上海某培训中心综合楼热水供应系统设计

【摘要】针对培训中心航空技术管理综合楼，根据国家和地方规范以及综合楼热水的供水标准、供水时间、用水点布局、用水量差异等方面的特点，设置太阳能集热供水系统，采用强制循环间接供水系统。从采用横管配回水管网布置形式、不同分区的分区热水供水系统以及设备选型与控制等介绍了本综合楼的热水系统设计，对存在的问题提出了有效的解决措施。该集中热水系统通过横管配回水适应综合楼的分散用水点，通过设置不同的循环管路，满足不同用水点的用水要求。是综合楼较为合理的热水供应方式。

【关键词】太阳能；建筑热水；分区热水系统

1. 工程概况

本项目位于青浦出口加工区内，中心路以东、横一路以北、东环路以西、规划河道以南的J-1O-04地块。地块用地面积约213亩，用地性质为工业用地，建筑容积率0.8～2.0，建筑密度30%～50%，绿地率大于15%，建筑限高30米。

本文主要研究对象为航空技术管理综合楼（综合楼），综合楼建筑面积40053平方米，其中地上23845平方米，地下16208平方米，占地面积4826平方米，建筑高度23.95米，地上五层，地下一层。综合楼热水需求特点

业主指定所有卫生间洗手盆均供应热水，综合楼各用水点对热水的需求具有以下特点：

（1）用水点距离远且分散。不同用水点的平面布局及卫生器具设置以功能为主要导向，难以保证各卫生器具的竖向对齐。

（2）用水点数量多，水量差异大。从地下室到5层的每个卫生间洗手盆均需设置热水，洗手盆用水定额为50～100L/h（35℃）；同时地下室的厨房间以及一层的健身淋浴间用水量也有别于洗手盆用水，淋浴器用水定额为200～300 L/h（37～40℃）。

（3）充分利用市政管网压力，地下一层及一层供水采用市政直供，二层及以上采用变频加压供水。

2. 热水系统设计参数

（1）给水定额及计算：

本项目位于上海市，年平均日照时数为1954h/年，年平均太阳辐射量为12156 MJ/m2，年极端最低气温-12.1℃，全年日照百分率为45%，适合采用太阳能热水系统。从耗热量看，综合楼的办公、会议、餐饮和健身中心的设计小时耗热量分别为47kW、47 kW、275kW、118kW。本综合楼冷水给水系统设计时采用上下分区供水，其中地下室～地上一层为低区市政直接供水；地上二～五层由基地能源中心加压供水。为保证各用水点的冷热水系统压力平衡，热水系统也按照冷水系统分区，各区水加热器、贮水罐的进水均由同区的给水系统专管供应。

根据使用要求、耗热量及用水点分布情况，采用集中热水供应系统。本综合楼设置太阳能集热供水系统，于综合楼北侧屋面上设置太阳能集热板48块，总采光面积96m2，单板产水率为0.08m3/d，总产水量为3.84m3/d。采用强制循环、二次换热供水系统，并设辅热系统。太阳能热水供应范围：地下室及一层卫生间洗手盆用水；一层男女浴室淋浴用水。当太阳能所产生的热水满足生活热水需求时，由太阳能直接提供生活热水，若太阳能不能满足，则太阳能仅作预热用。

3. 热水系统管网布置

根据本综合楼的不同热水需求，系统管网布置可从以下两方面进行分析。

（1） 回水方式

集中热水供应系统应设置热水循环管道，传统的回水方式是立管热水循环，但是在本综合楼中存在以下几点问题。

a 各用水点分布较为分散导致立管数量多，配水支管长；

b 各卫生间、淋浴室大小不一，配回水管路长短不一，难以实现同程布置；

c 用水点水资源较为浪费，每次使用都要放掉从配水点到立管处管段的存水。

本工程热水系统采用横管配回水布置形式，如图1所示：

这种横管配回水的布置形式相对于传统立管回水来说，有这几方面优点：

a 首先，布管更灵活，用水点改扩建也比较容易实现；

b 其次，供水均匀，男女卫生间分别布置供回水管，保证同程供水；

c 第三，冷热水系统压力平衡，冷热水管基本保持同样布置形式；

d 最后，使用时可较快获得热水，减少无效冷水量，有利于节水。

（2） 不同功能区采用不同循环管路系统

本综合楼热水系统可分为三部分：地下室餐厅、厨房、粗加工间、备餐间；一层男女浴室淋浴用水及卫生间用水；二到五层卫生间用水。

a 地下室餐厅厨房、粗加工间、备餐间由于用水量大，且水温要求不同，宜单独设置一套热水循环管路系统；

b 一层男女浴室淋浴用水及卫生间用水，淋浴间用水量大，供水连续，且冷水是由市政直供，宜单独设置一套热水循环管路系统；

c 二到五层卫生间用水量较小，冷水是由基地能源中心水泵房加压供水，宜单独设置一套热水循环管路系统。

综上，本综合楼热水供水系统设置了3套循环管路的集中热水系统。它能适应不同用水点的用水要求，技术经济合理。

4. 设备选型

不同循环管路系统的热交换器均不同，其选型分别如下所示：

（1）地下室餐厅厨房、粗加工间、备餐间热水供应系统的热交换器选择一台5吨的RV导流型容积式（自动控温）水――水热交换器，管程设计压力为0.4MPa，壳体设计压力为1.0MPa，产水量4.93m?/h，产热量393Kw以及热水回水泵2台（一用一备）；

（2）一层男女浴室淋浴用水及卫生间热水供应系统的热交换器选择一台5吨的RV导流型容积式（自动控温）水――水热交换器，管程设计压力为0.4MPa，壳体设计压力为1.0MPa，产水量4.93m?/h，产热量393Kw以及Q=3.5m?/h，H=16m，N=1.1Kw热水回水泵2台（一用一备）；

（3）二到五层卫生间热水供应系统的热交换器选择一1.5吨的RV导流型容积式（自动控温）水――水热交换器，管程设计压力为0.4MPa，壳体设计压力为1.0MPa，产水量1.44m?/h，产热量94Kw以及Q=1.0m?/h，H=16m，N=0.75Kw热水回水泵2台（一用一备）。

5. 结语

（1）本工程用水点较为分散，各功能区用水需求也存在差异，对于热水系统的类别选择，需综合考虑综合楼的设计小时耗热量、热源以及用水点分布等因素。

（2）综合考虑本工程的设计参数，设计小时耗热量大、用水点较为分散、所处地域太阳能资源丰富，结合节能设计要求，宜优先选择集中加热/间接换热/强制循环太阳能热水系统。

（3）因为热水系统的复杂性，需要各相关专业协助配合。

参考文献

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