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别墅工程热水系统

作者:网站管理员 来源:本站原创 日期:2013-4-25 10:33:50 点击:2434 属于:公司新闻
宁波地源热泵

跟着房地产市场的细化,市场对定位高真个别墅工程品质追求在不断进步。而高端别墅产品的消费者更是注重栖身环境的美观、恬静和个性化。


 

市场的需求带来别墅工程在功能布局上的多样化,仅从给排水专业的角度来看,泛起了别墅工程中厨房及卫生间等用水功能房间多而分散,且各层在竖向位置上错位的特点。


 

别墅消费者对别墅的使用一般分为两种,一种是用来自己常常栖身,另一种是把别墅作为私家会所。


 

近年来因地面辐射供暖系统的恬静性,其在别墅工程中已普通采用。


 

以上种种给别墅工程的设计带来很多新的思路,宁波xrpapp下载根据介入的几个别墅工程给排水设计,对别墅工程的热水系统设计谈一些想法主意。


 

1 热源的选择


 

别墅工程的热水系统应属于局部集中热水供给系统,依据《建筑给水排水设计规范》的有关条文和经济合用的原则,其热源宜采用太阳能、电能、燃气及蒸汽。


 

使用太阳能时,应有辅助热源,在太阳能充足的地区太阳能可作为主热源,在太阳能欠缺的地区太阳能可作为次要热源;使用电能时,在经济公道的情况下使用空气源热泵设备;使用燃气热源时,应留意安全用气的要求;有集中蒸汽供给的前提时可以使用蒸汽热源。


 

2 管路系统的设置


 

别墅工程的热水系统因为用水点分散,热水供给的线路较长,热水设备距最远用水点一般在15~30m,故管路系统应设计成闭合轮回系统,可尽量做到即出即热即用,节约用水。


 

对于别墅的闭合轮回管路,冷、热水应设计成同程式系统,习惯上较优的有以下两种轮回方式:


 


 

             图1 立管轮回方式系统


 

第一种立管轮回方式(如图1)可尽量减少水平布管。此布管方式仅部门热水回水管为水平管,其管外径为25mm,易于敷设于楼地面找平层内,而立管可隐蔽于管井内。但假如别墅卫生间多而分散,且上下卫生间不便利用相同的管井,此种方式便失去其长处。


 

第二种方式(如图2)为大轮回管路系统,冷、热水管道同程走过每个用水房间,克服了管路压力平衡题目,管线使用维护简朴。但泛起了水平布管增加,特别是有的水平管为供水干管,干管外径为40mm,其敷设或是局部降板处理,或是从板下敷设。降板处理时,可与地板辐射采暖敷管综合考虑;板下敷设时,为了尽量减少对房间美观的影响,可穿梁敷设,但穿梁位置会受结构前提的限制,并需正确预埋套管,增加了施工难度。再者是最远热水用水点与热水设备间隔增加,最大时为60-70m,管路需加强保温,并选择绝热前提好的复合管材。


 


 

            图2 大轮回方式系统


 

3 热负荷的计算


 

3.1 别墅工程热水使用情况分析


 

别墅消费者对别墅的使用如前所述,有一部门消费者是用来自己常常栖身,也有相称一部门消费者把别墅作为私家会所来使用。假如别墅作为家庭使用,其热水使用情况比较好分析和设定,但假如是用作私家会所使用,其热水使用情况就比较复杂。

宁波地源热泵的想法主意是别墅的热水系统按日常栖身使用来考虑,再适当放大计算系数,以适应作为私家会所使用性质,假如在使用中仍不能合用,业主可更换热水设备,或再并联一台热水设备,以增大热水器功率。


 

作为日常栖身,热水主要用于洗浴,且热水的使用较为集中在晚上1~1.5h内使用。


 

3.2 计算方法的选取


 

3.2.1 规范中热水负荷计算


 

《建筑给水排水设计规范》(GB 50015—2003,以下简称“规范”)中关于热水负荷计算有如下公式:


 

(1)全日制集中热水系统小时耗热量公式:


 

       (1)


 

式中Qh——设计小时耗热量,w;


 

Kh——小时变化系数;


 

m——用水单位数;


 

qr——热水用水定额,L/(人?d)或L/(床?d),按“规范”划定采用;


 

C——水的比热,取C=4187 J/(kg?℃);


 

tr——热水温度,取tr=60℃;


 

tl——冷水温度,按“规范”划定采用,℃;


 

pr——热水密度,一般取1kg/L。


 

式(1)合用的是全日制集中热水系统,对局部系统来说热水用水时间集中,若采用该式计算结果必定偏低,与实际热负荷不吻合。


 

(2)定时供给集中热水系统小时耗热量公式:


 

             (2)


 

式中qh——卫生用具热水用水定额,L/h,按“规范”划定采用;


 

tr——热水温度,取tr=40℃;


 

No——同类型卫生用具数目;


 

b——卫生用具同使用百分数,别墅工程多个卫生间时,按假设的使用情况确定用具数目,卫生间内只计浴盆或淋浴器,其他用具不计。


 

式(2)适合计算别墅工程热水系统小时耗热量。


 

(3)别墅的热水使用时间较为集中,但同时由于使用要求恬静性,保证随时有热水供水,固采用容积式水加热器进行换热和储热。容积式水加热器小时供热量公式为:


 

         (3)
   式中Qg——容积式水加热器的设计小时供热量,W;


 

η——有效储热容积系数,容积式水加热器取=0.75;


 

Vr——总储热容积,L;


 

T——设计小时耗热量持续时间,取T=2~4 h;    


 

tr——容积式水加热器设计出水或储水温度,取tr=60℃。


 

由“规范”中卫生用具的一次和小时热水用水定额的关系可以推出,每个用具的一次用水时间为0.5h,假如取2h,同类卫生用具会使用4次,显然对别墅工程来说,的取值不是很符合实际使用情况,计算出的设计小时供热量偏大。


 

用“规范”的公式和计算方法,必需进行接近实际使用情况的数据假定才可公道进行别墅工程热水负荷计算,但假定取值过程比较麻烦,且不易理解。


 

3.2.2 尺度图集中容积式燃气热水器的选型计算


 

在国家建筑尺度设计图集《住宅热水器选用与安装》(01SSl26)中给出了容积式燃气热水器的选型计算。


 

容积式燃气热水器除在使用前预热外,在使用过程中还可以继承加热。


 

(1)确定全天最大使用时段T1的热水用水量Q(L),按浴盆或淋浴器计算:
                          (4)


 

式中q——设定储水温度下,卫生用具的一次热水用量,L/次;


 

m——统一种卫生用具同时使用个数;


 

n——每种卫生用具连续使用次数。


 

计算时应将用具使用的40℃水温的水量换算成热水器供给的60℃水温的水量。


 

(2)计算热水器的设计容积V设计(L),并按50%~85%的用水量Q计算热水器的有效容积V有效(L),燃气热水器宜取下限值。


 

V有效=(50%~85%)Q


 

 V设计=(1.3~1.4)V实际                             (5)


 

式中1.3~1.4—容积系数。


 

(3)计算热水器的热负荷Φ设计(MJ/h):


 

             (6)


 

式中T1——全天最大使用热水时间,可直接假定为1.5h;


 

q1——使用温度下,卫生用具的一次用水量,L/次;


 

qh——卫生用具小时用水量,L/h;


 

1.1~1.2——热损系数;


 

η——热水器的效率,≥0.75,可取0.9;


 

C——水的比热,取=4.19kJ/(kg?℃)。


 

(4)根据V设计和选产品额定V实际和。


 

(5)校核预热时间:


 


 

3.2.3 别墅热负荷计算方法选用


 

用《住宅用热水器选用与安装》给定的热水系统计算方法,宁波xrp数字货币官网假定了洗浴用具的使用情况和使用人数如下:


 

(1)对于面积在500m2以下的别墅,宁波xrpapp下载假定的情况是2个浴盆同时使用,每个浴盆连续2人使用,热水使用时间持续1.5h。浴盆每次热水用量取150L,淋浴器每次使用的用水量取100L,假定2个浴盆在一定程度上放大了使用前提,故此假定是能知足6口之家的热水使用的。计算得V设计=260L,Φ设计=38MJ/h,T2设计=1.9h,可选A.O.Smith EMGP(O)-75C型家用燃气热水器,V实际=285L,Φ实际=71.2 MJ/h,T2设计=1.2h。


 

(2)对于面积在500m2以上的别墅,宁波地源热泵假定的情况是1个冲浪浴盆、1个浴盆和1个淋浴器同时使用,冲浪浴盆1次使用,普通浴盆和淋浴器连续2人使用,热水使用时间持续1.5h。冲浪浴盆每次热水用量取300L,浴盆每次热水用量取150L,淋浴器每次使用的用水量取100L,此假定能知足8口之家的热水使用。计算得V设计=350L,Φ设计=50MJ/h,T2设计=1.95h,同样可选A.O.Smith EMGP(O)-75C型家用燃气热水器。


 

假如别墅作为私家会所使用可以选用A.O.Smith BTR(O)~154型商用燃气热水器V实际=306L,Φ实际=45.1kW,T2设计=0.53h,初始加热时间短,可知足更多人同时使用。


 

4 轮回水量的计算和轮回泵的选取


 

别墅的热水系统轮回流量本应按全日制供给系统计算,但因保温材料、施工质量、夏季和冬季热损不一致等因素的变化,配水管道的热损不易确定,故可采用温控轮回或定时定量轮回方式。


 

作为小型热水系统,一般不设轮回备用泵,如采用温控轮回,每小时泵的启停可能会超过6次(间歇运行的水泵每小时启停不应超过6次),故宁波xrp数字货币官网以为采用定时定量轮回相对更公道。


 

以大轮回为例,热水干管为DN32,总长以70m计,管道容积为56L,每小时定时轮回4次,每次水泵运行5min。


 

                 (8)


 

式中Qb—轮回水泵的流量,L/h;


 

V—热水轮回管网系统的水容积,不包括无回水管的管段和加热设备的容积,L。


 

轮回泵流量取0.675m3/h,选用GRUND FOS UPS25系列轮回泵,其高效运行知足要求,取流量1.0m3/h进行水力计算,S3.2系列PP—R管,流速0.45m/s,i=10.51mm/m,按70m管道计,沿程水头损失为0.735m,管路局部水头损失取30%,单向阀局部水头损失取1m,热水器局部水头损失取1m,水泵的扬程为3m。选用UPS25-50轮回泵,功率为45W。


 

5 热水设备的选择


 

目前大多数地区主要热源为自然气,本文的阐述主要以燃气设备进行,其他热源的计算及数据选用类似。


 

(1)现在别墅工程中越来越多的采用地面辐射供暖系统。对于地板采暖系统的热负荷应与暖通专业配合,按照国家有关节能尺度计算确定。


 

因为别墅的热水使用是集中短时间的,而地板采暖有一定的热惰性(温升慢、散热慢),可以中断供暖,目前技术比较成熟的燃气锅炉和壁挂炉可以实现不同出水温度的控制,有前提实现两个系统共用热水炉,但燃气炉功率调节的范围一般为30%~100%,故要热水、采暖两个系统共用设备二者所需功率必需匹配。热水系统功率不能低于xrpapp下载系统的50%计算最大功率(热水低负荷时),但热水炉可以间歇运行,局部采用xrpapp下载系统时(只有部门房间使用xrpapp下载系统),最低采暖功率(采暖不全开)不能低于热水系统的30%。否则两个系统宜分别选用供热设备。


 

热水系统和地面辐射采暖系统共用设备时可选燃气壁挂锅炉或落地锅炉,热水系统需设置密闭换热水箱。壁挂炉系统布置见图3。壁挂炉一般自带热水膨胀罐和供暖轮回水泵,采用落地锅炉时,应根据产品和系统情况设置热水膨胀罐和供暖轮回水泵。


 

(2)热水系统单独选用热水设备时可选用容积式热水器,系统有一定的储热容积,可防止加热器频繁启动,并且热水设备的功率可以大大降低。特别是采用电热水器时,可以大大减小小区变配电设备容量。


 

(3)太阳能热水系统分为集中供热系统和家用系统,就别墅工程来说笔者主张按集中供热系统进行设计。


 


 

             图3 壁挂炉系统


 

小 结


 

别墅工程的热水系统设计应因地制宜,公道选择热源,有前提的地区宜选择太阳能热水系统。


 

对于系统的设计应本着管路简朴、利便维护的原则进行布置。管路布置应尽量利便隐蔽,对于明装冷水管道也应防结露保温。


 

对于容积式热水器,现在市场上家用系列和商用系列的功率差距较大,家用系列的功率有些偏小,而商用系列的功率又富余较多。但愿热水器厂家能根据市场的需要出产介于家用和商用功率之间的产品。

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