生活热水系统选型设计

生活热水系统选型设计步骤：

1、确定热水用量；

2、确定所需加热量；

3、设备选型（锅炉、热泵热水机、热回收量）；

4、系统方案的选定及配水管路设计计算；

5、附属配件选型：热水箱（罐）、循环水泵、控制系统等。

用水定额
序号	建筑物名称	单位	最高日用水定额（L）	使用时间（h）
1	住宅			24
	-有自备热水供应和沐浴设备	每人	40～80
	-有集中热水供应和沐浴设备	每日	60～100
2	别墅	每人每日	70～110	24
3	职工宿舍、学生宿舍、招待所、普通旅馆			24或定时供应
	-设公用盥洗室	每人每日	25～40
	-设公用盥洗室、淋浴室	每人每日	50～60
	-设公用盥洗室、沐浴室、洗衣室	每人每日	50～80
	-设单独卫生间、公用洗衣室	每人每日	60～100
4	宾馆客房			24
	-旅客	每床位每日	120～160
	-员工	每人每日	40～50
5	医院住院部			24
	-设公用盥洗室	每床位每日	60～100
	-设公用盥洗室、沐浴室	每床位每日	70～130
	-设单独卫生间	每床位每日每人每班	110～200
	医务人员	每病人每次	70～130
	门诊部、诊疗所	每床位每日	7～13	8
	疗养院、休养所住房部		100～160	24
6	养老院	每床位每日	50～70	24
7	幼儿园、托儿所
	-有住宿	每儿童每日	20～40	24
	-无住宿	每儿童每日	10～15	10
8	公共浴室
	-淋浴	每顾客每次	40～60	12
	-沐浴、浴盆	每顾客每次	60～80
	-桑拿浴（沐浴、按摩池）	每顾客每次	70～100
9	理发室、美容院	每顾客每次	10～15	12
10	洗衣房	每千克干衣	15～30	8
11	餐饮厅
	-营业餐厅	每顾客每次	15～20	10～12
	-快餐店、职工及学生食堂	每顾客每次	7～10	11
	-酒吧，咖啡厅、茶座、卡拉OK房	每顾客每次	3～8	18
12	办公楼	每人每班	5～10	8
13	健身中心	每人每次	15～25	12
14	体育场（馆）
	-运动员淋浴	每人每次	25～35	4
15	会议厅	每座位每次	2～3	4

注：热水温度按60℃计

卫生器具的一次和小时热水用水定额及水温
序号	卫生器具名称	一次用水量（L）	小时用水量（L）	使用水温（℃）
1	住宅、旅馆、别墅、宾馆
	-带有淋浴器的浴盆	150	300	40
	-无沐浴器的浴盆	125	250	40
	-淋浴器	70～100	140～200	37～40
	-洗脸盆、盥洗槽水嘴	3	30	30
	-洗涤盆（池）	－	180	50
2	集体宿舍、招待所、培训中心淋浴器
	-有淋浴小间	70～100	210～300	37～40
	-无淋浴小间	－	450	37～40
	-盥洗槽水嘴	3～5	50～80	30
3	餐饮业
	-洗涤盆（池）	－	250	50
	-洗脸盆：工作人员用	3	60	30
	-顾客用	－	120	30
	-淋浴器	40	400	37～40
4	幼儿园、托儿所
	浴  盆：幼儿园	100	400	35
	托儿所	30	120	35
	淋浴器：幼儿园	30	180	35
	托儿所	15	90	35
	盥洗槽水嘴	15	25	35
	洗涤盆（池）	－	180	50
5	医院、疗养院、休养所
	-洗手盆	－	15～25	35
	-洗涤盆（池）	－	300	50
	-浴盆	125～150	250～300	40
6	公共浴室
	-浴盆	125	250	40
	-淋浴器：有淋浴小间	100～150	200～300	37～40
	无淋浴小间	－	450～540	37～40
	-洗脸盆	5	50～80	35
7	办公楼  洗手盆	－	50～100	35
8	理发室  美容院  洗脸盆	－	35	35
9	实验室
	-洗脸盆	－	60	50
	-洗手盆	－	15～25	30
10	剧场
	-淋浴器	60	200～400	37～40
	-演员用洗脸盆	5	80	35
11	体育场馆  沐浴器	30	300	35
12	工业企业生活间
	淋浴器：一般车间	40	360～540	37～40
	脏车间	60	180～480	40
	洗脸盆或盥洗槽水嘴
	-一般车间	3	90～120	30
	-脏车间	5	100～150	35
13	净身器	10～15	120～180	30

注：一般车间指现行《工业企业设计卫生标准》中规定的3、4级卫生特征的车间，脏车间指该标准中规定的1、2级卫生特征的车间。

热水用水量计算：

热水设计小时用水量计算：

⑴全日供应热水的住宅、别墅、宾馆、医院、幼儿院、培训中心等建筑集中热水供应系统的设计小时热水量。

Q=mKhqr/24

Q-设计小时热水量（L/h）；

m-用水计量单位数（人数或床位数等）；

Kh-热水小时变化系数；

qr热水用水定额（按表热水用水定额中参数选用）。

热水小时变化系数Kh：

住宅、别墅的热水小时变化系数：

居住人数	50	100	150	200	250	300	500	1000	3000	≥6000
Kh	6.58	5.12	4.49	4.13	3.38	3.7	3.28	2.86	2.48	2.34

酒店的热水小时变化系数：

居住人数	≤150	300	450	600	900	≥1200
Kh	6.84	5.61	4.97	4.58	4.19	3.9

医院的热水小时变化系数：

床位数	35	50	75	100	200	300	500	≥1000
Kh	7.62	4.55	3.78	3.54	2.93	2.6	2.23	1.95

⑵定时供应热水的住宅、宾馆、医院、公共浴室、学校等建筑集中热水供应系统根据卫生器具的小时热水量计算：Q=∑qhn0b

Q：设计小时热水量（L/h）；

qh：卫生器具的小时热水量，（应换算成同一热水温度下的热水用量）；

n0：同类型卫生器具数；

b：卫生器具同时使用百分数（70%-100%）。

热水耗热量：

设计小时耗热量计算：

W=QCρr(tr-tl)/3600

W：设计小时耗热量（KW）；

Q：设计小时热水量（L/h）；

C：水的比热，C=4.187(KJ/kg.℃）；

ρr：热水密度（kg /L）；

tr：设计热水温度(℃)；

tl：设计冷水温度(℃)。

热水设计温度的换算：

用水定额中设计温度为60℃，热泵热水机提供的热水为55℃；

Q1= Q2（t2-tl)/（t1-tl)

Q1：设计热水量（L /h）；

Q2：用水定额热水量（L /h）；

t1：设计热水温度（℃）；

t2：定额热水温度(60℃)；

tl：设计冷水温度(按地区分别选用℃)。

设计冷水温度：

冷水的计算温度应以当地最冷水平均水温资料确定，当无水温资料时，可按下表采用：

地 区	地面水温度（℃）	地下水温度（℃）
黑龙江、吉林、内蒙古的全部、辽宁的大部份，河北、山西、陕西编北部分，宁夏偏东部分	4	6～10
北京、天津、山东全部、河北、山西、陕西的大部分，河北北部，甘肃、宁夏、辽宁的南部，青海偏东和江苏偏北的一小部分	4	10～15
上海、浙江全部，江西、安徽、江苏的大部分，福建北部，湖南、湖北东部、河南南部	5	15～20
广东、台湾全部、广西大部分、福建、云南南部	10～15	20
重庆、贵州全部，四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陕西和甘肃秦岭以南地区，广西偏北的一小部分	7	15～20

设备选型：

加热设备选型：

⑴当机组不配储水箱(罐)直接供热水时,或配半即热式水加热器间接供应热水时，机组的加热量按设计秒流量计算：W=4.187qgΔtρr

W：热水机组的加热量(KW)；

qg：热水设计秒流量 (L/s)；

Δt：冷热水的温差(℃)；

ρr：热水的密度(kg/L)。

⑵当机组配储热时间不大于0.5h的热水箱(罐)或半容积式水加热器供应热水时,机组加热量按设计小时耗热量选配：W=1.163QΔt

W：热水机组的加热量 (KW)；

Q：设计小时热水量 (m3/h)；

Δt：冷热水的温差 (℃)。

⑶当机组配储热时间大于0.5h的热水箱(罐)或容积式水加热器供应热水时,机组加热量：W=1.163（Q-η Vr/T）Δtρr

W：热水机组的加热量 (KW)；

Q：设计小时热水量 (m3/h)；

η：有效贮热容积系数，容积式水加热器η=0.75，导流型容积式加热器η=0.85；

T：设计小时耗热量持续时间（h），T=2-4h；

Δt：冷热水的温差，(℃)；

ρr：冷热水的温差，(℃)。

⑷当热水系统配备较大热水箱(罐)，机组加热量：

建筑每天的用水量：Q=mqrK

Q：每天热水用量，(L/d)；

m：热水使用单位数(人数、床位数）；

qr：热水用水定额（按热水用水定额表选用）

K：热水使用率 (按建筑用途，与业主沟通、协商了解，取0.8-1)

建筑每天的耗热量：

根据热水用水量和被加热水的温升，按下式计算：Wd=QCρrΔt

Wd：建筑每天的耗热量(KJ/d)；

Q：每天热水用量 (L/d)；

C：水的比热（4.187KJ/kg.℃）；

ρr：热水的密度(kg/L)；

Δt：冷热水的温差(℃)。

热水机组的加热量：

根据热水用水量和被加热水的温升，按下式计算：W=Wd/3600t

W：热水机组的加热量(KW)；

Wd：建筑每天需要的耗热量 (KJ)；

t：热水机组设计每天的加热时间（一般按照每天工作10~14小时计算），按所得出的加热量选取热水机组的型号。

第四种情况以大卡为单位计算

根据热水用水量和被加热水的温升，按下式计算：Q=CM△T  Kcal

其中：

Q：设计每天的耗热量（Kcal）

△T：冷热水温差（℃）

M：每天用水量（kg）

C：水的比热（1Kcal/kg.℃）。

加热设备选型：

⑴热泵热水机组选型：

将按照以上方式计算出的热水耗热量单位换算成KW，即可参照产品手册进行选型：W=Q/(860*t)

Q：每天热水热负荷，Kcal；

860：热量与功率的换算值，1kw=860 Kcal/h；

t：机组工作的时间小时（一般按照每天工作10~14小时计算）；

W：机组总功率KW。

⑵储热水箱（罐）选型：

V水箱 =Kh×V×t1/t-n×V机组（直热式）

V水箱：储水箱容积m3；

Kh：热水小时变化系数；

V：每天热水用量m3；

t1：高峰用水时间(2-4h)；

t：每天供水时间（按建筑要求，例：24小时）；

n：机组台数；

V机组：机组在最恶劣工况时的热水量，循环式V=0；

住宅、别墅的热水小时变化系数：

居住人数	50	100	150	200	250	300	500	1000	3000	≥6000
Kh	6.58	5.12	4.49	4.13	3.38	3.7	3.28	2.86	2.48	2.34

酒店的热水小时变化系数：

居住人数	≤150	300	450	600	900	≥1200
Kh	6.84	5.61	4.97	4.58	4.19	3.9

医院的热水小时变化系数：

床位数	35	50	75	100	200	300	500	≥1000
Kh	7.62	4.55	3.78	3.54	2.93	2.6	2.23	1.95

设备选型：

电辅助加热器：

为保证低温时机组能力下降保证热水水温的稳定，特别是在温度较低的区域配备电辅助加热器是非常必要的。

电辅助加热器的选型主要考虑：冬季室外环境温度、做备用系统用容量的大小。根据当地冬季平均最低温度、机组进水温度，通过机组的运行曲线的性能参数查出对应的能力值Q1，与机组额定能力值Q相比，可以得出机组能力衰减值Q2：Q2=Q-Q1；一般电辅助加热器的大小:W=k*Q2=k*(Q-Q1)。（其中k为裕量系数，取值范围1.0~1.5，北方地区k值应该取大一些，如在陕西、河南、湖北等地区可以取1.5)

冷水增压泵：

增压水泵的扬程应为主机中冷媒-水路换热器水压降△P（约5KPa）、主机与水箱热水进水管高度差Z、管路沿程阻力损失和局部阻力损失四项之和的1.1~1.2倍。沿程阻力损失和局部阻力损失应从水力计算求出，做估算时，局部阻力损失可取5m水柱，沿程损失可取每100m管长约5m水柱，若管路长为L，总结为经验公式为：H=5m+Z+0.05L-自来水进水压力

水泵的扬程至少保证主机的进水压力为0.15MPa；

水泵的流量约为主机进水流量的1.3倍。

 

热水回水泵：

为了保证系统中一直保存有热水，工程中常常需要增加回水泵，在设定回水泵时，常常运用两种方法，一种是将定时回水的方式，即设定回水时间，到某个时间开始回水；二是设定温度回水方式，即在水管中温度下降到某个值时，回水泵开始工作，保证用户随时有热水用。

热水回水泵的选用简单方法：

1、计算出水管系统中的水容量Q；

2、设定回水时间T，如10~30分钟；

3、计算出系统阻力值H1；

那么回水泵的参数Q回水=1.1~1.2 Q/T，水泵扬程H=1.1~1.2H1。

 

热水配水管选型：

计算方法与空调水系统的计算方式相同，但对于流速的选择应注意以下两点：

1、在进行热水管道水力计算时，管道中的水流速不宜大于1.5m/s，当管道的管径小于25mm时，流速宜采用0.6~0.8m/s；

2、由于热水温度较高，其密度和运动粘滞系数比冷水小，且管道是容易结垢的，因此在进行水力计算时应考虑以上因素，参照设计手册上的管道水力计算表来确定管径和水头损失。