐有立式和臥式兩類。立式鍋爐有橫水管、橫火管、直水管、彎水管之分。臥式鍋爐有外燃回水管、內(nèi)燃回水管、快裝臥式內(nèi)燃等幾種。tu8-8圖7.2.8tu8-9圖7.2.9P147 wen 5-18 hang圖7.2.10P147wen 18-30tu8-10

7、圖7.2.10所以貯罐的容積利用率也很低?？梢园堰@種層疊的加熱方稱為“層流加熱”。(2)快速式加熱器 紊流加熱理論通過提高熱媒和被加熱水的流動速度，來提高熱媒對管壁、管壁對被加熱水的傳熱系數(shù)，以改善傳熱效果。汽-水加熱器，熱媒為蒸汽；水-水加熱器，熱媒為過熱水。tu8-11圖7.2.12 (3)半容積式水加熱器見圖7.2.14、7.2.15 7.2.16。tu 8-12 tu8-13圖7.2.13圖7.2.14tu 8-14 tu8-15圖7.2.15圖7.2.16 (4)半即熱式水加熱器tu8-16圖7.2.17 3 加熱水箱和熱水貯水箱 7.2.4 7.2.4 加熱設(shè)備的選擇加熱設(shè)備的選擇

8、 1 選用局部熱水供應(yīng)滿足的要求(4點)2 選用集中熱水供應(yīng)滿足的要求(4點)7.3 7.3 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的管材和附件熱水供應(yīng)系統(tǒng)的管材和附件 7.3.1 7.3.1 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的管材和管件熱水供應(yīng)系統(tǒng)的管材和管件 7.3.2 7.3.2 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的管件熱水供應(yīng)系統(tǒng)的管件 1.自動溫度調(diào)節(jié)裝置 tu 8-17圖7.3.1tu 8-18a b圖7.3.2 2.疏水器 為保證蒸汽凝結(jié)水及時排放，同時又防止蒸汽漏失，在蒸汽的凝結(jié)水管段上應(yīng)裝設(shè)疏水器tu 8-22 tu8-23 當(dāng)熱媒工作壓力P0.6MPa時,可采用吊桶式疏水器；當(dāng)P1.6 MPa時,排水溫度t100時,可選用熱動力式疏水器.疏

9、水器前后的壓力差P為:P=P1-P2 Pa 疏水器排水量G為:kg/hP1疏水器進(jìn)口壓力，Pa；P2 疏水器出口壓力，Pa；d疏水器排水閥孔直徑，mm；A排水系數(shù)。3.減壓閥 當(dāng)水加熱器采用的熱媒為蒸汽時，若蒸汽供應(yīng)管網(wǎng)的壓力遠(yuǎn)大于水加熱器所規(guī)定的蒸汽壓力，應(yīng)設(shè)減壓閥把壓力降到需要值，才能保證設(shè)備使用安全。減壓閥工作孔口面積f為：cm2G蒸汽流量，kg/h；q通過每平方厘米孔口截面積的蒸汽理論流量，kg/cm2 h。(查右圖)4.自動排氣閥tu8-20tu 8-21圖7.3.8圖7.3.7 例8-1 已知某容積式水加熱器采用蒸汽作為熱媒，蒸汽管網(wǎng)壓力為(閥前壓力)P1=5.4 105 Pa(絕

10、對壓力),水加熱器要求壓力不能大于(閥后壓力)P24.5105 Pa(絕對壓力),蒸汽流量Gc=2000kg/h，試求減壓閥的工作孔口截面積f。解 由圖8-20根據(jù)P2、P1 查得qc=240 kg/cm2 h，取=0.6,所以由f可選定閥門.減壓閥應(yīng)安裝在水平管段上，閥體直立，安裝節(jié)點還應(yīng)設(shè)置閘門、安全閥、壓力表、旁通管等附件，如圖8-21。安裝尺寸見附錄8-3。5.膨脹管及膨脹罐 膨脹管高出水箱水面的垂直高度h為:m H鍋爐、水加熱器底部至高位水箱水面的高度，mm；L冷水的密度，kg/m3；r熱冷水的密度，kg/m3。tu8-28tu 8-29圖7.3.9圖7.3.10 6.自然補償管段和

11、伸縮器 鋼管熱伸長量L為：L=0.012(t2r-t1r)L mm t2r管中熱水最高溫度，；t1r管道周圍環(huán)境溫度，一般取t1r=5。L計算管段長度，m；0.012普通鋼管的線膨脹系數(shù)，mm/m。tu 8-25 tu8-26圖7.3.11tu8-27 7.4 7.4 熱水管道的敷設(shè)與保溫?zé)崴艿赖姆笤O(shè)與保溫 7.4.1 熱水管網(wǎng)的布置和敷設(shè) 熱水管網(wǎng)的布置和敷設(shè)，除了滿足給(冷)的布置和敷設(shè)要求外，還應(yīng)該注意由于水溫帶來的體積膨脹、管道伸縮補償、保溫、排氣等問題。對于下行上給的熱水管網(wǎng)，水平干管可敷設(shè)在室內(nèi)地溝內(nèi)，或地下室頂部，對于上行下給的熱水管網(wǎng)，水平干管可敷設(shè)在建筑物最高層吊頂或?qū)Ｓ迷O(shè)

12、備技術(shù)層內(nèi)。熱水管網(wǎng)有明裝和暗裝兩種形式。立管與橫管連接時，為避免管道伸縮應(yīng)力破壞管網(wǎng)，立管與橫管相連應(yīng)采用乙字彎，見圖7.4.1。管道穿樓板、基礎(chǔ)及墻壁應(yīng)設(shè)套管，讓其自由伸縮。管路上還應(yīng)設(shè)閥門，見圖7.4.1。tu8-30圖7.4.1tu 8-31圖7.4.2圖7.4.3 熱水管道中水加熱器或貯水器的冷水供水管和機(jī)械循環(huán)第二循環(huán)回水管上應(yīng)設(shè)止回閥，以防加熱設(shè)備內(nèi)水倒流被泄空而造成安全事故，和防止冷水進(jìn)入熱水系統(tǒng)影響配水點的供水溫度，見圖。7.4.2 7.4.2 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的保溫?zé)崴?yīng)系統(tǒng)的保溫 熱水管徑d150mm時，應(yīng)采用鍍鋅管和相應(yīng)的配件；對于標(biāo)準(zhǔn)較高的建筑，應(yīng)采用銅管及銅制配件，也

13、可采用聚丁烯管或鋁塑復(fù)合管。另外，熱水系統(tǒng)中加熱設(shè)備、管道、管配件等均應(yīng)保溫，以減少熱損失。管道及設(shè)備保溫結(jié)構(gòu)施工有涂抹式、預(yù)制式、澆灌式和捆扎式，見圖。7.5 7.5 高層建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)高層建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng) 7.5.1 7.5.1 技術(shù)要求技術(shù)要求 技術(shù)要求與給水系統(tǒng)相同。7.5.17.5.1技術(shù)措施一致技術(shù)措施一致 分區(qū)與給水系統(tǒng)的分區(qū)相同。盡管冷、熱水分區(qū)范圍相同混合龍頭處冷、熱水壓力仍有差異，為保持良好的供水工況，還應(yīng)采取相應(yīng)措施適當(dāng)增加冷水管道的阻力，減小熱水管道的阻力，以使冷、熱水壓力保持平衡，也可采用內(nèi)部設(shè)有溫度感應(yīng)裝置，根據(jù)冷、熱水壓力大小、出水溫度高低自動調(diào)節(jié)冷熱水進(jìn)水量比

14、例，保持出水溫度恒定的恒溫式水龍頭。7.5.3 供水方式 1.集中式(見圖7.5.1)優(yōu)點是：各區(qū)供水自成系統(tǒng)，互不影響，供水安全、可靠；集中設(shè)置，便于維修、管理。缺點是：高區(qū)水加熱器需承受高壓，耗鋼量較多，制作要求和費用高。所以該分區(qū)形式不宜用于多于3個分區(qū)的高層建筑。2.分散式 各區(qū)熱水配水循環(huán)管網(wǎng)也自成系統(tǒng)，但各區(qū)的加熱設(shè)備和循環(huán)水泵分散設(shè)置在各區(qū)的設(shè)備層中，如圖7.5.2。優(yōu)點是：供水安全可靠，且加熱設(shè)備承壓均衡，耗鋼量少，費用低。其缺點是：設(shè)備分散設(shè)置不但要占用一定的建筑面積，維修管理也不方便，且熱媒管線較長。tu13-19 tu 13-20圖7.5.1 7.5.3 管網(wǎng)的布置與敷設(shè)

15、 一般高層建筑熱水供應(yīng)的范圍大，熱水供應(yīng)系統(tǒng)的規(guī)模也較大，為確保系統(tǒng)運行時的良好工況，進(jìn)行管線布置時，應(yīng)注意以下幾點：1.當(dāng)分區(qū)范圍超過5層時，為使各配水點隨時得到設(shè)計要求的水溫，應(yīng)采用全循環(huán)或立交循環(huán)方式。2.為防止循環(huán)流量在系統(tǒng)中流動時出現(xiàn)短流，影響部分配水點的出水溫度，可在回水管上設(shè)置閥門，通過調(diào)節(jié)閥門的開啟度，平衡各循環(huán)管路的水頭損失和循環(huán)流量，若因系統(tǒng)大，循環(huán)管路長，用閥門調(diào)節(jié)效果不明顯時，可采用同程式同程式管線布置形式，如圖7.5.3、7.5.4，使循環(huán)流量通過各循環(huán)管路的流程相當(dāng)，可避免短流現(xiàn)象，利于保證各配水點所需水溫。圖7.5.3圖7.5.4 3.為提高供水的安全可靠性，盡量減少管道、附件檢修時的停水范圍，可充分利用循環(huán)管路的雙向供水有利條件，放大回水管管徑，使它與配水管管徑接近，當(dāng)管道出現(xiàn)故障時，可臨時作配水管使用。