第六章-高层建筑热水及饮水供应系统.pptx
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1、第一节 高层建筑热水定额、水温和水质 一、热水用水定额一、热水用水定额 根据水水温温、热热水水时时间间、热热水水用用水水器器具具完完善善程程度度、当当地地气气候候条条件件和生生活活习习惯惯等因素确定,各类高层建筑的热水用水定额见表表6-16-1和表表6-26-2。二、水温二、水温热水用水量的多少与水温有关,温度低,相应的热水用量多;反之,则相应的热水用量少。热水水温可分为热热水水供供应应水水温温、使使用用热热水水水水温温和冷冷水水温水水温。热热水水锅锅炉炉或或换换热热器器出口的最高水温和配配水水点点的最低水温见表表6-36-3。盥洗用、沐浴用和洗涤用的使用热水的水温见表6-4。冷水温度以当地最
2、冷月平均水温资料确定,无水温资料是,可参考照6-5确定。通过使用热水温度th、热水供应水温度tr和冷水温度t1的关系可求热水供应水量占混水量的百分数Kr Kr=(th-t1)/(tr-t1)(6-1)实际应用时,直接查表,当供给热水温度为55时热水量及冷水量占混和水量的百分数见表6-6。三、水质三、水质 水在加热过程中,硬硬度度、含含氧氧量量过过高高,会引起锅炉、换热器、管道结结垢垢和腐腐蚀蚀,需对水进行软软化化处处理理和稳定处理稳定处理。软化处理采用离离子子交交换换法法处理。可分为全全部部软软化化法法和部部分分软软化化法法,前者是指全部生活用水均经过离子交换法处理,后者是指部分原水经过离子交
3、换法处理而另一部分原水不经过软化处理,然后混合后的水质硬度达到9090180mg/L180mg/L。稳定处理有物理法物理法和化学法化学法两种,物理处理法装置有磁水器磁水器、电子除垢器电子除垢器、静电除垢器静电除垢器、碳铝式离子碳铝式离子水处理器水处理器等。化学法即添加化学稳定剂如聚磷酸盐聚磷酸盐、聚硅酸盐聚硅酸盐等。图6-1全部软化法流程1储水器;2离子交换器;3软水池;4水泵;5供水泵532241市政供水管32131图6-2部分软化法流程1离子交换器;2储水池;3控制水量分配用水表;4水泵14处处理理后后水水,按60计算的日用水量不超过50m3时,碳酸盐硬度不不得得超超过过270mg/L27
4、0mg/L,若用水量超过50m3时,碳酸盐硬度不得超过不得超过180mg/L180mg/L。热水量大于50m3时,加热前原水(或软化处理后水)溶溶解解氧氧含含量量不不得得超超过过5mg/L5mg/L,二二氧氧化化碳碳不不得得超超过过20mg/L20mg/L,否则,应进行水的除气处理除气处理。一般热水供应系统按65计算时,小于10 m3的用水量可不进行软化处理,采用磁磁水水器器、除除垢垢器器代替。第二节 高层建筑热水供应系统 一、高层建筑热水供应系统设置特点和要求一、高层建筑热水供应系统设置特点和要求1、特点特点系统垂直高度大;要求热水供应可靠,水温水压稳定;设备和管道附件应承压;有排气和热膨胀
5、装置;水质符合要求;系统防噪声要求高;卫生洁具标准高,配水附件应先进可靠;尽量节水和对设备管道保温。2、要求要求应及时满足系统的水质、水量、水压、水温要求;便于管道和设备的维护管理;便于系统水量、水压和水温调节;应考虑分区热水供应;选择高质量管材、附件和设备等。二、高层建筑热水供应系统分类二、高层建筑热水供应系统分类1、按热水供应的范围可分局局部部热热水水供供应应和集集中中热热水水供应供应。2、按热煤的种类可分蒸蒸汽汽热热媒媒的的热热水水供供应应和高高温温水水热媒的热水供应热媒的热水供应。3、按热水的加热方式可分直接加热热水供应直接加热热水供应和间接加间接加热热水供应热热水供应。图6-3蒸汽或
6、高温多孔直接加热1冷水;2热水;3热媒管;4多孔管;5溢流管;6通气管;7泄气管57463215图6-4热媒水射器箱外直接加热1冷水;2热水;3热媒管;4水射器;5泄水管;6通气管;7溢流管4136727451326图6-5热煤水射器箱内直接加热1冷水;2热水;3热煤管;4泄水管;5水射器;6通气管;7溢流管图6-6间接加热示意图1热媒管;2加热箱(罐);3冷水管;4热水关;5泄水管251534、按热水供应系统管路布置形式分无无循循环环式式(上上行行下下给给式式、中中分分式式、下下行行上上给给式式等)和循循环环式式(全全循循环环式式、半循环式半循环式,同程式同程式和异程式异程式)。上行下给式图
7、6-7无循环式热水供应系统中分式下行上给式图6-8全循环式热水供应系统下回下供全循环式上回上供全循环式下供下回半循环式图6-9半循环式热水供应系统上供上回半循环式同程式异程式图6-10同程式和异程式5、按热水供应系统有无分区可分无无分分区区热热水水供供应应系系统统和分区热水供应系统分区热水供应系统。4123图6-11无分区热水系统供应1热换器;2供热管;3循环管道;4冷水管道图6-12分区热水供应系统I下区热水供应系统;II上区热水供应系统;1热换器;2供热管;3循环管道;4冷水管34123III142三、高层建筑热水供应系统的组成三、高层建筑热水供应系统的组成 1、热媒部分 包括热源热源、输
8、热管道输热管道、换热器换热器、其他装置其他装置与附件附件。2、热水供应部分 包括换换热热器器、供供热热水水管管道道、循循环环管管道道、冷冷水水供供应应管管道道等,其中管道部分又称第第二二循循环环系系统统,如图6-7图6-12所示。四、高层建筑热水供应系统方式四、高层建筑热水供应系统方式 由热热媒媒部部分分和热热水水供供应应部部分分组成的热水供应系统方式如下:1、无分区无分区的高层建筑热水供应系统方式 分为蒸汽热媒式蒸汽热媒式和热水热媒式热水热媒式两种。8913121214631110547图6-14蒸汽热媒式高层建筑无分区热水供应方式1蒸汽锅炉;2换热器;3热水干管;4热水立管;5回水立管;6
9、回水干管;7循环泵;8凝水箱;9水泵;10给水箱;11透气管;12蒸汽管;13凝水管;14疏水管34215图6-15热水热媒式高层建筑无分区热水供应方式1热水锅炉;2换热器;3循环泵;4冷水管;5冷水箱2、分区分区的高层建筑热水供应系统方式 分为蒸汽热媒分区式蒸汽热媒分区式和热水热媒分区式热水热媒分区式。334621546图6-16蒸汽热媒式高层建筑分区式热水供应方式1蒸汽锅炉;2蒸汽管道;3换热器;4冷水箱;5凝水池;6管路系统图6-17热水热媒式高层建筑分区式热水供应方式1蒸汽锅炉;2热水储罐;3冷水箱;4热水系统32321144 各种热水供应系统综合图示见表各种热水供应系统综合图示见表6
10、-76-7。对热水供应系统方式选择,应考虑以下几点应考虑以下几点:对于居住类建筑,当给水压力大于0.35MPa时,而对非居住类建筑,当给水压力大于0.45MPa时,或压力波动较大时,宜设置冷水箱、调节阀、减压或稳压装置等。高层建筑热水供应系统的分区应与给水系统分区相同。冷水系统管路图示与热水系统管路图示尽量保持一致。第三节 高层建筑热水供应系统主要设备 主要设备有水水处处理理设设备备、发发热热设设备备、换换热热设设备备、储储热(水)设备热(水)设备、提升加压设备提升加压设备等。一、水处理设备一、水处理设备主要用于锅炉的软化水处理锅炉的软化水处理离子交换法有单单级级钠钠离离子子交交换换法法和两两
11、级级钠钠离离子子交交换换法法。钠离子交换器中离子交换剂具有机机械械强强度度高高、耐耐热热性性好好、交交换换和和再再生生容容量量大大的合合成成离离子子交交换换树树脂脂,国产阳离子交换树脂见表6-19。二、发热设备二、发热设备发热设备常指锅炉锅炉,其作用是产生和提供热源产生和提供热源。可分燃煤锅炉燃煤锅炉和燃油燃气锅炉燃油燃气锅炉。三、换热设备三、换热设备 常用的换热设备为混混合合式式换换热热器器和间间壁壁式式换换热热器器,前者称直直接接式式热热换换器器,后者称间间接接式式热热换换器器。间间壁壁式式换换热器应用最为广泛热器应用最为广泛。1、容积式热换器容积式热换器 可分为管管壳壳式式容积式热换器和
12、板板式式容积式热换器(螺旋板式、板式和板翅式)。2、列管式热换器列管式热换器 可分为固固定定管管板板式式热热换换器器、U U形形热热换换器器、浮浮头头式式热热换换器器。四、储热(水)设备四、储热(水)设备 常见的有储储热热箱箱、储储热热罐罐等。储热箱的断面有圆圆形形和方方形形,金属板材焊制而成,外有绝热材料,呈开式,不承受液体压力。储热罐断面有圆圆形形,两端有封头,常为闭式,承受流体压力,外有绝热材料。五、提升加压设备五、提升加压设备 提升加压设备常为水泵水泵、蒸汽泵蒸汽泵。根据热水供应系统所需流量流量和扬程扬程选择泵。热水循环应选用热水泵,选用是尽可能使其供水可靠且节能供水可靠且节能。第四节
13、 高层建筑热水供应系统器材和附件 一、自动温度调节装置一、自动温度调节装置通过控制换热器上的热媒量热媒量来控制热水温度。自动温度调节装置构造分直直接接式式和间间接接式式。直直接接式式自自动动温温度度调调节节装装置置由温包、感温元件和调节阀组成,如图6-27所示。温包探测换热器内水温,传导至感温元件,感温元件随即调节开启和关闭调压阀的热媒流量,继而调节了换热器内的水温。间间接接式式温温度度自自动动调调节节装装置置由温包、电触点温度计、电抗、变速箱等组成。温包探测换热器内的水温,传导至电触点温度计,当指针指到设计的高温触电便可启动电动机关闭或关小阀门减少热媒量,反之电机开启或开大阀门增加热媒量。二
14、、疏水阀二、疏水阀疏疏水水阀阀的的作作用用是排水不排气,可以保证蒸汽凝结水及时排出同时又防止蒸汽漏失,它安装在换热器冷凝水排水管道上。疏水阀可分低低压压疏疏水水阀阀和高高压压疏疏水水阀阀,常常采采用用高高压压疏水阀疏水阀。常见的疏水阀有浮浮筒筒式式、吊吊桶桶式式、热热动动力力式式、脉脉冲冲式式、温调试温调试等。吊桶式疏水阀如图6-30所示、热动力式疏水阀如图6-31所示。当换热设备中热媒蒸汽的工作压力P1.6MPaP1.6MPa,排水温度t100t100时,可选用热热动动力力式式疏疏水水阀阀;当P0.6MPaP0.6MPa时,可选用吊桶式疏水阀吊桶式疏水阀。具体选用时具体选用时要根据安装疏水阀
15、前后压力差前后压力差及排水量排水量等参考,可按下式计算,由产品样本选定。式中:G疏水阀设计排水量,kg/h;A排水系数,倒吊桶式、浮筒式疏水阀排水系数A值见表6-9,其他疏水阀应按产品样本提供的参数选定;d疏水阀排水阀孔直径,mm;P1疏水阀进口蒸汽压力,Kpa,以饱和蒸汽压得95%计;P2疏水阀出口蒸汽压力,Kpa,可采用P2=0。(6-2)疏水阀安装疏水阀安装有不带旁通管水平安装、带旁通管水平安装、不带旁通管的并联安装、带旁通管的并联安装。如图6-32所示。(a)水平安装(不带旁通管)(b)水平安装(带旁通管)(c)并联安装(不带旁通管)(d)并联安装(带旁通管)一B图6-32疏水阀的安装
16、三、减压阀和节流阀三、减压阀和节流阀减减压压阀阀作作用用是将蒸汽热媒压力降到小于0.5 MPa。减压阀是利用流体通过阀瓣产生阻力而降压,有波纹管式波纹管式、活塞式活塞式、膜片式膜片式等。活塞式减压阀活塞式减压阀如图6-33所示。波纹管式减压阀波纹管式减压阀如图6-34所示。减减压压阀阀选选择择时时应求得其工工作作孔孔口口断断面面,查产品样本确定其型号,按下式计算:式中:f工作孔口截面,cm2;Gc蒸汽流量,kg/h;qc通过平方厘米孔口截面的蒸汽理论流量,按图6-35选用,kg/(cm2h);减压阀流量系数,一般为0.450.6。节流阀节流阀常指截止阀截止阀、闸板阀闸板阀、旋塞阀旋塞阀、蝶阀蝶
17、阀等,用于调节和启闭热水量和热媒量。截止阀截止阀关闭较严,常安装与蒸汽管道蒸汽管道上,其他阀门其他阀门常用于热水管道热水管道上。(6-3)四、自动排气阀四、自动排气阀自自动动排排气气阀阀作作用用就是将排放掉干管末端或最高处积存的空气或由热水释放的空气,避免其形成气塞,阻止热水流动。排气装置由手手动动式式和自自动动式式。自动式能自动排气且能阻止热水外泄,使用方便,效果好。自动排气阀结构自动排气阀结构如图6-37所示。安装示例安装示例如图6-38所示。自动排气阀一般按管网系统的工作压力来选定,当系统热水温度t95t95,工作压力P2105PaP2105Pa,可选用排排气气孔孔径径d=2.5mmd=
18、2.5mm;工作压力P=2105PaP=2105Pa4105Pa4105Pa时,可选用孔径孔径d=1.6mmd=1.6mm的阀座。五、补偿器五、补偿器补补偿偿器器的的作作用用防止由于金属管道的温度影响下热胀冷缩造成的管道受损。金属管材热伸长量金属管材热伸长量按下式计算:L=(t2r-t1r)l (6-4)式中:L金属管热伸长,mm;t2r管中热水的最高温度,;t1r安装管道处室内温度,;l计算管道的管段长度,m;金属管的线膨胀系数,mm/m,钢管值为0.012。补补偿偿器器种种类类有管式补偿器、套管补偿器、环形补偿器等。管式补偿器管式补偿器由自然补偿管道、方形补偿器。在拐弯管道直线管段上适当位
19、置设定支撑来补偿固定支撑间管段热伸长量。在较长直管中间安装方形补偿器方形补偿器。套套管管补补偿偿器器适用于管径DN100mm直线管段来补偿其热伸长,环环形形补补偿偿器器适用于管径DNHh则能自然循环,为保证安全可靠的自然循环,要求Hx(1.11.15)Hh。反之,当HxHh则不能自然循环,应选择热水循环泵进行机械循环,所选水泵的扬程和流量应比理论计算数稍大些,以保证工况的运行可靠。(二)热水供应管网水力计算(二)热水供应管网水力计算 热水供应管网水力计算包括了热水配水管网计算和热水循环管网的水力计算。1 1、热水供应配水管网计算、热水供应配水管网计算 从换热器或储水罐出来的热水进入到各热水卫生
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