暖通設(shè)計 | 容積式熱水器(爐)選型的如何計算?

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集中供生活用水概述:
原則:
1.適量的熱水供應(yīng),使用戶滿意。選型力求符合科學(xué)性經(jīng)濟(jì)性。
2.過大規(guī)模的選型,會給用戶造成浪費。
要素:
1.依用水的具體規(guī)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(tǒng),以保證高峰期的用水。

(本文中示例以美國A.O.Smith公司生產(chǎn)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(zhì)及用水方式必須清楚。如公寓、賓館、餐館、工廠、浴室(包括桑拿?。┑炔煌脩簦溆脽崴母叻迤谠谑裁磿r候都有不同。比如:
公寓用熱水大都集中于晚上入睡前的兩小時左右為高峰期。
賓館多集中于晚上約兩小時。對于經(jīng)常組織會議的賓館可能更集中,約一小時左右。
餐館主要集中于飯前和飯后。
工廠主要集中于浴室開放(下班)。
商業(yè)性浴室,高峰期在晚上或節(jié)假日。
建筑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(shè)備的狀況和設(shè)備數(shù)量:
對設(shè)備及數(shù)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,其中沖浪浴盆就有許多規(guī)格,要求必須了解清楚。
淋?。河脩羲M牧魉咳鐭o特別要求,家庭用水一般按6-7L/分設(shè)定,公共浴室一般不低于8L/分。
洗碗:水槽還是洗碗機(jī),規(guī)格有多大。
洗衣機(jī):
舉例:對于一般的盆浴,EMGLP-30的熱水爐其容積中儲備的熱水放滿一盆后,再有20分鐘就可以滿足用戶再淋浴幾分鐘。但對于大的沖浪或按摩浴盆,就只能放滿一盆后幾乎沒有多余的熱水。水溫低,要40分鐘后才能達(dá)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。在第一次放水后,因為余下的熱水多,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(shù)
用水的人數(shù)是使用水量計算的依據(jù),它與用戶用水方式也有關(guān)系,如涉外賓館和高級賓館,標(biāo)準(zhǔn)間兩個床經(jīng)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(shù)更重要。對于商業(yè)型的浴室和桑拿一類的,特別要對人流量有準(zhǔn)確的計算。
計算程序:
例:某事業(yè)單位的自備賓館:(在用項目)
用水狀況:賓館客房數(shù)量:50個,標(biāo)準(zhǔn)間,床位100個,客滿時的入住人數(shù):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(nèi)。
用水時間:24小時供應(yīng)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(biāo)準(zhǔn));
冷水溫度按照5℃計算;
每小時的最大供水量,根據(jù)《城市給排水設(shè)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(shù)(人或床);100
T:熱水供應(yīng)時間(h);24小時
Kh:小時變化系數(shù),全日制供應(yīng)熱水時,按表6《熱水供應(yīng)小時變化系數(shù)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?xì)馊莘e式熱水爐,出水溫度70℃,
數(shù)量:2臺,并聯(lián);
熱水箱:開式保溫儲水箱,容積6M3,有效容積5M3,水箱設(shè)有自動進(jìn)水裝置。
BTR-500T,每臺熱負(fù)荷:126000Kcal/h
采用熱水爐與水箱循環(huán)加熱,熱水爐全自動24小時工作(24小時工作并不一定是24小時燃燒)。
2臺熱水爐并聯(lián),總熱負(fù)荷:
輸入熱量:126000Kcal/h×2=252000Kcal/h
輸出熱量:201600Kcal/h
每小時內(nèi),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(dāng),略小于Qh,所以熱水箱相應(yīng)地作到容積6M3,有效容積5M3以實現(xiàn)24小時熱水供應(yīng)。
總說明:
1.以上的水箱為開式水箱,在水溫加熱到設(shè)定溫度后,停止熱水爐與水箱的循環(huán)(設(shè)計院另外設(shè)計安裝有自動控制裝置),實現(xiàn)24小時熱水供應(yīng)。
2.此方案無需人工管理,熱水爐本體全自動運(yùn)行。
調(diào)整:
1)可加大水箱容積
2)可增加熱水爐數(shù)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(qū)域分成幾個供暖網(wǎng)絡(luò),在最經(jīng)濟(jì)的合理半徑內(nèi)組織供暖鍋爐。
分片供暖:對于比較集中的小區(qū),可建較小的鍋爐,這樣可以減少管道的鋪設(shè),但仍然會有15%的熱量損失。隨著城市燃?xì)夤I(yè)的發(fā)展,燃?xì)庖堰M(jìn)入住戶,可在住宅樓內(nèi)分片供暖。如一座樓可以一套設(shè)備。
分戶供暖:由于燃?xì)庖堰M(jìn)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(shè)管道,就不會造成熱量損失,熱量100%散在屋內(nèi)。
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(jié)構(gòu),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(nèi)的溫度。
原住房有無散熱設(shè)備,是何種設(shè)備,用戶希望選擇什么樣的散熱設(shè)備,是何種設(shè)備;
用戶住房的使用、建筑面積及建筑物室內(nèi)高度。
準(zhǔn)備安裝在什么位置,有無保溫措施。
計算:
(1)供熱標(biāo)準(zhǔn)的選擇:根據(jù)已知條件,確定每建筑面積需要熱量的熱值。
按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,正常室溫在16-18℃。
特殊要求的室溫要認(rèn)真換算,相應(yīng)增加熱值。
建筑物的標(biāo)準(zhǔn)是選擇“熱值”的依據(jù)。
注:對于南方的每m2耗熱量不一定必須比北方的少,因為:
北方的住房全部采暖,到冬季四周是熱端,而南方只有您一戶采暖,四周都是冷端,同時公寓樓和平房也有區(qū)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,空氣濕度增加了采暖熱負(fù)荷。
(2)確定供暖面積:
供暖面積計算一般以建筑面積為準(zhǔn)。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,建筑面積就是:80×1.4=112m2
(3)供熱量:
供熱標(biāo)×準(zhǔn)建筑面積=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(biāo)準(zhǔn)60千卡/m2,供熱建筑面積=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(rèn)真確定,要根據(jù)用戶的氣源情況來考慮對熱效率的影響。如果熱值低于設(shè)計的燃?xì)鉄嶂禃r,燃?xì)廨斎氩蛔悖瑹崴疇t的出力達(dá)不到應(yīng)有的能力,一般按75%的熱效率計算。熱值高于設(shè)計的燃?xì)鉄嶂禃r,燃燒器的熱負(fù)荷能力不足,也達(dá)不到應(yīng)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(yīng)為6720÷0.75=8960千卡/時。
(5)選型:
因EMG-20H額定熱負(fù)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,保證正常采暖需求。
散熱方式:
散熱原理:
供暖系統(tǒng)為了把熱水的熱量擴(kuò)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(dǎo)的方式是一樣的,是利用對流傳熱和熱傳導(dǎo)的原理,熱水在循環(huán)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(kuò)散到空氣中。
散熱器的形式:
散熱片:
根據(jù)供熱的溫度相對溫降,計算散熱面積。一般由建筑設(shè)計院按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算。我國一般供水按95℃,回水溫度70℃,相對溫降在25℃的標(biāo)準(zhǔn)下計算。我們的熱水爐水溫度只有65℃(或76.6℃),按標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)機(jī)(暖風(fēng)機(jī)):
采用風(fēng)機(jī)盤管強(qiáng)制換熱,換熱量大,供暖面積大,效果好
暖風(fēng)機(jī)一般60℃左右的進(jìn)水,比較適合我們的熱水爐。
地?zé)岜P管:
塑鋁復(fù)合管或交聯(lián)聚乙烯管,可耐90℃的水溫,壽命可達(dá)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℃。