暖通設計 | 容積式熱水器(爐)選型的如何計算?

集中供生活用水概述:

原則:

1.適量的熱水供應,使用戶滿意。選型力求符合科學性經濟性。

2.過大規模的選型,會給用戶造成浪費。

要素:

1.依用水的具體規模(如公寓的總住戶量,賓館客房的出租率等)而定的沐浴用水量。

2.所使用的淋浴類型,即每分鐘的流水量。

3.沐浴用水的高峰時間的長短。(高峰期隨用戶的類型而定)只要能滿足高峰期的用水量,其它時間用水是可以滿足的。

4.因高峰期的用水量很大,過大地選擇熱水爐,會造成浪費。因此選擇相匹配的儲水箱組合成一個供熱水系統,以保證高峰期的用水。


(本文中示例以美國A.O.Smith公司生產的熱水器為例)

生活用水的選型計算:

已知條件:

(1)用戶的性質及用水方式必須清楚。如公寓、賓館、餐館、工廠、浴室(包括桑拿浴)等不同用戶,其用熱水的高峰期在什麼時候都有不同。比如:

公寓用熱水大都集中於晚上入睡前的兩小時左右為高峰期。

賓館多集中於晚上約兩小時。對於經常組織會議的賓館可能更集中,約一小時左右。

餐館主要集中於飯前和飯後。

工廠主要集中於浴室開放(下班)。

商業性浴室,高峰期在晚上或節假日。

建築物的高度和用水的分配情況。

總之,必須對用戶的基本情況了解清楚,特別是使用熱水的高峰期。

(2)用水設備的狀況和設備數量:

對設備及數量的了解是為了合理的確定用不量。

浴盆:一般浴盆容積為150L,其中衝浪浴盆就有許多規格,要求必須了解清楚。

淋浴:用戶所希望的流水量如無特別要求,家庭用水一般按6-7L/分設定,公共浴室一般不低於8L/分。

洗碗:水槽還是洗碗機,規格有多大。

洗衣機:

舉例:對於一般的盆浴,EMGLP-30的熱水爐其容積中儲備的熱水放滿一盆後,再有20分鐘就可以滿足用戶再淋浴幾分鐘。但對於大的衝浪或按摩浴盆,就只能放滿一盆後幾乎沒有多餘的熱水。水溫低,要40分鐘後才能達到二次沖淋的水溫。用戶不會在浴盆中泡40分鐘,一般20分鐘就夠。因此必須選擇50加侖的熱水爐。在第一次放水後,因為餘下的熱水多,水溫也高,只需要20分鐘就可以滿足用戶第二次沖淋的用水。

(3)用水的人數

用水的人數是使用水量計算的依據,它與用戶用水方式也有關係,如涉外賓館和高級賓館,標準間兩個床經常只住一人。而一般的旅館則大多是兩人同住。特別是會議型的人數更重要。對於商業型的浴室和桑拿一類的,特別要對人流量有準確的計算。

計算程序:

例:某事業單位的自備賓館:(在用項目)

用水狀況:賓館客房數量:50個,標準間,床位100個,客滿時的入住人數:100人。

熱水爐僅供客房的客人用水,其他如餐廳用水,洗衣房用水不在內。

用水時間:24小時供應熱水

能源:天然氣

計算:

按照每位客人的每日用水量130升(60℃)計算(單位的自備賓館按照招待所的標準);

冷水溫度按照5℃計算;

每小時的最大供水量,根據《城市給排水設計手冊》或《工程項目選型手冊》

計算公式1

Qh=Kh×m×qr/T 公式1

式中Qh:最大小時熱水用水量(L/H);

qr:熱水用水量定額,見表1《熱水用水定額》,130L/H,60℃

m:用水計算單位數(人或床);100

T:熱水供應時間(h);24小時

Kh:小時變化係數,全日制供應熱水時,按表6《熱水供應小時變化係數Kh值》選用。

Kh:=7.0

Qh =7.0×100×130/24=3800L/h (60℃)

選型:A.O.SMITH BTR-500T,商用型燃氣容積式熱水爐,出水溫度70℃,

數量:2台,並聯;

熱水箱:開式保溫儲水箱,容積6M3,有效容積5M3,水箱設有自動進水裝置。

BTR-500T,每台熱負荷:126000Kcal/h

採用熱水爐與水箱循環加熱,熱水爐全自動24小時工作(24小時工作並不一定是24小時燃燒)。

2台熱水爐並聯,總熱負荷:

輸入熱量:126000Kcal/h×2=252000Kcal/h

輸出熱量:201600Kcal/h

每小時內,熱水爐的總加熱水量:

201600/(60-5)=3600升60℃

從以上計算可以看出,熱水爐的供熱水量與Qh:最大小時熱水用水量幾乎相當,略小於Qh,所以熱水箱相應地作到容積6M3,有效容積5M3以實現24小時熱水供應。

總說明:

1.以上的水箱為開式水箱,在水溫加熱到設定溫度後,停止熱水爐與水箱的循環(設計院另外設計安裝有自動控制裝置),實現24小時熱水供應。

2.此方案無需人工管理,熱水爐本體全自動運行。

調整:

1)可加大水箱容積

2)可增加熱水爐數量,爭取有備用爐。

3)問客戶意見

供暖選型計算:

供暖的方式:

集中供暖:城市按區域分成幾個供暖網路,在最經濟的合理半徑內組織供暖鍋爐。

分片供暖:對於比較集中的小區,可建較小的鍋爐,這樣可以減少管道的鋪設,但仍然會有15%的熱量損失。隨著城市燃氣工業的發展,燃氣已進入住戶,可在住宅樓內分片供暖。如一座樓可以一套設備。

分戶供暖:由於燃氣已進入住戶,所以可以按每戶的面積選擇家用熱水爐供暖。因不需外設管道,就不會造成熱量損失,熱量100%散在屋內。

供暖計算:

已知條件:

用戶所在城市冬季一月平均氣溫是多少;

用戶擬使用哪種動力:氣種、油、電等;

用戶住房的結構,保溫情況。比如是公寓樓?還是平房?別墅?單層?雙層玻璃等。

用戶希望室內的溫度。

原住房有無散熱設備,是何種設備,用戶希望選擇什麼樣的散熱設備,是何種設備;

用戶住房的使用、建築面積及建築物室內高度。

準備安裝在什麼位置,有無保溫措施。

計算:

(1)供熱標準的選擇:根據已知條件,確定每建築面積需要熱量的熱值。

按國家標準規定,正常室溫在16-18℃。

特殊要求的室溫要認真換算,相應增加熱值。

建築物的標準是選擇「熱值」的依據。

註:對於南方的每m2耗熱量不一定必須比北方的少,因為:

北方的住房全部採暖,到冬季四周是熱端,而南方只有您一戶採暖,四周都是冷端,同時公寓樓和平房也有區別。平房一般保溫差,四周都是冷端,特別是舊平房,在增加20%-30%的熱值。

南方的氣候潮濕,空氣濕度增加了採暖熱負荷。

(2)確定供暖面積:

供暖面積計算一般以建築面積為準。因此,若用戶告訴的使用面積,在計算時要增加25%~40%。例如:使用面積80m2,建築面積就是:80×1.4=112m2

(3)供熱量:

供熱標×准建築面積=供熱量(熱水爐輸出功率)

舉例:北京一公寓,使用面積80m2,供熱標準60千卡/m2,供熱建築面積=80×1.4=112m2。供熱量(熱水爐輸出熱量)=112×60=6720千卡/時

(4)熱水爐輸入熱量:

熱水爐效率,在供暖中對使用影響很大,直接影響供熱量,因此要認真確定,要根據用戶的氣源情況來考慮對熱效率的影響。如果熱值低於設計的燃氣熱值時,燃氣輸入不足,熱水爐的出力達不到應有的能力,一般按75%的熱效率計算。熱值高於設計的燃氣熱值時,燃燒器的熱負荷能力不足,也達不到應有的能力,而且都會降低熱效率,還造成燃燒的不完全。

按75%熱效率計,輸入熱量應為6720÷0.75=8960千卡/時。

(5)選型:

因EMG-20H額定熱負荷9600千卡/時>8960千卡/時,所以EMG-20H可供80M2使用面積的用戶供暖使用,保證正常採暖需求。

散熱方式:

散熱原理:

供暖系統為了把熱水的熱量擴散給房間的空氣中,必須選擇合理的散熱形式。散熱原理和前面所述傳導的方式是一樣的,是利用對流傳熱和熱傳導的原理,熱水在循環泵的推動下,形成一定流速。流速越高散熱量就越高,通過散熱器把熱量擴散到空氣中。

散熱器的形式:

散熱片:

根據供熱的溫度相對溫降,計算散熱面積。一般由建築設計院按有關標準進行計算。我國一般供水按95℃,回水溫度70℃,相對溫降在25℃的標準下計算。我們的熱水爐水溫度只有65℃(或76.6℃),按標準計算散熱片的面積比95℃供熱時散熱片必須增加25-50%,投資就會增加30%左右。

盤管風機(暖風機):

採用風機盤管強制換熱,換熱量大,供暖面積大,效果好

暖風機一般60℃左右的進水,比較適合我們的熱水爐。

地熱盤管:

塑鋁複合管或交聯聚乙烯管,可耐90℃的水溫,壽命可達40年,耐壓0.8Mpa左右,可彎曲各種形狀。一般盤在地板下面,熱水溫度為50℃。