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设备管理知识:变频供水系统配置和能耗与节能关系

编辑:物业经理人2023-03-29

  大楼开发前期有关方面应合理设计和完整配置变频供水系统,不能一味节省投资来换取以后运行过程中用电量惊人地损耗,而物业服务企业又无资金改造的局面。

  变频供水系统配置和能耗情况

  变频供水系统因有诸多的功能和优点(如:实现软控制,减少饮用水污染,节省投资,节省电能等),在现代高层建筑中得到普遍的应用,其完整的配置应有三部分:供水主泵多泵并联、小流量泵、气压储水罐,以此为基础,系统配置在“量”的方面还要合理,主要是系统供水能力与大楼最大小时用水量要相匹配。但由于各种原因变频供水系统配置普遍不完整或不合理,调查统计结果:配置完整的仅占18%,单位吨水耗电量为1~2.6度;有气压罐(无小流量泵)占45%,单位吨水耗电量为1.8~5.2度;无气压罐无小流量泵占37%,单位吨水耗电量为2.6~8度;“量”方面不合理的为100%。从统计结果中可以看到配置越简单、越不合理,能耗也就越高,同时也看到普遍没有体现节能效果,与传统的高位水箱供水相比反而更加耗能,供水系统永远只有一台主泵在工作(说明系统“量”方面配置不合理,供水能力远大于最大小时用水量,相当于载重量大的汽车运载小货物),其他主泵变成了设备备用,而非流量备用,电耗居高不下,个别地方电耗的价格甚至超过水价的两倍,极大地浪费了电资源,变频技术的推广应用也就失去意义。在追求节能减耗的今天,很有必要分析清楚变频供水之所以耗能的原因,并做一些相应的技术改造,充分发挥变频供水节能的基本功用。

  变频供水系统节能的基本方面

  在恒压供水过程中,流量控制是系统控制的最终目标,通常采用阀门控制和变频调速两种方法来实现。阀门控制法通过改变供水管路上的阀门开度来调节流量,此时供水泵和电功率都不变,大量的能量消耗在节流损耗上,系统供水效率极其低下。变频调速供水是通过改变泵的转速来调节流量,此时阀门开度不变,无节流损耗,根据流体力学相似原理,从水泵特性和管路特性曲线上可以清楚地看到转速下降后,流体功率有显著的下降,从泵的相似律可得出转速下降后的轴功率与后前转速比的3次方成正比,可见轴功率也是有大幅度下降的,这就是变频供水系统节能的最基本方面。但对大楼变频供水,它的节能效果并不能如此简单地体现,它与系统配置密切相关。

  变频供水系统配置与节能的关系

  1、大楼供水特点

  大楼供水特点为小时用水量具有极大的随意性,它在零和最大值(即用水高峰值)之间随时发生变化,与此同时供水管网又需随时保持有一定的压力,即需恒压,以便用户随时可以取用。当用水量下降时,供水泵虽然可以降低转速来调节流量以适应用水量的变化,但转速的降低(由相似律可知)会引起扬程的快速下降,当下降到保持供水管网恒压所需的扬程时,如果转速继续降低,则扬程会不能克服管网的恒压而无法向管网供水,为了保证能向管网供水,水泵转速存在一个能够供水的最低临界转速,即水泵转速必须保持在临界转速以上,才能够克服恒压而向管网供水。可见用转速来调节流量是有一个范围的,当用水量在小于临界转速相对应的流量时,就不能靠降低转速来调节流量以适应用水量的变化,此时供水能力大于用水量,系统只能靠止回阀来调节流量,止回阀充当了节流阀的功能,其调节流量方法实际上就是阀门控制法,供水能力的多余部分损耗在止回阀的节流损失上。由于变频调速范围较窄,大楼用水量又大部分时间处在小流量状态,供水系统效率受到较大的影响,这就是为何与传统的高位水箱供水相比产生更多耗能的主要原因。

  2、系统配置与节能关系

  针对大楼供水的特点,为了体现节能效果,减少或避免节流损耗,变频供水系统必须进行合理完整的配置,配置的基本原则是系统的供水能力或供水量随用水量的变化而变化,供水量与用水量相比基本相符,既能保证系统恒压的需要,又不至于用量过大而产生节流损耗。它的合理完整配置应包括三个部分:

  1)系统采用多泵并联运行供水。将小时用水量从零到最大的变化范围分割成几个区间,供水系统实行多泵并联,多用水多开泵,少用水少开泵,供水能力以适应用水量变化的区间,以利减少节流损耗和避免因水泵具有二次方律负载的固有特性而带来电机效率的下降。这就好比选择载重量合适的汽车运载货物,大吨位汽车运载小货物显然是不经济的。

  2)配置小流量泵,当管网用水量处于小流量范围时启用小流量泵供水,相当于选择小货车来运载小货物。小流量即用水量小于临界转速所对应的流量,此时主泵进入睡眠状态,系统切换到小泵工作,这样可以避免大量的节流损耗。这一项配置很重要,因管网用水量大部分时间处于小流量范围。

  3)配置足够容量的气压储水罐。管网用水量趋近于零流量时,设定恒压上限,小泵退出运行,系统由气压储水罐供水。

  应用配置与节能的关系,对变频供水系统进行改造事例

  1、根据变频供水系统配置与节能的关系,我们对某一处大楼的变频供水进行了技术改造。该大楼为普遍B类住宅,建筑高度近100米,建筑面积为4.4万平方米,住户234户,采用3套变频供水系统分高、中、低三个区域供水,每套系统为“一控三”,无小流量泵,无气压储水罐,每台供水泵的额定流量为每小时12.6吨。该配置表明该大楼供水系统具有最大小时用水量为113.4吨的供水能力,按照常规的选型设计标准,该大楼最大小时用水量为:234×220×3×2.8÷24÷1000≈18吨,而实际上该大楼的最大小时用水量也没有超过9吨。综合以上的数据可以断定该大楼变频供水系统配置极不齐全,也极不合理,装机最大小时供水量远远大于实际最大小时用水量,约为12.5倍,同时也可看到1台主泵的供水能力也大于整个大楼的最大小时用水量,当3套变频供水系统投入运行时,每套供水系统的最大小时用水量仅为3吨,都在小流量范围内运行,供水系统无法用变频调速来控制流量,变成了名副其实的阀门(止回阀)控制法,供水效率低下可想而知,单位吨水耗电量达8度也就不足为奇,变频供水系统变成了消耗电能的老虎机,投入使用以来用电量亏损不堪重负,而又无资金来源进行全面合理配置改造,是件十分冤枉的事情。我们在掌握有关数据的基础上,根据配置与节能的关系做了三方面技术改造。

  1)将高、中、低三区供水系统以减压阀相连接,停用中、低区供水泵,仅由高区供水泵工作。这样相当于增加了高区供水系统的用水量,大大消除了止回阀上的节流损耗。

  2)设置高位小容量储水罐,以替代低位气压储水罐和小流量泵。目的是将管网压力维持在一定的恒压范围,使主泵获得一定的睡眠时间。

  3)充分发挥变频器的节能功能,合理调整恒压值、睡眠频率、唤醒值、运行电流等几个互相制约的参数,尽可能做到量体裁衣,使水泵运行在最佳工况内。

  2、改造后结果评估

  1)改造后供水系统单位吨水耗电量为0.91度,比原来的8度减少了7.09度,按目前每月用水量2,200吨计,每月可减少耗电量1万5千多度,减耗效果是十分明显的。

  2)与高位水箱供水的耗电量比较。相同高度的大楼采用高位水箱供水,经实测它的单位吨水耗电量为0.98度左右,变频供水与高位水箱供水相比目前已有7.1%的节能效果,随着用水量的增加还有进一步节能的潜力。

  3)改造后变频供水系统仅仅只需一台主泵投入工作,按照系统合理配置原则,假设进一步改成多泵并联运行供水,则它的节能效果必将会得到充分体现。

  4)本次改造的不合理之处:高层建筑给水从能耗优化角度上考虑需分区供给,因为低区用水不需提升到高区,以免损失更多的势能和电能,正像该大楼是分3个区域供水的。而本次改造是3区域分别以减压阀相连,中、低区的供水由高区来完成,在减压阀上存在一定的节流损耗,如果分区域进行全面合理配置的改造,它的单位吨水耗电量肯定还会低,这也实属无奈之举,因大量的改造资金无着落之处,现在只能做最大程度的减耗而已。

  系统配置完整、合理与系统能耗具有密切的关系,大楼变频供水系统具有节能的空间,但系统配置是否合理完整是节能效果能否体现的关键,如果不完整、不合理反而会更加耗能。同时呼吁大楼开发前期有关方面合理设计和完整配置变频供水系统,不能一味节省投资来换取以后运行过程中用电量惊人地损耗,而物业服务企业又无资金改造的局面。

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篇2:物业设备管理知识:物业设备维护管理

  第三节   物业设备维护管理

  一、概述

  物业设备的维护管理包括维护保养和计划检修。实践证明,设备的完好与否和寿命长短很大程度上决定于维护管理的优劣。广义的情形下 ,物业设备的维护管理还包括物业设备的更新改造管理。所谓物业设备更新改造管理,是指设备使用到一定年限后 ,其效率低、能耗大、年维护费高 ,可能发生问题严重的事故 ,为使其性能得到改善和提高 ,降低年维护成本 ,需对有关设备进行更新改造。

  设备更新就是以新型的设备来替代原有的老设备。任何设备都有寿命 ,如果设备使用达到了它的技术寿命或经济寿命 ,就必须更新。

  设备改造就是应用现代科学的先进技术 ,对原有的设备进行技术改造 ,提高设备的技术功能及经济特性。设备改造的主要途径有 :①对设备的结构作局部改进;②增加新的零件和各种装置 ;③对设备的参数、容量、功率、转速、形状和外形尺寸作调整。由于设备改造不舍弃原有设备 ,花费的技术改造费用一般比设备更新要少得多。所以 ,只要通过技术改造能达到同样目的的 ,一般就不采用设备更新方式。

  二、物业设备维护管理

  (一)设备维护管理的分类

  设备的维护管理包括维护保养和计划检修。

  1.物业设备的维护保养

  设备在使用过程中会发生污染、松动、泄露、堵塞、磨损、震动、发热、压力异常等各种故障 ,影响设备正常使用 ,严重时会酿成设备事故。因此 ,应经常对使用的设备加以检查、保养和调整 ,使设备随时处于最佳的技术状态。

  2.物业设备的计划检修

  对在用设备 ,根据运行规律及计划点检的结果可以确定其检修间隔期。以检修间隔期为基础 ,编制检修计划 ,对设备进行预防性修理 ,这就是计划检修。

  实行计划检修 ,可以在设备发生故障之前就对它进行修理 ,使设备一直处于完好和正常使用状态。

  (二)物业设备维修管理的内容

  1 .物业设备的维护保养

  (1)维护保养的方式。

  维护保养的方式主要是清洁、紧固、润滑、调整、防腐、防冻及外观表面检查。对长期运行的设备要巡视检查 ,定期切换 ,轮流使用 ,进行强制保养。

  ①紧固。

  为了防止设备发生更大震动导致螺帽脱落、连接尺寸的错位、设备的位移以及密封面接触不严造成泄露等故障 ,必须经常检查设备的紧固程度。

  ②润滑。

  润滑管理是正确使用和维护设备的重要环节。对润滑油的型号品种、质量、润滑方法、油压、油温及加油量等都有严格的规定。润滑管理要求做到“五定”(定人、定质、定时、定点、定量),并制定相应的润滑管理制度。

  ③调整。

  设备零部件之间的相应位置以及间隙是有科学规定的。因设备的震动、松动等因素 ,零部件之间的相对尺寸会发生变化 ,容易产生不正常的错位和碰撞 ,造成设备的磨损、发热、噪声、震动甚至损坏 ,因此必须对有关的位置、间隙尺寸做定量的管理 ,定时测量、调整 ,并在调整后加以紧固。

  ④外观表面检查。

  外观表面检查指对设备的外观做目视或测量观察 ,检查设备的外表面有无损伤裂痕,磨损是否在允许的范围内 ,防护罩等安全装置是否齐全 ,温度压力运行参数是否正常,电动机有否超载和过热 ,传动皮带是否断裂或脱落 ,震动和噪声是否异常 ,设备密封面的泄露状况如何 ,设备外表面有无锈蚀迹象以及设备的防腐保温层有无损坏等 。

  (2)维护保养工作的实施。

  维护保养工作主要分日常维护保养和定期维护保养两种。

  日常维护保养工作要求设备操作人员在班前对设备进行外观检查 ,在班中按操作规程操作设备 ,定时巡视记录各运行参数 ,随时注意运行中有无异声、震动、异味、超载等现象 ,在班后对设备做好清洁工作。在冬天,如设备即将停用,应在下班后放尽设备内剩水 ,以免冻裂设备。日常维护保养工作是设备维护管理的基础 ,应该坚持实施 ,并做到制度化 ,特别是周末或节假日前更应注意。

  定期维护保养工作是以操作人员为主、检修人员为辅来进行的。它是有计划地将设备停止运行 ,进行维护保养。根据设备的用途、结构复杂程度、维护工作量及操作人员的技术水平等 ,来决定维护的间隔周期和维护停机时间。定期维护保养需要对设备进行部分解体 ,应做好以下工作:①彻底内外清扫、擦洗、疏通;②检查运动部件运转是否灵活及其有无磨损情况 ,调整配合间隙;③检查安全装置;④检查润滑系统油路和油过滤器有无堵塞 ;⑤清洗油箱 ,检查油位指示器 ,换油;⑥检查电气线路和自动控制的元器件的动作是否正常。设备的定期维护保养能够消除事故隐患,减少磨损 ,延长设备寿命 ,发挥设备的技术功能和经济特性。

  (3)设备的点检。

  设备的点检就是对设备有针对性的检查。一些主要的设备在出厂时 ,制造厂商会提供该设备的点检卡或点检规程 ,其内容包括检查内容、检查方法、检查周期以及检查标准等。设备点检时可按制造厂商指定的点检点和点检方式进行工作 ,也可根据各自的经验补充增加一些点检点。设备点检时可以停机检查 ,也可以随机检查。检查时可以通过人摸、听、看、嗅等方式 ,也可利用仪器仪表进行诊断。通过设备的点检 ,可以掌握设备的性能、精度、磨损等情况 ,及时清除隐患 ,防止突发事故的发生 ,不但保证了设备的正常运行 ,又为计划检修提供了正确的信息依据。

  设备的点检包括日常点检及计划点检。

  设备的日常点检由操作人员随机检查。日常点检内容主要包括:①运行状况及参数 ;②安全保护装置;③易磨损的零部件;④易污染堵塞、需经常清洗更换的部件 ;⑤在运行中经常要求调整的部位 ;⑥在运行中经常出现不正常现象的部位。

  设备的计划点检一般以专业维修人员为主 ,操作人员协作进行 ,计划点检应该使用先进的仪器设备和手段 ,可以得到正确可靠的点检结果 ;计划点检内容主要有:① 记录设备的磨损情况 ,发现其他异常现象;②更换零部件 ;③正确修理的部位、部件及修理时间;④安排检修计划。

  2 .物业设备的计划检修

  对于在用设备 ,根据运行规律及计划点检的结果可以确定其检修间隔期。以检修间隔期为基础 ,编制检修计划,对设备进行预防性修理 ,这就是计划检修。

  实行计划检修 ,可以在设备发生故障之前就对它进行修理 ,使设备一直处于完好和正常使用状态。

  根据设备检修的部位、修理工作量的大小及修理费用的高低 ,设备维修工程一般分为小修工程、中修工程、大修工程和设备更新和技术改造工程四种。

  (1)小修工程。

  小修工程也称为零星维修工程 ,是指对设备进行日常的保养、检修及为排除运行故障而进行的局部维修。通常只是清洗、更换和修复少量易损件 ,并作适当的调整、紧固和润滑工作。小修一般由维修人员负责 ,操作人员协作进行。

  (2)中修工程。

  中修工程是指对设备进行正常的和定期的全面检修 ,对设备部分解体修理和更换少量磨损零件 ,保证设备能恢复和达到应有的标准和技术要求 ,使设备能正常运转到下一次修理 ,更换率一般在10% ~30% 。

  (3)大修工程。

  大修工程是指对设备进行定期的全面检修 ,对设备进行局部或全部的解体 ,修复或更换磨损或腐蚀的零部件 ,在修理时 ,也可结合技术进步的条件 ,对设备进行技术改造 ,使设备基本恢复原有性能 ,更换率一般超过30% 。

  大修工程中的一种类型被称为系统大修 ,是一个系统或几个系统甚至整个物业设备系统的停机大修检。系统大修的范围很广,通常将所有设备和相应的管道、闸门、电气系统及控制系统都安排在系统大修中进行检修。在系统大修过程中 ,所有的相关专业检修人员以及操作人员、技术管理人员都应参加。

  值得注意的是 ,设备的计划检修不能绝对消除计划外检修(偶然性的故障抢修和意外事故的恢复性检修),但如果认真贯彻各项操作规程和规章制度 ,认真完成设备的日常维修和计划检修工作 ,那么计划外的检修是可以减少或避免的。

  中修、大修应由专业检修人员负责 ,操作人员只能作一些辅助性的协助工作。

  (4)设备更新和技术改造工程。

  设备更新和技术改造工程是指设备使用到一定年限后 ,技术性能落后、效率低、耗能大或污染(腐蚀、排气、粉尘、噪音)问题日益严重 ,必须更新设备 ,提高和改善设备的技术功能及经济性能。

  3 .维护保养和计划检修的关系

  (1)设备管理应以“维护保养为主 ,计划检修为辅”为原则。

  如果维护保养工作做得好 ,发现问题后及时加以处理 ,则会大大减少设备检修工作量 ;反之 ,如果设备操作人员不爱护设备 ,不遵守设备的操作规程和规章制度 ,不对设备进行维护保养工作 ,就会加剧设备的损坏 ,使设备经常发生故障停机 ,就会大大增加设备检修工作量。因此,每位维护保养人员应该具有很强的工作责任心 ,认真执行各项工作标准 ,精心维护设备。

  (2)维护保养和计划检修中的注意事项。

  ①以预防为主 ,坚持日常保养与按计划检修并重 ,使设备经常处于良好状态。

  ②对物业设备做到“三好”、“四会”和“五定”。“三好”是指用好、修好和管理好重要的物业设备。“四会”是指设备检修人员对物业设备要会使用、会保养、会检查、会排除故障。“五定”是指物业主要设备的清洁、润滑、检修要做到定量、定人、定点、定时和定质。

  ③实行专业人员修理与使用操作人员修理相结合。以专业修理为主 ,同时提倡设备的使用操作人员参加日常的维护保养和进行部分的小型检修。

  ④完善设备管理和定期检修制度。制定科学的保养规程 ,完善设备资料和检修登记卡片管理 ,合理制定出定期检修计划。

  ⑤修旧利废 ,合理更新 ,降低设备检修费用 ,提高经济效益。

  1.什么是物业设备基础资料管理?物业设备基础资料管理分为哪些类型?

  2.物业设备原始档案管理通常包括哪些内容?

  3.物业设备管理的目标是什么?反映物业设备管理质量的指标是什么?

  4.什么是物业设备技术运行管理?物业设备技术运行管理的主要任务有哪些?

  5.什么是物业设备经济运行管理?物业设备经济运行管理包括哪些内容?

  6.物业设备的维护保养方式有哪些?

  7.物业设备的维护保养和计划检修之间具有怎样的关系?

篇3:加强物业公司对物业设施设备管理

  物业设施设备是整个物业的重要组成部分,是维持业主正常工作、生活、学习的重要保证。业主把物业设施设备交给物业公司后,很少参与其日常管理,这种缺乏业主参与和监管的管理,将增加设施设备维护费和降低设施设备使用寿命,并给设施设备运行带来安全隐患。本文对物业公司如何加强物业设施设备的管理进行了深入的探讨,提出了相应的解决方案。

  物业管理1981年最早在深圳出现,近十几年才在全国快速发展起来。为了规范物业管理,化解物业管理中存在的矛盾,国家制定了约十六部物业管理相关法律法规,这些法律法规的制定和实施,起到了规范物业管理活动、维护业主和物业企业合法权益的作用。但在物业管理实际工作中,笔者发现有许多问题需要进一步细化和完善,比如业主把物业交给物业公司后,如何加强物业公司对物业设施设备的管理?

  物业设施设备主要包括电梯、消防设施、供暖与锅炉、中央空调、给排水系统以及强电设备等,是整个物业的重要组成部分,也是维持业主正常工作、生活、学习的重要保证。目前国家制定的物业管理相关法律,如《物业管理条例》规定了业主在物业管理活动中享有如下权利:“......对物业共用部位、共用设施设备和相关场地使用情况享有知情权和监督权;......监督物业共用部位、共用设施设备专项维修资金的管理和使用......”这个规定因不够细化而难以操作,如物业公司对物业设施设备的管理,业主很难检查物业公司的管理情况,完全依靠物业公司的自我管理、自我约束,缺乏业主的有效参与和监管。

  物业公司的服务如卫生、绿化,业主不难判断其服务质量的优劣,而物业设施设备的管理,如中央空调、智能化的中央控制系统、高压水泵供水系统等等,是一项专业性很强的工作,业主往往不具备这些专业知识,在业主看来只要这些设备能运行就可以了。实际上物业设施设备是否得到良好的管理,决定了设施设备能否有良好的工况和较低的能耗,同时也决定了设施设备能否有较长的使用寿命和较低的维修保养费用。

  目前由于物业公司之间竞争激烈,物业公司生存时间短,变换频繁,物业公司为节省开支,不按照相关设施与设备管理规定对设施设备进行维修保养,如空调水质长期不化验,水泵轴承从不加润滑油,空调盘管从不清洗等,甚至一些设施设备长期带病运行,直到设施设备无法工作时就花业主的钱大修。很多物业服务合同规定:小修费用由物业公司承担,中修、大修及更换设施设备的费用由业主承担,或者规定维修费用超过多少元由业主承担,低于多少元由物业公司承担。这种规定不可避免地出现物业公司小修不做,累积到大修,从而给业主带来高昂维修费用,也缩短了设施设备的使用寿命,更为严重的是带病运行的设施设备存在安全隐患。这种规定带来的另外一个问题是个别不法物业公司甚至串通维修单位故意提高维修价格,从而达到由业主承担费用的目的。

  为加强物业公司对物业设施设备的管理,笔者提出以下管理方案:

  一、加强物业公司的招投标管理工作,引进管理规范、技术力量强的物业公司。由于物业管理是随着住房改革而逐步发展起来的朝阳产业,物业公司数量迅速扩展,但各公司的技术力量、管理水平差别很大,目前大多数物业管理企业普遍存在高端人才少、从业人员素质和水平较低的问题。物业管理公司安排的大多是企业富余人员,而保洁、保安、维修人员的学历基本在职高以下,对设施设备的管理仅仅能做一些简单的清洁和开机、停机工作,没有对设施设备进行应有的日常维保的技术能力。因此在考察物业公司的资质时,应该着重考虑物业公司管理人员的素质、技术水平,对物业设施设备的维修技术人员要求必须持证上岗并具有相应的维修管理经验。

  二、业主委员会部分成员由具有水暖、机电等专业知识的业主担任,由具有专业知识的业主不定期地对物业公司在物业设施设备管理方面进行检查,包括维修计划的制订和实施、设施设备的巡检记录、设施设备的维修台帐等等,并把检查结果作为评定物业公司服务质量和确定物业公司物业费收取标准的依据之一。

  三、业主委员会委托具有水暖、机电等专业知识的第三方(如物业咨询公司、专业设备维护维修公司)对物业公司的物业设备管理工作进行监管,根据发现的问题,给物业公司提出专业化的管理意见和建议。由具有物业设施设备方面的专业知识的第三方进行监督,能更专业、更及时发现物业公司管理中存在的问题,有力地强化了物业公司的管理,使设施设备始终处于最佳的工况中,从而降低设施设备的维修保养费用和能耗,延长设施设备使用寿命。

  物业设施设备的管理关系到广大业主的切身利益和人身安全,加强物业公司的管理意义重大,引进高质量的物业公司是加强管理的前提,由具有专业知识的业主参与管理和委托第三方进行监管能确保设备处于全程监管之中。通过这些措施,不仅加强了物业设施设备管理,而且也极大地促进了物业公司不断地提高自身的管理能力和技术水平。

篇4:设备管理知识:公共建筑外门节能减排

  每个采暖期使用一樘旋转门比推拉门减少的主要污染排放量约有:使地球升温的温室气体二氧化碳5,800kg、使地球产生酸雨并直接危害健康的气体二氧化硫60kg和炉灰600kg。

  在实行物业管理的楼宇中,共用的建筑部分大都有必须的出入口。使用采暖或空调的公共建筑外门(如酒店和写字楼的大堂出入门)的能耗占整个建筑的能耗虽然不大,但不同门型的能耗差别却不小。在当今世界性能源紧张与气候变化的形势下,研究公共建筑外门的节能减排、降低物业运行的成本是很有必要的。现仅以公共建筑上常用的推拉门和旋转门为例,探讨其在相同的使用条件下,建筑采暖时的能量损失,以得出建筑外门的节能方向。

  至于平开门虽在公共建筑上也常用,但因其能耗介于以上两型门之间。建筑使用空调时,除气流的方向相反之外,门的能量损失原理与使用采暖时的基本相同,故在此均不赘述。

  推拉门和旋转门的构造及其使用的状态见图1。

举例的外门使用条件

  在我国寒冷地区某市执行公休制的办公楼;

  节假公休日和下班后均关门或锁门;

  上班的早8时至晚17时开门,以门平均每天开启2,000次取值;

  门的宽度和高度分别同取2.4m和2.2m;

  推拉门为两扇自动开闭式,旋转门为3扇手推式;

  采暖期气候:室内外的采暖计算温度分别按18℃和-2℃,采暖期131天。

门的围护表面温差传热热损失

  推拉门是单层门扇的围护表面,因每次开启中有1/2的时间处于全开状态,此间并无温差传热,故其采暖期温差传热的时间约2,894小时;旋转门在上班投入使用后,因是单层门扇的围护表面,也多了1/6圆周的弧形门传热的面积;在公休和下班时因门处于关闭状态,致其中1/2的围护面积变成了双层的围护物,其采暖期间关闭状态的时间约2,334小时。

  按此计算得每个采暖期的温差传热热损失:推拉门为1,757(kW·h),旋转门是1,813(kW·h)。推拉门是旋转门96.9%,或旋转门比推拉门多耗3.1%。

门缝的冷风渗透热损失

  因室外冷空气的密度大于室内空气的密度,故当门关闭时冷风是从门下半部的缝渗入室内,同时将等量的室内热空气从上半部门缝逸出室外,从而造成冷风渗透热损失。

  由门的尺寸和结构,算得一樘门的门缝长度:推拉门为11.4 m,旋转门为9.2

  m。推拉门在关闭状态时是单层门的门缝;而旋转门在关闭状态时,却是单层和双层的门缝各占1/2。

  因推拉门的门缝比旋转门的长,故算得每个采暖期的门缝冷风渗透热损失:推拉门为189(kW·h),旋转门是130(kW·h),推拉门比旋转门的热损失多了45.4%。

门开启时的冷风冲入热损失

  由门的结构所决定,推拉门开启时的冷风冲入热损失类似于门缝,也是由室内外空气的密度差所产生的热压,使室外的冷风从开着的门口下半部冲入室内,同时将室内的热空气从门口的上半部排出所形成。而旋转门在开启时却是由旋转的门扇将室外的冷空气夹带入室内,同时将室内的热空气夹带出去所形成的热损失,即冷热空气的容积置换(或交换)的热损失。

  按此计算得每个采暖期的门开启时冷风冲入的热损失:推拉门为13,265(kW·h),旋转门是2,733(kW·h),此项热损失中,推拉门比旋转门却竟多出了385.4%。

门的电耗问题

  因公共场所的人员众多管理较难,为保证推拉门能正常开闭,大都须安装自动启闭装置并耗电。而旋转门的开闭,除在大型或高级豪华建筑需设自动启闭装置外,一般均可由出入的人随时手推完成,不需自动启闭装置和电能,本例的旋转门即按不设自动启闭装置计算。据计算一个采暖期推拉门的电耗约有75(kW·h)。

门的节能节支减排及其分析比较

  将两种门的以上各项能耗列于表1,以资比较。

  虽然两种门的规格相同,以及推拉门的温差传热稍低于旋转门,但推拉门的总能耗(加电耗)却比旋转门高3.28倍之多;外门的热损失主要是由开启时冷风冲入所致,尤其是推拉门的冷风冲入热损失,占其总损失的87%以上故当推拉门需频繁开启时,大都需在门口另设热风幕补热,从而更加耗能。

  本例的一樘旋转门比推拉门每年可节约运行费约达3,900元。

  由门的能耗量所折合的燃料煤量,算得每个采暖期一樘旋转门比推拉门节约的燃料煤量约有2,900kg。因节约供暖锅炉燃煤和节电(即发电锅炉燃煤)而达到减少碳排放的目的,根据相关指标可算得每个采暖期使用一樘旋转门比推拉门减少的主要污染排放量约有:使地球升温的温室气体二氧化碳5,800kg、使地球产生酸雨并直接危害健康的气体二氧化硫60kg和炉灰600kg。

  综上可见,在公共建筑中采用旋转门,具有显著的节能减排和节支效果,故旋转门是节约型的外门,尤其用于公共建筑的场合,其节能减排减碳和节支的效果更显著,符合建设资源节约型和环境友好型社会,以及应对气候变化减碳的要求。旋转门应为建筑开发设计公用建筑出入口的首选部品。

使用旋转门的注意事项与改进措施

  旋转门和推拉门在使用中,均因有可能当需要紧急疏散时,将人滞留在门口而妨碍逃生的弊端,故不能作为安全通道,还必须另设平开型门作为疏散口。此外旋转门的占地较多也较贵。

  以下问题需设计使用旋转门时加以注意:安装、验收与使用旋转门时,应使旋转门扇停在任何位置上,均能与弧形玻璃之间、顶棚之间和地面之间保持密封均匀严密的状态,严防密封不到位的虚假现象,以防冷风的渗透在旋转门室内外部分门的顶棚和底板均应保温,以减少散热损失。

  改进措施:在旋转门的内外门口,增设透明的PVC压延薄膜条形门帘,可减少门经常性的温差传热、门缝的冷风渗透和开启时的冷风冲入热损失,是个经济简便有效的节能措施。将门的单层玻璃改为中空玻璃,必能大大降低门的温差传热损失。旋转门使用中有旋转扇与固定扇间,类似剪切性夹人致伤甚至致死的可能,故须采取防夹措施,在门上加设警示牌、门框加橡胶缓冲垫,将旋转门扇适当缩窄,同时将密封件加宽,均有一定的防夹效果。将门的每个旋转门扇改为用弹簧自由合页连接成两扇虽可防夹,但锁门较复杂,又需防合页处的门缝夹手隐患,还多了垂直门缝的冷风渗透和金属门框的温差传热损失。公共建筑的外门里应设前庭,前庭与各楼梯间之间应设隔断和常闭的门,使前庭不与楼梯间和各层的走廊直接相通,否则将因楼梯间等垂直通道的烟囱效应,使外门缝的冷风渗透和门打开时冷风冲入的热损失加大,尤其是当建筑围护结构的严密性较差时。

篇5:室内热水供应系统与设备管理

  一、热水用水量标准和热水水质

  (一)热水用水量标准

  室内热水供应是对水的加热、储存和输配的总称。室内热水供应系统主要供给生产、生活用户洗涤及盥洗用热水 ,应能保证用户随时可以得到符合设计要求的水量、水温和水质。

  用水量的标准有两种 :

  ①按热水用水单位所消耗的热水量及其所需水温而制定的 ,如每人每日的热水消耗量及其所需水温、洗涤每1kg 干衣所需的水量及水温等 ;

  ②按卫生器具一次或1h 热水用水量和所需水温而制定的。

  (二)热水的水质

  热水供应系统中的管道结垢和腐蚀是两个普遍问题 ,影响其使用寿命与投资维修费用。防止热水管道腐蚀的措施是减少水中的溶解氧和采用防腐管材 ,在工程中常设置气体排除装置和采用铜管。

  在热水管道中 ,影响水垢形成的因素主要是热水中的暂时硬度含量和水温。生产用热水的水质标准要根据生产工艺要求标准来确定。生活用热水的水质标准除了应该符合我国现行的枟生活饮用水水质标准桦外 ,对集中热水供应系统加热前水质是否需要软化处理 ,应根据水质、水量、使用要求等因素进行技术经济比较确定。一般情况下热水供应系统按65℃水温计算时 ,小于10m3 的日用水量可不进行软化处理。如果经过实践证明 ,该地区使用磁化器软化水有效时 ,可在水加热器或锅炉冷水进水管上安装磁化器。

  (三)水温

  热水水温应当满足生产和生活需要 ,以保证系统不因水温高而使金属管道腐蚀、设备和零件易损和维护复杂。水温过高还容易发生烫伤人体的事故。热水锅炉或水加热器出口的最高水温和配水点的最低温度 ,应根据水质处理情况而定。当无须进行水质处理或有水质处理设施时 ,热水锅炉和水加热器出口的最高水温应低于75℃ ,配水点的最低水温应高于60℃ ;要进行水质处理但未设置处理装置时 ,热水锅炉和水加热器出口的最高水温应低于65℃ ,配水点的最低水温应高于50℃ 。

  若热水仅供沐浴、盥洗使用而不供洗涤用水时 ,配水的最低水温不低于45℃即可。热水锅炉和水加热器的出水温度一般均按65~70℃水温设计 ,最高不得超过75℃ ;配水管网最不利配水点的最低水温为 :供应洗涤需要时应不低于60℃ ;供应浴

  盆时不低于55℃ 。水加热设备出口与配水管网最不利配水点温度差不得大于15℃ 。

  二、热水供应系统的分类

  室内热水供应系统 ,按照热水供应范围分为:局部热水供应系统、集中热水供应系统、区域性热水供应系统。

  (一)局部热水供应系统

  局部热水供水系统适用于供水点很少的情况 ,如家庭、食堂等用热水量较小的建筑。加热器可用炉灶、煤气热水器、电热水器及太阳能热水器等 ,有设备简单、使用方便、造价低等优点 ,在没有集中热水供水系统的建筑中广泛使用。

  (二)集中热水供应系统

  集中热水供应系统一般应用在热水供应范围较大 ,用水量多的建筑物。热水的加热、贮存及输送均集中于锅炉房 ,在锅炉房或热交换间设加热设备 ,将冷水集中加热 ,热水由统一的热水管网配送 ,集中管理,可供一幢或几幢建筑物需要的热水。节省建筑面积 ,热效率较高 ,但投资大 ,多用于大型宾馆、高级住宅等建筑物。这种系统适用于医院、疗养院、旅馆、公共浴室、体育馆、集体宿舍等建筑。

  比较完善的热水供应系统 ,通常由下列几部分组成。

  ①加热设备 :锅炉、炉灶、太阳能热水器、各种热交换器等。

  ②热媒管网 :蒸汽管或过热水管 ,凝结水管等。

  ③热水贮存水箱 :开式水箱或闭式水箱等。

  ④热水输配水管网和回水管网、循环管网。

  ⑤其他设备和附件 :循环水泵 ,各种器材和仪表,管道伸缩器等。

  集中热水供应系统的工作流程为锅炉生产的蒸汽经热媒管送入水加热器把冷水加热。蒸汽凝结水由凝结水管排入凝水池。锅炉用水由凝水池旁的凝结水泵压入水加热器中 ,水加热器中所需的冷水由给水箱供给 ,加热器中热水由配水管送到各个用水点。为了保证热水温度 ,循环管(回水管)和配水管中还循环流动着一定数量的循环热水 ,用来补偿配水管路在不配水时的散热损失。因此 ,集中热水供应系统可以认为由第一循环系统(发热和加热器等设备)和第二循环系统(配水和回水管网等设备)组成。

  (三)区域热水供应系统

  区域性热水供应系统是建设小区锅炉房集中供应热水 ,或利用城市热网进行供水的常用方式。加热冷水的热媒多使用热电站、工业锅炉房所引出的余热集中制备热水 ,供建筑群需要。此种方式供应热水的规模大 ,设备集中 ,热效高 ,使用方便 ,对环境污染小 ,是一种较好的热水供应方法 ,但设备复杂,管理技术要求高 ,投资很大。这种系统的热效率最高 ,供应范围比集中热水供应系统大得多 ,每幢建筑物所需的热水供应设备也最少 ,有条件的情况下应优先采用。

  三、集中热水供应

  水的加热方式很多 ,在局部热水供应系统中可利用电、燃气、太阳能来加热水。在集中热水供应系统中 ,常见的有蒸汽直接加热和间接加热两大类。直接加热法即利用燃料直接烧锅炉将水加热或利用清洁的热媒如蒸汽与被加热水混合而加热水的方法。可采用电力来加热水 ,在太阳能源丰富的地区可采用太阳能加热水。选用时应根据热源种类、热能成本、热水用量、设备造价及经常费用等经济技术指标比较后再进行确定。在有条件的工厂 ,应尽量利用废热、余热来进行加热,以节省燃料。

  间接加热法即被加热水不与热媒直接接触 ,而是通过加热器中的传热面的传热作用来加热水的方法。如用蒸汽或热网等加热水的方法,当热媒放热后 ,温度降低 ,仍可回流到原锅炉房复用 ,因此热媒不需要大量补充水 ,此法既可节省用水 ,又可保持锅炉不生水垢 ,提高热效能。

  集中热水供应方式有很多 ,有前述的按加热方法的不同 ,可分直接加热式和间接加热式 ;按循环管道的有无 ,可分为全循环式、半循环式和无循环式 ;按循环方式的不同 ,可分为设循环水泵的机械循环式和不设循环水泵的自然循环式 ;按配水干管在建筑内布置位置的不同 ,可分为下行上给式和上行下给式。

  (一)普通集中热水供应方式

  (1)图2-6(a)所示为下行上给式全循环供水系统 ,由两大循环系统组成:锅炉水加热器、凝结水箱、水泵及热媒管道等构成第一循环系统 ,其作用是制备热水 ;第二循环系统主要由上部贮水箱、冷水管、热水管、循环管及水泵等构成 ,其作用是输配热水。该系统适用于热水用水量大、要求较高的建筑。

  (2)图2-6(b)所示的是上行下给式全循环供水系统 ,此时循环立管是由每根热水立管下部延伸而成。这种方式一般适用在五层以上 ,并且对热水温度的稳定性要求较高的建筑。因配水管与回水管之间的高差较大 ,往往可以采用不设循环水泵的自然循环系统。这种系统的缺点是维护和检修管道不方便。

  (3)图2-6(c)所示的为下行上给式半循环供水系统,适用于对水温的稳定性要求不高的五层以下建筑物 ,比全循环方式节省管材。

  (4)图2-6(d)所示的为不设循环管道的上行下给式供水系统 ,适用于浴室、生产车间等建筑物内。这种方式的优点是节省管材 ,缺点是每次供应热水前需排泄掉管中的冷水。

  热水供应方式的选择 ,必须根据建筑物的性质、要求卫生器具供应热水的种类和数量、热水供应标准、热源的情况等因素 ,选择不同的可用方式进行技术和经济方案比较后确定。

  (二)普通集中热水供应设备

  1 .热水直接加热设备

  根据建筑情况、热水用水量及对热水的要求等 ,选用适当的锅炉或热水器。常用的加热器有:热水锅炉(燃料有煤、油及燃气等);汽水混合加热器(以清洁的蒸汽通过喷射器喷入贮水箱的冷水中 ,使水汽充分混合加热水);家用型热水器 ,目前市场上有燃气热水器及电力热水器等 ;太阳能热水器,利用太阳能加热水是一种简单、经济的加热方法。

  (1)蒸汽直接加热。

  蒸汽直接加热就是将锅炉生产的蒸汽直接通入水中进行加热。这种加热方法比较简单 ,其投资少、热效率高、维修管理方便;但是噪声较大、冷凝水不能回收 ,水质会受热媒污染 ,因此这种加热方法只适用于耗热量不大、凝结水不要求回收、对噪声控制无严格要求的公共浴室、工业企业的生活间和洗衣房等建筑。

  直接蒸汽加热常用多孔管加热和喷射器加热两种方法。鉴于喷射器结构紧凑、加工容易、噪声较小 ,因此在对较大水箱或浴室大水池中的水体进行加热的情况下常优先采用。

  (2)加热水箱。

  加热水箱属直接加热设备。在水箱中放置蒸汽多孔管或蒸汽喷射器、排管或盘管 ,这样就构成了加热水箱。加热水箱一般用钢板做成长方体 ,也可用钢筋混凝土制作。往加热水箱中补充冷水时 ,应注意:如果室外供水管网压力较高(大于0 .5MPa)且出水口用浮球阀控制 ,为既使系统压力稳定,又不使浮球阀因压力过高而经常漏水 ,因此不要把冷水直接送入加热水箱 ,而应由另外一个给水箱供应。采用蒸汽多孔管或箱外设置喷射器加热冷水时 ,蒸汽管应从高出加热水箱水位0 .5m 处引入 ,这样可以避免冷水在蒸汽切断时被吸入蒸汽管内。

  2 .热水间接加热设备

  间接加热就是利用锅炉产生的蒸汽或高温水作热媒 ,通过热交换器把水加热 ,热媒放出热量后 ,又重新返回锅炉之中 ,这样循环往复的一种加热方式。通过这种系统加热的水不易被污染 ,热媒不必大量补充 ,无噪声 ,热媒和热水在压力上无联系 ,因此 ,对比较大的热水供应系统常采用间接加热的方式 ,如医院、旅馆、饭店等。

  间接加热设备常用的有容积式热水加热器、快速热水加热器和热水贮存器等。

  (1)容积式热水加热器。

  容积式热水加热器具有加热器和热水箱的双重作用。一般用钢板焊接成圆柱形水箱 ,有卧式和立式两种。常用卧式(见图2唱7),只有在安装房间无法放置卧式时 ,才采用立式。这种加热器可设在建筑物的底层或地下室内。它节能、节电、节水效果显著 ,已列入国家专利产品。容积式热水加热器的中下部有一束 U 形加热盘管 ,蒸汽(或高温热水)由 U 形管上部进入 ,放出热量后 ,冷凝水返回锅炉 ,而水箱内的水被加热后供应系统使用。

  安装卧式容积式热水加热器的房间 ,在装有盘管的一端应留有能取出盘管的足够位置以便检修。罐体应保温,以防止散失大量的热量。

  容积式热水加热器的供水温度比较稳定 ,但热效率较低 ,造价高 ,占地大,维修管理不便。常用于需要供水温度稳定、用水量大而又不均匀的热水系统 ,如医院、旅馆大型公共浴室和工业企业的生活间等。

  采用容积式热水加热器的系统 ,当给水由室外高温直接供水时 ,加热器上应装温度计、压力表和安全阀。特别是当室外供水压力波动时 ,加热器中的压力也随之变化 ,为使系统压力不超过规定值 ,装设安全阀就显得非常重要。

  当室外供水压力超过0 .5MPa 时 ,为避免管道和设备承受过高的压力 ,加热器的给水应经过冷水箱送入。冷水箱的安装高度(以水箱底面起计算)应能保证最不利配水点所需的水压 ,冷水箱给水管管径的大小应能补给热水系统的设计秒流量 ,且不可作其他用水 ,以保证加热器的安全供水。这种系统的加热器不必装设安全阀 ,但为排除空气 ,应装设排气阀。

  (2)快速热水加热器。

  快速热水加热器有气唱水式和水唱水式加热器两种类型。前者热媒为蒸汽,后者热媒为过热水。气唱水式快速热水加热器也有两种类型:多管式和单管式。图2-8所示的是多管气唱水式快速热水加热器。它的优点是效率高 ,占地面积小;缺点是水头损失大 ,不能贮存热水供调节使用 ,在蒸汽或冷水压力不稳定时 ,出水温度变化较大。快速热水加热器适用于用水量大且较均匀的建筑物。为避免水温波动 ,最好装设自动温度调节器或贮水罐。单管气唱水式快速热水加热器之间可以并联或串联。

  水-水式快速热水加热器外形和多管气-水式快速热水加热器相同 ,但套管内为多管排列 ,热媒是过热水。热效率比气-水式加热器低 ,但比容积式热水加热器高。

  图2-9所示为一套管式快速热水加热器。它由两根不同直径(矱70mm 和矱40mm)的钢管制成同心套管,并由若干根这样的套管串联而成。蒸汽从上方进入套环间 ,放出热量后冷凝水由下部流出。而冷水由下部进入内管 ,被加热后由上部流出。   (3)热水贮存器。

  热水贮水箱在热水供应系统中 ,因用水情况和供水情况而不一致。当用水量变化很大时 ,往往很难满足最大用水量需要。所以 ,应设热水贮水箱,贮存一定的水量 ,以便调节加热设备、供水与用水之间的不平衡。

  在锅炉容量较大时 ,锅炉本身就起贮水箱的作用。采用容积式水加热器的系统 ,加热器本身可贮存一定量的热水 ,不必另设贮水箱。当采用快速热水加热器或由锅炉直接供水而用水量又不均匀时 ,则应设置热水贮水箱。在热水供应系统用水不均匀时 ,贮水器起调节作用。它有开式和闭式两种 ,前者称为热水箱 ,后者称为热水贮水罐 ,一般均用钢板制造。开式贮水箱设在系统上部 ,故称“高位水箱” ,又称“热水箱” ,水箱的高度应能满足最不利配水点所需的水压 ;闭式水箱设在系统的下部 ,称为

  “低位水箱” ,又称“热水贮水罐” ,因水箱承受上部的压力 ,所以要完全封闭。

  热水箱可做成方形或圆形。热水贮水罐一般与加热设备放在一起 ,但其底部应高出加热设备最高部位。热水箱及贮水罐的容积应经计算确定。开式热水箱为间接加热设备。热水箱用钢板焊接而成 ,在水箱底部装有钢盘管 ,热媒流经管盘将水加热。水箱顶部应加盖 ,并设有溢流管、泄水管和透气管,同时还应设冷水补给水箱。热水箱通常设在建筑物的上部 ,其安装高度由水力计算决定 ,应保证所有配水点具有所需的流出水头。热水箱的容积和加热盘管面积根据实际需要确定。这种加热方式一般用于小型浴室、食堂、洗衣房等用水量较小的热水供应系统。

  3.膨胀管和膨胀罐

  为解决热水供应系统中因水温升高、水密度减小、水容积增加而破坏系统正常工作的问题 ,需设置这类设备。

  膨胀管可由加热设备出水管上引出 ,将膨胀水引至高位水箱中 ,膨胀管上不得设置阀门 ,其管径一般为 DN20~25mm 。膨胀罐是一种密闭式压力罐 ,适用于热水供应系统中不宜设置膨胀管和膨胀水箱的情况。膨胀罐可安装在热水管网与容积式加热器之间 ,与热水加热器同在一室 ,应注意在热水加热器和管网连接管上不得设置阀门。

  4.温度自动调节器

  当采用蒸汽直接加热或用容积式热水加热器间接加热时 ,为了控制、调节加热水的温度 ,最好装设自动温度调节器。在加热设备的热水出水管管口装设温度自动调节器 ,其感温元件将温度变化传导到热媒进口管上的调节阀 ,便可控制热媒流量的大小 ,达到自动调温的目的。

  自动温度调节器是以自动控制热媒的进入量来调节水温的仪表。在热水供应中常采用直接作用式自动温度调节器。它的温包内装有一定量的沸点低于被调节介质温度的液体 ,例如氟利昂、乙醚或丙酮等。使用时将温包插入被加热的水中 ,当加热后的水温过高(或过低)时,温包中液体汽化(或冷凝),压力升高(或降低),压力经毛细导压管传至贮液筒 ,此时波纹管则被压缩(或伸胀),经连杆传动使阀瓣关小(或开大),这样使得通过阀门的热媒量减小(或增大),从而达到调节被加热水温的目的。调节温度一般为 :30~40℃ ,40~ -50℃ ,50~60℃ ,60~70℃ ,70~80℃ ,80~90℃ ,90~100℃ ,100~110℃ ,110~120℃ 。最大工作压力一般为0。6~1 .0MPa 。

  另一种常用的自动调温装置是电动式自动调温器。它由电触点式温度计、电动调节阀和电气设备所组成。电触点式温度计的温包插装在加热器出口的管道内 ,感知热水温度的变化 ,产生压力下降 ,电触点式温度计内装有所需温度控制范围内的上下两个触点 ,如50~70℃ 。当加热器的出口水温过高 ,压力表指针与70℃触点接通 ,电动阀门便关小 ;当水温过低,压力表指针与50℃触点接通 ,电动阀门开大;若水温始终在控制范围内 ,则压力表指针处于上下触点之间 ,电动阀门便不动作。

  5 .水质处理设备

  集中热水供应系统的热水在加热前是否需要软化处理 ,应根据水质、水量、水温、使用要求等因素经经济技术比较确定。按水温65℃时计算的日用水量不小于10m3时 ,原水碳酸盐硬度大于7 .2meq/L 时 ,洗衣房用水应进行软化处理3,其他建筑用水宜进行水质处理 ;按水温65℃时计算的日用水量小于10m 时 ,其原水可不进行软化处理。另外 ,对溶解氧控制要求较高时还需采取除氧措施。当前,水质处理方法日益多样、有效且简便 ,已出现软化处理器、磁化处理仪、电子水处理仪 ,并已得到推广应用。

  四、太阳能热水供应系统

  太阳能热水供应系统是利用太阳的辐射热加热冷水 ,送到贮水箱或贮水罐以供使用。这是一种节约燃料且不污染环境的热水供应方式。太阳能热水供应系统通常

  包括集热器、贮水箱、连接管道、支架及其他部件。常用的热水供应形式有以下几种。

  (一)自然循环式热水系统

  它是利用水本身的温度梯度不同所产生的密度差使水在集热器与贮水箱之间进行循环 ,因此又称热虹吸循环式热水器。当太阳光把集热器中的水加热后 ,热水的密度小就上浮 ,进入贮水箱 ,迫使水箱底部的较凉水流入集热器 ,如此循环直至水箱中的全部水达到热平衡为止。这种热水供应系统结构简单,运行可靠,不需要附加能源 ,适合于家庭和中小型热水系统使用    (二)强制循环式热水系统

  强制循环式热水系统是利用泵加强传热工质的循环 ,它适合于大型热水系统 ,如图2-11所示。一般集热器面积超过30m2 ,就需采用强制循环。强制循环可以提高传热效率 ,充分发挥太阳能集热器的作用。强制循环式热水系统的贮水箱不必高于集热器 ,可以较方便地进行设备布置。

  (三)整体式太阳能热水器

  整体式太阳能热水器是把集热器与贮水箱合为一体 ,通常也叫闷晒式热水器 ,这种热水器的吸热结构主要有圆筒式、扁盒式、浅池式、塑料袋式等。它结构简单,造价便宜 ,易于安装。

  为了常年使用热水器 ,在冬季寒冷的地区或日照条件有限的地方。太阳能热水系统可以配备辅助加热设备 ,即在贮水箱内装设电热器或与燃气热水器并联 ,当太阳能充足时尽量用太阳能 ,以节约常规能源。

  五、室内热水管网的布置和敷设

  热水管网布置的基本原则应在满足使用、便于维修管理的情况下使管线最短。

  热水干管根据所选定的方式可以敷设在室内地沟、地下室顶部、建筑物最高层或专用设备技术层内。一般建筑物的热水管线放置在预留沟槽、管道竖井内。

  明装管道尽可能布置在卫生间或非居住的房间。管道穿楼板或墙壁时应有套管 ,楼板套管应该高出地面50~100mm ,以防楼板集水时由楼板孔流到下一层。

  热水管网的配水立管始端、回水立管末端和支管上装设的水嘴数多于5个但不超过10个时 ,应装设阀门 ,以使局部管段检修时不致中断大部分管路配水。

  为防止热水管道输送过程中发生倒流或串流 ,应在水加热器或贮水罐给水管上、机械循环的第二循环管上、加热冷水所用的混合器的冷热水进水管道上装设止回阀。

  所有横管应有与水流相反的坡度 ,便于排气和泄水。坡度一般不小于0 .003。

  横干管直线段应设置足够的伸缩器。上行式配水横干管的最高点应设置排气装置(自动排气阀或排气管)、管网最低点还应设置泄水阀门或丝堵以便泄空管网存水。对下行上给全循环式管网 ,为了防止配水管网中分离出的气体被带回循环管 ,应当把每根立管的循环管始端都接到其相应配水立管最高点以下0。5m 处。

  热水贮水罐或容积式热水加热器上接出的热水配水管一般从设备顶部接出 ,机械循环的回水管从设备下部接入。热媒为热水的进水管应在设备顶部以下1/4高度处接入。其回水管和冷水管应分别在设备底部引出和接入。

  为了满足运行调节和检修的要求 ,在水加热设备、贮水器、锅炉、自动温度调节器和疏水器等设备的进出水口的管道上 ,还应装设必需的阀门。

  为了减少散热 ,热水系统的配水干管、水加热器、贮水罐等,均应采取保温措施。

  保温材料应当选取导热系数小、耐热性高和价格低的材料。

  六、热水供应系统的技术特点及要求

  热水供应系统与建筑给水系统相比 ,除对水量、水压有同样的要求外 ,还对供应水的温度有要求。因此水系统有一些与冷水系统要求不同的问题 ,如管网、循环管道的热胀和水体膨胀 ,管道的腐蚀和结垢以及逸气等问题 ,都需要通过相应的技术措施和装置来解决。

  (一)热水管网的水循环

  热水供应系统按管网的布置形式 ,可分为下行上给式、上行下给式等;若按有无循环管分:可分为全循环、半循环及无循环热水供应系统 ,这些循环形式都可用于上行和下行两种管网中。

  (二)管道和设备的保温

  为减少热水系统散热 ,提高热效率 ,在加热设备、热水箱及配水管道等处设置保温层 ,一般要包扎保温。保温材料应选择导热系数小、耐热性高、有一定强度、不易燃烧、耐潮湿、易施工和价廉的材料。常用的保温材料有膨胀珍珠岩、矿渣棉、石棉硅藻土、多孔混凝土等预制构件。设备及管道的保温通常由绝热层、防潮层、保温层组成。

  保温做法按绝热材料及施工方法的不同 ,可分为湿抹式、预制式、填充式和包扎式等。不论采用何种结构形式 ,在保温层施工前 ,均应在钢管表面做防腐处理,将管道表面清除干净 ,刷两道防锈漆。此外 ,为增加保温结构的机械强度和防湿能力 ,在保温层外一般均应设置保护层 ,常用的保护层有石棉水泥保护层、麻刀灰保护层、玻璃布保护层、铁皮保护层等。在采用石棉水泥保护层或麻刀灰保护层时 ,对于管道而言 ,其保护层厚度应不小于10mm ,对于设备而言 ,其保护层厚度应不小于15mm 。

  湿抹式保温做法。它适用于室内明装管道、通行地沟内的管道和阀门。常用的保温材料有石棉硅藻土、碳酸镁石棉灰等。湿抹式保温结构整体性好 ,无接缝,适用于任何形状的设备 ,但结构的机械强度较差 ,施工效率较低。

  预制式保温做法。它是由预先制成各种形状的保温材料在现场拼装而成的。常用的保温材料有泡沫混凝土、石棉、硅藻土、矿渣棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、硅酸钙、硬质聚氨酯和聚苯乙烯泡沫塑料等。预制式保温施工方便 ,机械强度好 ,使用广泛 ,但由于有纵向接缝 ,易导致热损耗。

  填充式保温做法。保温材料填充在管子、设备或阀门外表面的特制套筒、外壳或铁丝网内。常用的保温材料有矿渣棉、玻璃棉、超细玻璃棉等。填充式保温的保温效果好 ,但施工较麻烦 ,且消耗金属材料;上部易出现空隙 ,影响保温效果。

  包扎式保温层做法。它是将片状、绳状或带状的保温材料包扎在管子、阀门外

  部 ,再用铁丝、金属箍或特制夹子扎紧。常用的保温材料有矿渣棉、玻璃棉、超细玻璃棉毡、毛毡及石棉布等。

  (三)热胀冷缩

  物体有热胀冷缩的性质 ,金属更为显著,因此在热水系统中必须进行补偿,以免损伤管道设备。补偿设备可用伸缩器及管道自身转弯等补充 ,有用管道弯成的方形及金属波纹形伸缩器等。

  此外 ,水体受热后膨胀力很大 ,可能破坏管道和加热设备 ,因此常用膨胀管、膨胀水箱及安全阀等设备 ,以消除水受热后对管道和加热设备产生的膨胀压力。锅炉上设安全阀 ,加热水箱设膨胀管 ,加热水箱上部伸进屋顶水箱 ,管上不设闸门。

  (四)防腐蚀

  热水系统的管道和设施的腐蚀问题较为严重 ,因此设计时应考虑防腐措施。目前常用的防腐措施有 :

  ①涂刷防腐保护层 ,如银粉漆等 ;

  ②选用抗腐蚀的管材。

  由于金属设备和管道暴露在空气中 ,会受到氧化腐蚀。普压碳钢管在输送一定温度的热水时 ,也会受到水中溶解氧的腐蚀 ,另外还受到电化学腐蚀和微生物腐蚀。腐蚀会导致金属表面损坏、管壁变薄 ,易引发事故。因此 ,减缓腐蚀作用不仅可延长设备使用寿命 ,而且可提高效率、避免事故 ,在设备外壁或管道外表面涂刷防腐涂料 ,可在一定程度上减缓腐蚀现象。

  有机涂料 ,俗称“油漆”。油漆有底漆、面漆之分。前者在金属表面打底 ,可增强附着力并具有防水、防锈功能;后者起耐光和覆盖作用。防腐涂料的选用应考虑管道的应用条件与涂料的适用范围。室内明装的镀锌管可涂刷银粉漆一道;非镀锌管及支架等可涂刷红丹底漆一道 ,银粉漆两道;非镀锌管若暗装可仅涂刷底漆两道。潮湿的房间内明装的非镀锌钢管及支架或明装的各种水箱、设备均应涂刷红丹底漆两道 ,银粉或其他适用的面漆两道。

  (五)防结垢

  硬水受热容易在加热器或管道内结垢 ,降低传热效率,又腐蚀损坏加热设备 ,危害很大。为减少积垢 ,常在加热器的进水口上装设适当的除垢器 ,如磁水器、电子除垢器等。

  (六)系统中空气排除

  热水供应系统管网中常常会发生积聚气体的现象 ,所以热水管道需要保持一定的坡度 ,积聚的气体通过设在系统最高处的水箱或集气罐排除。

  1.建筑给水系统由哪些部分组成?

  2.试述如何确定给水系统所需压力。

  3.室内给水系统的给水方式有哪些?试说明各种给水方式所适用的情况。

  4.高层建筑给水系统竖向分区有哪几种方式?

  5.简述室内热水供应系统的分类。 6.普通集中热水供应设备有哪些?

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