生活熱水系統選型設計步驟:
1、確定熱水用量;
2、確定所需加熱量;
3、設備選型(鍋爐、熱泵熱水機、熱回收量);
4、系統方案的選定及配水管路設計計算;
用水定額 | ||||
序號 | 建筑物名稱 | 單位 | 最高日用水定額(L) | 使用時間(h) |
1 | 住宅 | 24 | ||
-有自備熱水供應和沐浴設備 | 每人 | 40~80 | ||
-有集中熱水供應和沐浴設備 | 每日 | 60~100 | ||
2 | 別墅 | 每人每日 | 70~110 | 24 |
3 | 職工宿舍、學生宿舍、招待所、普通旅館 | 24或定時供應 | ||
-設公用盥洗室 | 每人每日 | 25~40 | ||
-設公用盥洗室、淋浴室 | 每人每日 | 50~60 | ||
-設公用盥洗室、沐浴室、洗衣室 | 每人每日 | 50~80 | ||
-設單獨衛生間、公用洗衣室 | 每人每日 | 60~100 | ||
? 4 | 賓館客房 | 24 | ||
-旅客 | 每床位每日 | 120~160 | ||
-員工 | 每人每日 | 40~50 | ||
? 5 | 醫院住院部 | 24 | ||
-設公用盥洗室 | 每床位每日 | 60~100 | ||
-設公用盥洗室、沐浴室 | 每床位每日 | 70~130 | ||
-設單獨衛生間 | 每床位每日每人每班 | 110~200 | ||
醫務人員 | 每病人每次 | 70~130 | ||
門診部、診療所 | 每床位每日 | 7~13 | 8 | |
療養院、休養所住房部 | 100~160 | 24 | ||
? 6 | 養老院 | 每床位每日 | 50~70 | 24 |
? 7 | 幼兒園、托兒所 | |||
-有住宿 | 每兒童每日 | 20~40 | 24 | |
-無住宿 | 每兒童每日 | 10~15 | 10 | |
? 8 | 公共浴室 | |||
-淋浴 | 每顧客每次 | 40~60 | 12 | |
-沐浴、浴盆 | 每顧客每次 | 60~80 | ||
-桑拿浴(沐浴、按摩池) | 每顧客每次 | 70~100 | ||
? 9 | 理發室、美容院 | 每顧客每次 | 10~15 | 12 |
?10 | 洗衣房 | 每千克干衣 | 15~30 | 8 |
?11 | 餐飲廳 | |||
-營業餐廳 | 每顧客每次 | 15~20 | 10~12 | |
-快餐店、職工及學生食堂 | 每顧客每次 | 7~10 | 11 | |
-酒吧,咖啡廳、茶座、卡拉OK房 | 每顧客每次 | 3~8 | 18 | |
?12 | 辦公樓 | 每人每班 | 5~10 | 8 |
?13 | 健身中心 | 每人每次 | 15~25 | 12 |
?14 | 體育場(館) | |||
-運動員淋浴 | 每人每次 | 25~35 | 4 | |
?15 | 會議廳 | 每座位每次 | 2~3 | 4 |
注:熱水溫度按60℃計
衛生器具的一次和小時熱水用水定額及水溫 | ||||
序號 | 衛生器具名稱 | 一次用水量(L) | 小時用水量(L) | 使用水溫(℃) |
1 | 住宅、旅館、別墅、賓館 | |||
-帶有淋浴器的浴盆 | 150 | 300 | 40 | |
-無沐浴器的浴盆 | 125 | 250 | 40 | |
-淋浴器 | 70~100 | 140~200 | 37~40 | |
-洗臉盆、盥洗槽水嘴 | 3 | 30 | 30 | |
-洗滌盆(池) | - | 180 | 50 | |
2 | 集體宿舍、招待所、培訓中心淋浴器 | |||
-有淋浴小間 | 70~100 | 210~300 | 37~40 | |
-無淋浴小間 | - | 450 | 37~40 | |
-盥洗槽水嘴 | 3~5 | 50~80 | 30 | |
3 | 餐飲業 | |||
-洗滌盆(池) | - | 250 | 50 | |
-洗臉盆:工作人員用 | 3 | 60 | 30 | |
-顧客用 | - | 120 | 30 | |
-淋浴器 | 40 | 400 | 37~40 | |
4 | 幼兒園、托兒所 | |||
浴? 盆:幼兒園 | 100 | 400 | 35 | |
??????? 托兒所 | 30 | 120 | 35 | |
淋浴器:幼兒園 | 30 | 180 | 35 | |
?????? ?托兒所 | 15 | 90 | 35 | |
盥洗槽水嘴 | 15 | 25 | 35 | |
洗滌盆(池) | - | 180 | 50 | |
5 | 醫院、療養院、休養所 | |||
-洗手盆 | - | 15~25 | 35 | |
-洗滌盆(池) | - | 300 | 50 | |
-浴盆 | 125~150 | 250~300 | 40 | |
6 | 公共浴室 | |||
-浴盆 | 125 | 250 | 40 | |
-淋浴器:有淋浴小間 | 100~150 | 200~300 | 37~40 | |
???????? 無淋浴小間 | - | 450~540 | 37~40 | |
-洗臉盆 | 5 | 50~80 | 35 | |
7 | 辦公樓? 洗手盆 | - | 50~100 | 35 |
8 | 理發室? 美容院? 洗臉盆 | - | 35 | 35 |
9 | 實驗室 | |||
-洗臉盆 | - | 60 | 50 | |
-洗手盆 | - | 15~25 | 30 | |
10 | 劇場 | |||
-淋浴器 | 60 | 200~400 | 37~40 | |
-演員用洗臉盆 | 5 | 80 | 35 | |
11 | 體育場館? 沐浴器 | 30 | 300 | 35 |
12 | 工業企業生活間 | |||
淋浴器:一般車間 | 40 | 360~540 | 37~40 | |
??????? 臟車間 | 60 | 180~480 | 40 | |
洗臉盆或盥洗槽水嘴 | ||||
-一般車間 | 3 | 90~120 | 30 | |
-臟車間 | 5 | 100~150 | 35 | |
13 | 凈身器 | 10~15 | 120~180 | 30 |
注:一般車間指現行《工業企業設計衛生標準》中規定的3、4級衛生特征的車間,臟車間指該標準中規定的1、2級衛生特征的車間。
熱水用水量計算:
熱水設計小時用水量計算:
⑴全日供應熱水的住宅、別墅、賓館、醫院、幼兒院、培訓中心等建筑集中熱水供應系統的設計小時熱水量。
Q=mKhqr/24
Q-設計小時熱水量(L/h);
m-用水計量單位數(人數或床位數等);
Kh-熱水小時變化系數;
qr熱水用水定額(按表熱水用水定額中參數選用)。
熱水小時變化系數Kh:
住宅、別墅的熱水小時變化系數:
居住人數 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 500 | 1000 | 3000 | ≥6000 |
Kh | 6.58 | 5.12 | 4.49 | 4.13 | 3.38 | 3.7 | 3.28 | 2.86 | 2.48 | 2.34 |
酒店的熱水小時變化系數:
居住人數 | ≤150 | 300 | 450 | 600 | 900 | ≥1200 |
Kh | 6.84 | 5.61 | 4.97 | 4.58 | 4.19 | 3.9 |
醫院的熱水小時變化系數:
床位數 | 35 | 50 | 75 | 100 | 200 | 300 | 500 | ≥1000 |
Kh | 7.62 | 4.55 | 3.78 | 3.54 | 2.93 | 2.6 | 2.23 | 1.95 |
⑵定時供應熱水的住宅、賓館、醫院、公共浴室、學校等建筑集中熱水供應系統根據衛生器具的小時熱水量計算:Q=∑qhn0b
Q:設計小時熱水量(L/h);
qh:衛生器具的小時熱水量,(應換算成同一熱水溫度下的熱水用量);
n0:同類型衛生器具數;
b:衛生器具同時使用百分數(70%-100%)。
熱水耗熱量:
設計小時耗熱量計算:
W=QCρr(tr-tl)/3600
W:設計小時耗熱量(KW);
Q:設計小時熱水量(L/h);
C:水的比熱,C=4.187(KJ/kg.℃);
ρr:熱水密度(kg /L);
tr:設計熱水溫度(℃);
tl:設計冷水溫度(℃)。
熱水設計溫度的換算:
用水定額中設計溫度為60℃,熱泵熱水機提供的熱水為55℃;
Q1= Q2(t2-tl)/(t1-tl)
Q1:設計熱水量(L /h);
Q2:用水定額熱水量(L /h);
t1:設計熱水溫度(℃);
t2:定額熱水溫度(60℃);
tl:設計冷水溫度(按地區分別選用℃)。
設計冷水溫度:
冷水的計算溫度應以當地最冷水平均水溫資料確定,當無水溫資料時,可按下表采用:
地 區 | 地面水溫度(℃) | 地下水溫度(℃) |
黑龍江、吉林、內蒙古的全部、遼寧的大部份,河北、山西、陜西編北部分,寧夏偏東部分 | 4 | 6~10 |
北京、天津、山東全部、河北、山西、陜西的大部分,河北北部,甘肅、寧夏、遼寧的南部,青海偏東和江蘇偏北的一小部分 | 4 | 10~15 |
上海、浙江全部,江西、安徽、江蘇的大部分,福建北部,湖南、湖北東部、河南南部 | 5 | 15~20 |
廣東、臺灣全部、廣西大部分、福建、云南南部 | 10~15 | 20 |
重慶、貴州全部,四川、云南的大部分,湖南、湖北的西部,陜西和甘肅秦嶺以南地區,廣西偏北的一小部分 | 7 | 15~20 |
設備選型:
加熱設備選型:
⑴當機組不配儲水箱(罐)直接供熱水時,或配半即熱式水加熱器間接供應熱水時,機組的加熱量按設計秒流量計算:W=4.187qgΔtρr
W:熱水機組的加熱量(KW);
qg:熱水設計秒流量 (L/s);
Δt:冷熱水的溫差(℃);
ρr:熱水的密度(kg/L)。
⑵當機組配儲熱時間不大于0.5h的熱水箱(罐)或半容積式水加熱器供應熱水時,機組加熱量按設計小時耗熱量選配:W=1.163QΔt
W:熱水機組的加熱量 (KW);
Q:設計小時熱水量 (m3/h);
Δt:冷熱水的溫差 (℃)。
⑶當機組配儲熱時間大于0.5h的熱水箱(罐)或容積式水加熱器供應熱水時,機組加熱量:W=1.163(Q-η Vr/T)Δtρr
W:熱水機組的加熱量 (KW);
Q:設計小時熱水量 (m3/h);
η:有效貯熱容積系數,容積式水加熱器η=0.75,導流型容積式加熱器η=0.85;
T:設計小時耗熱量持續時間(h),T=2-4h;
Δt:冷熱水的溫差,(℃);
ρr:冷熱水的溫差,(℃)。
⑷當熱水系統配備較大熱水箱(罐),機組加熱量:
建筑每天的用水量:Q=mqrK
Q:每天熱水用量,(L/d);
m:熱水使用單位數(人數、床位數);
qr:熱水用水定額(按熱水用水定額表選用)
K:熱水使用率 (按建筑用途,與業主溝通、協商了解,取0.8-1)
建筑每天的耗熱量:
根據熱水用水量和被加熱水的溫升,按下式計算:Wd=QCρrΔt
Wd:建筑每天的耗熱量(KJ/d);
Q:每天熱水用量 (L/d);
C:水的比熱(4.187KJ/kg.℃);
ρr:熱水的密度(kg/L);
Δt:冷熱水的溫差(℃)。
熱水機組的加熱量:
根據熱水用水量和被加熱水的溫升,按下式計算:W=Wd/3600t
W:熱水機組的加熱量(KW);
Wd:建筑每天需要的耗熱量 (KJ);
t:熱水機組設計每天的加熱時間(一般按照每天工作10~14小時計算),按所得出的加熱量選取熱水機組的型號。
第四種情況以大卡為單位計算
根據熱水用水量和被加熱水的溫升,按下式計算:Q=CM△T ?Kcal
其中:
Q:設計每天的耗熱量(Kcal)
△T:冷熱水溫差(℃)
M:每天用水量(kg)
C:水的比熱(1Kcal/kg.℃)。
加熱設備選型:
⑴熱泵熱水機組選型:
將按照以上方式計算出的熱水耗熱量單位換算成KW,即可參照產品手冊進行選型:W=Q/(860*t)
Q:每天熱水熱負荷,Kcal;
860:熱量與功率的換算值,1kw=860 Kcal/h;
t:機組工作的時間小時(一般按照每天工作10~14小時計算);
W:機組總功率KW。
⑵儲熱水箱(罐)選型:
V水箱 =Kh×V×t1/t-n×V機組(直熱式)
V水箱:儲水箱容積m3;
Kh:熱水小時變化系數;
V:每天熱水用量m3;
t1:高峰用水時間(2-4h);
t:每天供水時間(按建筑要求,例:24小時);
n:機組臺數;
V機組:機組在最惡劣工況時的熱水量,循環式V=0;
住宅、別墅的熱水小時變化系數:
居住人數 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 500 | 1000 | 3000 | ≥6000 |
Kh | 6.58 | 5.12 | 4.49 | 4.13 | 3.38 | 3.7 | 3.28 | 2.86 | 2.48 | 2.34 |
酒店的熱水小時變化系數:
居住人數 | ≤150 | 300 | 450 | 600 | 900 | ≥1200 |
Kh | 6.84 | 5.61 | 4.97 | 4.58 | 4.19 | 3.9 |
醫院的熱水小時變化系數:
床位數 | 35 | 50 | 75 | 100 | 200 | 300 | 500 | ≥1000 |
Kh | 7.62 | 4.55 | 3.78 | 3.54 | 2.93 | 2.6 | 2.23 | 1.95 |
設備選型:
電輔助加熱器:
為保證低溫時機組能力下降保證熱水水溫的穩定,特別是在溫度較低的區域配備電輔助加熱器是非常必要的。
電輔助加熱器的選型主要考慮:冬季室外環境溫度、做備用系統用容量的大小。根據當地冬季平均最低溫度、機組進水溫度,通過機組的運行曲線的性能參數查出對應的能力值Q1,與機組額定能力值Q相比,可以得出機組能力衰減值Q2:Q2=Q-Q1;一般電輔助加熱器的大小:W=k*Q2=k*(Q-Q1)。(其中k為裕量系數,取值范圍1.0~1.5,北方地區k值應該取大一些,如在陜西、河南、湖北等地區可以取1.5)
冷水增壓泵:
增壓水泵的揚程應為主機中冷媒-水路換熱器水壓降△P(約5KPa)、主機與水箱熱水進水管高度差Z、管路沿程阻力損失和局部阻力損失四項之和的1.1~1.2倍。沿程阻力損失和局部阻力損失應從水力計算求出,做估算時,局部阻力損失可取5m水柱,沿程損失可取每100m管長約5m水柱,若管路長為L,總結為經驗公式為:H=5m+Z+0.05L-自來水進水壓力
水泵的揚程至少保證主機的進水壓力為0.15MPa;
水泵的流量約為主機進水流量的1.3倍。
熱水回水泵:
為了保證系統中一直保存有熱水,工程中常常需要增加回水泵,在設定回水泵時,常常運用兩種方法,一種是將定時回水的方式,即設定回水時間,到某個時間開始回水;二是設定溫度回水方式,即在水管中溫度下降到某個值時,回水泵開始工作,保證用戶隨時有熱水用。
熱水回水泵的選用簡單方法:
1、計算出水管系統中的水容量Q;
2、設定回水時間T,如10~30分鐘;
3、計算出系統阻力值H1;
那么回水泵的參數Q回水=1.1~1.2 Q/T,水泵揚程H=1.1~1.2H1。
熱水配水管選型:
計算方法與空調水系統的計算方式相同,但對于流速的選擇應注意以下兩點:
1、在進行熱水管道水力計算時,管道中的水流速不宜大于1.5m/s,當管道的管徑小于25mm時,流速宜采用0.6~0.8m/s;
2、由于熱水溫度較高,其密度和運動粘滯系數比冷水小,且管道是容易結垢的,因此在進行水力計算時應考慮以上因素,參照設計手冊上的管道水力計算表來確定管徑和水頭損失。