在建筑給排水設(shè)計(jì)中,熱水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要,直接影響著用戶使用的舒適度、系統(tǒng)的運(yùn)行效率以及能源的合理利用。本文將對(duì)常見(jiàn)的集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行圖示解析,并其核心設(shè)計(jì)要點(diǎn),為給排水設(shè)計(jì)師提供一份實(shí)用的參考。
一、常用熱水供應(yīng)系統(tǒng)圖示與解析
1. 開(kāi)式上行下給全循環(huán)系統(tǒng)
圖示特征: 設(shè)有屋頂熱水箱(開(kāi)式),供水干管在系統(tǒng)上部,回水干管在系統(tǒng)下部,各立管、支管均設(shè)循環(huán)管,保證任何用水點(diǎn)打開(kāi)即出熱水。
適用場(chǎng)景: 對(duì)熱水供應(yīng)舒適度要求高、用水點(diǎn)分散的多層或高層建筑。
2. 閉式下行上給機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)
圖示特征: 系統(tǒng)為閉式,不設(shè)屋頂水箱,通過(guò)水泵和壓力罐維持壓力。供水干管布置在地下室或管溝內(nèi),自下而上供水。回水干管位于系統(tǒng)上部,通過(guò)循環(huán)水泵強(qiáng)制循環(huán)。
適用場(chǎng)景: 設(shè)有地下室、對(duì)建筑外觀有要求或不宜設(shè)置屋頂水箱的中高層建筑。
3. 集中-分散結(jié)合式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)
圖示特征: 系統(tǒng)包含太陽(yáng)能集熱器陣列、集中儲(chǔ)熱水箱、輔助熱源(如燃?xì)忮仩t、空氣源熱泵)以及樓內(nèi)供水循環(huán)管網(wǎng)。圖示需清晰展示太陽(yáng)能優(yōu)先、輔助熱源備用的聯(lián)動(dòng)控制邏輯。
適用場(chǎng)景: 日照條件良好,旨在降低常規(guī)能耗的公共建筑或住宅小區(qū)。
二、核心設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1. 系統(tǒng)選擇與分區(qū)
- 依據(jù)建筑高度與用水規(guī)律: 高層建筑必須進(jìn)行豎向分區(qū),通常每區(qū)不宜大于0.45MPa,以降低靜壓、保證用水舒適和安全。分區(qū)方式可采用并列或串聯(lián)。
- 平衡用水點(diǎn)壓力: 冷、熱水系統(tǒng)應(yīng)遵循同源同壓原則,采用相同的分區(qū)方式和壓力源,避免用戶在混合水龍頭處遭遇冷熱水壓力不平衡導(dǎo)致的燙傷或忽冷忽熱。
2. 熱源與設(shè)備選型
- 熱源選擇: 綜合評(píng)估初投資、運(yùn)行費(fèi)用、環(huán)保要求及當(dāng)?shù)啬茉凑摺?yōu)先考慮太陽(yáng)能、空氣能等可再生能源,并合理配置燃?xì)狻㈦姷容o助或備用熱源。
- 設(shè)備計(jì)算: 準(zhǔn)確計(jì)算設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量與設(shè)計(jì)小時(shí)熱水量,以此為基礎(chǔ)選擇鍋爐、換熱器或熱水機(jī)組的容量。儲(chǔ)熱水箱容積需根據(jù)熱源特性、用水規(guī)律及安全冗余確定。
3. 管網(wǎng)設(shè)計(jì)與循環(huán)
- 循環(huán)方式: 確保“干管循環(huán)、立管循環(huán)甚至支管循環(huán)”的實(shí)現(xiàn),杜絕“死水”段。循環(huán)系統(tǒng)的作用是彌補(bǔ)管道熱損失,核心是保證回水效果。
- 管徑與流速: 通過(guò)水力計(jì)算確定管徑,控制熱水管道流速(一般干管≤1.5m/s,支管≤1.0m/s),減少噪音和阻力損失。
- 管道敷設(shè)與保溫: 管道應(yīng)設(shè)不小于0.003的坡度,便于排氣和泄水。所有熱水管、回水管及儲(chǔ)熱設(shè)備必須進(jìn)行高效保溫,減少熱量損失,節(jié)能并保證供水溫度。
4. 關(guān)鍵配件與安全
- 排氣與泄水: 系統(tǒng)最高點(diǎn)和局部高點(diǎn)應(yīng)設(shè)自動(dòng)排氣閥,最低點(diǎn)設(shè)泄水閥。
- 溫度壓力控制: 水加熱設(shè)備出口須設(shè)溫度控制裝置和安全閥。閉式系統(tǒng)需設(shè)膨脹罐或膨脹管以吸收水加熱后的體積膨脹,防止系統(tǒng)超壓。
- 防燙傷與殺菌: 供水溫度應(yīng)滿足殺滅軍團(tuán)菌的要求(通常儲(chǔ)水溫度≥60℃,循環(huán)回水溫度≥50℃),但在用水點(diǎn)處,尤其是公共區(qū)域,應(yīng)通過(guò)混水閥或限流裝置將出水溫度控制在49℃以下,以防瞬時(shí)燙傷。
5. 節(jié)能與智能控制
- 余熱回收: 在條件允許時(shí),考慮回收淋浴等排放的熱水中的能量。
- 變頻與定時(shí)循環(huán): 循環(huán)水泵宜采用變頻控制,根據(jù)回水溫度或時(shí)間設(shè)定自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行頻率。在用水低谷時(shí)段可降低循環(huán)頻率或暫停循環(huán),以節(jié)約水泵能耗。
- 系統(tǒng)監(jiān)控: 設(shè)置溫度、壓力、流量監(jiān)測(cè)點(diǎn),并考慮接入樓宇自控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能優(yōu)化。
三、
一個(gè)優(yōu)秀的熱水供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),是安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性與節(jié)能環(huán)保性的綜合體現(xiàn)。設(shè)計(jì)師需深入理解建筑特點(diǎn)與用戶需求,靈活運(yùn)用各類系統(tǒng)形式,并嚴(yán)謹(jǐn)把控從系統(tǒng)分區(qū)、熱源選擇到管網(wǎng)設(shè)計(jì)、安全防護(hù)的每一個(gè)細(xì)節(jié)。尤其在冷熱水系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)時(shí),必須將壓力平衡置于核心考量。唯有如此,才能打造出運(yùn)行穩(wěn)定、體驗(yàn)舒適、高效節(jié)能的熱水供應(yīng)系統(tǒng)。