集中生活热水供应系统热水循环问题探讨.pdf

1、给水排水?Vol?36?No?6?201071?集中生活热水供应系统热水循环问题探讨肖?浩(新疆建筑设计研究院,乌鲁木齐?830002)?摘要?利用管路流量特性方程 h=SQ2,提出集中生活热水供应系统中热水循环设计存在的问题?热水循环系统发生短路循环,无法保证整个系统的循环效果。对影响集中生活热水供应系统循环流量的因素进行分析,并提供解决该问题的方法。关键词?集中生活热水?热水循环?短路循环?同程布置?循环流量?水力平衡1?集中生活热水供应系统热水循环存在的问题随着我国经济的迅猛发展,集中供应生活热水的建筑越来越多,但从竣工的集中生活热水供应系统的使用效果看,主要存在的问题是:热水循环系统发

2、生短路循环,无法保证整个系统的循环效果,导致各用水点不能随时取得所需温度的热水。尤其对于设分户生活热水表的定时供应热水的居住类建筑,这一问题特别明显,如新疆交通厅运管局家属院设有定时供应集中生活热水系统,室外生活热水管道与采暖管道同沟敷设,由于管沟为枝状敷设,室外生活热水管道无法采用同程布置,各建筑物内的生活热水管道均采用同程布置。存在的问题:远离锅炉房的建筑物要等很长时间才能出热水,同一建筑内同程布置环路长的立管要放一段时间的冷水才能出热水。后来通过调节各建筑物入口的生活热水管道上的阀门,并将生活热水循环流量加大一倍,才解决了这一问题。通常在设计集中生活热水供应系统中,往往对热水循环各环路的

3、阻力平衡不够重视,只是简单地按同程式布置管道,没有进行水力平衡计算,各并联环路之间(不包括共同段)的计算压力损失相对差额控制在 15%以内,并在各环路中还设有控制阀。这样就造成集中生活热水供应系统的循环效果比较差,结果是既耗水又耗能。2?影响集中生活热水供应系统循环流量的因素 建筑给水排水设计规范!(GB 50015?2003,以下简称 规范#)5?5?5 条规定,全日供应热水系统的热水循环流量,按配水管道的计算热损失确定,一般采用设计小时耗热量的 3%5%;规范#5?5?6条规定,定时热水供应系统的热水循环流量,按循环管网中的水每小时循环 2 4 次计算。规范#规定的热水循环流量没有考虑各并

4、联环路不平衡造成的附加流量。对于各环路管径和管长均相同的同程布置的生活热水供应系统,各环路配水管道的计算热损失、管道容积、循环流量均相同。根据管路流量特性方程h=SQ2(h 为管路阻力,S 为管路综合阻力系数,Q为管路流量),从能量平衡观点看,并联各支管(包括共用段)的阻力损失相等,即 S1Q21=S2Q22,因而可得Q1Q2=(1/S1)(1/S2),从该式可看出,在并联管段中,分支管段越长,其流量越小。这与 规范#规定的相反,按 规范#规定,管道越长,热损失越大,水容积越大,其热水循环流量也应越大。这一规定,对于各环路管径和管长均相同的同程布置生活热水供应系统,不存在问题;而对于各环路管径

5、相同,但管长不相同的同程布置生活热水供应系统,管段长的环路按 规范#规定,其循环流量应比较大,而实际上管路的流量是按管路流量特性方程进行分配的,管段长的环路其实际循环流量比较小。在并联环路中,某个环路管段比其他环路长 10%,按 规范#规定,其循环流量应比其他环路大 10%,而按管路流量特性方程,其循环流量应比其他环路小 5%,差值为 15%。以上只是针对同程布置的管路系统,对于异程布置的管路系统,由于各环路阻力相差较大,最不利环路热水循环流量比最有利环路相差更大。为了保证各用水点随时取到所需温度的热水,集中生活热水供应系统的总循环流量要增加很多,尤其对72?给水排水?Vol?36?No?6?

6、2010于比较大的异程布置热水供应系统,总循环流量增加更多。设计中,要保证各并联环路的实际循环流量与 规范#规定的循环流量相一致,往往很困难,即使能按同程布置管道,由于各环路用水量不同,其管径、各环路管道的热损失和水容量也不相同,也就是各环路的热水循环流量不相同;或者由于各环路的管长不同,各环路的阻力也不相同,从而导致各环路的实际循环流量与 规范#规定的不相同。对于生活用热水点比较均匀的规则建筑,布置同程管路比较容易,对生活用热水点分散的不规则建筑,布置同程管路非常困难,即使布置成同程,各环路阻力相差较大,从而导致各环路实际循环流量与 规范#规定的循环流量相差较大。对于小区集中热水供应系统,室

7、外生活热水管道布置同程式,与生活用水点不均匀的不规则建筑布置同程式一样,一般是不可能的。对于全日供应集中热水系统,热水循环泵的启停,是根据各环路的循环流量汇合后的温度控制的,一般为配水点的最低水温启泵(50%),最高水温停泵(60%)。由于各环路按管路流量特性方程分配的实际循环流量与 规范#要求的循环流量不一致,各环路循环流量汇合后的水温达到配水点的最高温度(60%)时,循环泵停止,这时最不利环路配水点的水温低于60%,而最有利环路配水点的水温高于60%,这一水温差值取决于各环路的不平衡率,不平衡率越大,配水点的水温差值越大。对于定时集中热水供应系统,循环泵大都在供应热水前半小时开始运转,直到

8、把水加热至规定温度,循环泵即停止工作。居住小区集中热水供应系统,一般为定时热水供应系统,且室外生活热水管网一般为异程布置,循环泵运转半小时后停止,开始供应热水时,最不利建筑物生活热水管网的水还没有循环一次,也就是管网中还存在没有经过加热的冷水,如果管网比较大,要放掉大量的水,才能取得所需温度的热水。3?解决方法(1)生活热水用水量大小决定了配水管的大小,配水管大小又决定了热损失和配水管水容积的大小,最终也就决定了循环流量的大小。在生活热水循环管道同程布置中,设计人应把生活热水用水量相同或相近的用水点划为一个同程系统。(2)在各环路循环流量相同的同一个同程管道系统中,对于个别管道长的环路,可以通

9、过加大循环的管径,使各环路的阻力相同或相近。(3)在同一个同程管道系统中,若各个环路不易平衡,各环路的循环管上应设自动温度控制阀或温度计和静态平衡阀(适用于定时集中热水供应系统,下同)。(4)在集中生活热水供应系统中,各个同程系统的总循环管上或每个建筑物的总循环管上均应设自动温度控制阀或温度计和静态平衡阀。(5)对于循环管道虽然按同程布置,但各环路循环流量差别比较大,不易平衡的集中生活热水供应系统,其循环泵的流量应适当放大,全日供应热水系统配水管道热损失可取设计小时耗热量的 5%,配水管道的热水温差可取 5%,定时供应热水系统的热水循环流量可按循环管网中的水每小时循环 4次计算。(6)对于比较

10、大的区域集中生活热水供应系统,室外热水管网可不采用同程布置,在每个单体建筑接至小区热水回水总干管的回水管上应设分循环泵,以确保各单体建筑热水管道的循环效果。?&通讯处:830002 新疆乌鲁木齐市光明路 125 号电话:13139690279收稿日期:2010?01?20天津大港北疆电厂一期海水淡化装置安装完成?天津大港北疆电厂一期首批 4 套海水淡化装置全部安装完毕。与此项工程同步进行的,用于输送淡化水的城市管网建设也已进入收尾阶段。这两项工程竣工后,北疆电厂一期海水淡化装置将全部投入使用。北疆电厂采用目前世界单机容量最大、效率最高的低温多效海水淡化装置,其单套装置日产淡化水 2?5 万 m3,产品水质达到直饮水标准。除一小部分用于发电厂生产生活自用,其余大部分淡水资源将通过城市管网输送到汉沽、塘沽、开发区等地水厂,与水厂自来水掺混后进入市政管网,成为滨海新区市民的生活用水。