摘要:介紹和歸納了住宅熱水系統中各類熱水供應方式、熱水熱源、熱水管材及其各自的優缺點。提出了家庭熱源中心的概念。
關鍵詞:熱水供應方式 熱水熱源 熱水管材 家庭熱源中心
目前住宅房地產開放商為迎合消費者不斷提高的要求和日益激烈的市場競爭,除在小區環境、綠化布置、住宅戶型等方面刻意的精雕細琢外,還在建筑配套方面提高住宅的舒適度的配套設施。熱水系統是續安保監控、衛星電視、純凈水入戶等設施后的又一“賣點”。本文就其住宅熱水系統各部分的選擇作其論述。
住宅熱水的供應方式
住宅熱水供水方式分為以整個小區為單位的小區集中式熱水供應、以小區每幢樓為單位的小區分散式熱水供應和以每戶為單位的分戶熱水供應。目前國內住宅有集中熱水供應的還不多,主要限于高級住宅和供外賓用的公寓式住宅。絕大多數住宅均為分戶式熱水系統。
小區集中式熱水系統:
整個小區設立以熱源和大型開式或閉式蓄熱水箱為主的中央熱水供應站,通過小區室外熱水管道,將熱水送到每棟樓,再由室內輸配管路送到每家每戶,一般采用干管和循環方式補償熱損失。
小區分散式熱水系統:
在每一棟樓屋頂、地下室(車庫)或室外空地安裝一套熱水機組為熱源的中央熱水供應系統。此系統配用開式或閉式儲熱水箱,由管路送至各處。閉式儲熱水箱的系統可以直接用自來水壓力供熱水,開式水箱系統需要增加循環泵,一般采用循環方式補償熱損失。
分戶式熱水系統:
在每一戶的室內或室外空地安裝一套熱水機組為熱源的熱水供應系統。此系統一般配用閉式儲熱水箱或采用即熱式,由管路送至各處,支管可采用電伴熱。一般直接用自來水壓力供熱水。
以下為各系統的優缺點比較:
熱水系統
小區集中式
小區分散式
分戶儲熱式
分戶即熱式
優點
供水穩定、可利用城市廉價熱源。
室外管線較簡單、供水較穩定、熱損失較小
供水穩定、管線簡單、熱損失小、可利用谷時電價或太陽能
管線簡單、熱損失小、占用廚房或衛生間空間小
缺點
室外管線復雜、熱損失大
占用建筑面積較大
占用廚房或衛生間空間
供水不穩定、能耗功率大
使用管理
管理較復雜、使用方便
管理復雜、使用方便
管理簡單使用不方便
管理簡單使用方便
投資成本
大
大
小
小
運行成本
中
大
小
小
住宅熱水熱源介紹和比較
一般小區集中式熱水系統都以煤、燃油、天然氣或城市管道煤氣為燃料,小區分散式熱水系統都以燃油、天然氣或城市管道煤氣、熱泵為燃料,分戶式熱水系統都以天然氣或城市管道煤氣、熱泵、電熱為燃料。單元住宅中太陽能、電熱以儲熱式為主,燃油、天然氣或城市管道煤氣以即熱式為主。
熱泵熱水系統
太陽能電熱水系統
燃氣熱水系統
電加熱熱水系統
所用能源
環境熱、電
太陽光、電
燃氣
電
安全性
安全
較安全
有中毒、失火、爆炸等危險
有觸電、短路等危險
舒適方便實用
管線供水熱水量大,多處同時使用,連續供水即開即有即用恒溫熱水
熱水量小,受氣候影響大,分戶系統為開式,熱水溫度底,需要電熱補充。
熱水量小,只能區域性用水,可連續供水,簡單操作即用熱水
熱水量受電功率限制,間斷性供水,需預先加熱,才有熱水
美觀性
室內無設備
室內無設備
室內有設備
室內有設備
環保性
無污染
無污染
有污染
無污染
投資
投資費用為1
投資費用為1
投資費用為0.5
投資費用為0.5
使用壽命
10~20年
10~25年
4~6年
5~6年
住宅熱水常用熱源經濟性比較:
上海地區的生活用電價格為平時0.61元/kwh,谷時0.3元/kwh。城市管道煤氣的價格為600m3/年以內1.02元/m3,600m3/年以外0.90元/m3。城市管道天然氣的價格為2.1元/m3,0#柴油的價格為2.82元/m3。
近年來。為保護環境,消除燃煤鍋爐工作時產生的廢氣廢渣、煙塵熱泵作為高效集熱并轉移熱量的裝置,可以把消耗的電力變為3倍甚至3倍以上的熱能,實現低溫熱能向高溫熱能的搬運,是當今世界最經濟、最節能、最安全的新一代熱水制造設備。在南非的市場占有率為40%,在澳大利亞占25%,在瑞典占75%。美國陸??哲姾褪澜绺鞯氐暮\娀?、軍隊住宅中大部分都使用這種熱水機組。熱泵熱水機組系列產品具有節能環保、安全可靠等優點,其技術為國際先進水平,是二十一世紀商用和家用生活熱水供應的首選產品。
熱泵熱水機組由壓縮機、熱交換器和控制器等部件組成。工作時通過輸入電能,將環境中熱能經工質吸熱,通過壓縮機壓縮升溫,再與水換熱,使水溫升高。換熱后的工質流經膨脹閥后降溫,再次吸熱,壓縮升溫,通過換熱器,再次將水溫升高,如此重復,不斷的加熱,從而獲得55℃的熱水。制得的熱水存放于保溫儲熱水箱中,供用戶隨時使用。
熱泵的開發應用在美國已有二十幾年的歷史,在超過5萬個系統上應用。在香港的應用也有十多年的歷史,在深圳近幾年也得到應用。根據獲取能量來源的不同,熱泵可分為水-水系列、氣-水系列等類型。
熱泵機組在選用時應注意機組的極端工況和熱水負荷的關系,特別是在夏冬溫差較大的亞熱帶地區尤其重要。
熱水管材
熱水管材在技術已經很成熟了,品種和規格也比較豐富。從傳統的銅管、不銹鋼管到現代流行的各種塑料熱水管都能勝任,目前常用的塑料熱水管主要有交聯狀聚乙烯(PE-X),聚丁烯(PB), 交聯狀聚乙烯夾鋁復合管(PEX-AL-PEX),ABS,給水三型聚丙烯等品種,根據目前實際應用的情況,比較成熟和理想的是保溫銅管、交聯聚乙烯管,給水三型聚丙烯管。
附表1是常用熱水管的性能及各自的優缺點:
塑料給水管由于太陽光的照射會加速塑料的老化。所以塑料管是不宜在室外明裝的,若萬不得以要在室外明裝。亦應用黑色膠帶纏繞,加以保護(如管外有保溫層,也就等于有了保護層,情況自然可以得到改善)。
室內管道暗裝主要是美觀的需要(與管道材質無關),塑料管暗裝還可避免意外碰撞造成損壞和免受光照射。當采用直埋方式暗裝管道時,仍應按規定將管道固定好,管側填塞的水泥砂漿應與管壁有一空隙,這一點對熱水管尤為重要,使管道膨脹時有一個橫向移動的空間。直埋管的管外徑不應大于25mm,并不得埋在混凝土結構層內。PE-X、PB、PEX-AL-PEX管在直埋敷設時,應使用整條管,直埋部分不得有接口,接口必須明露,有條件可預埋套管,此類管材最好配合使用分水器以放射狀相連接。
住宅熱水管道的布置形式
住宅熱水管道的布置形式主要有枝狀、星狀、環裝。其優缺點和使用場合如下:
枝狀 放射狀 環裝 優點 管路最短,節約管材 只需放掉使用的支管中的水,兩個用水點同時使用相互影響較小 隨時有熱水供應,兩個用水點同時使用相互影響小 缺點 末段用水需放掉管中所有的水,兩個用水點同時使用相互影響大。 需要分水器等配水件相連接 管路最長,浪費管材,能耗高 使用場合 普通住宅 高級住宅、別墅 高級住宅賓館
從專業的角度出發,一個好的熱水系統,應該是使用者在用水點可隨時使用溫度適宜、壓力穩定的熱水,這是評價系統好壞的兩個重要標準。系統供水壓力的平衡是壓力穩定的關鍵基礎,是熱水供應系統首先要考慮的問題。
家庭熱源中心的概念
目前家用熱水主要用儲熱式和即熱式煤氣為主,部分別墅采用儲熱式煤氣,大都為一次水直接制備。從衛生和耐久性方面存在一定的隱患。而國外家用熱水系統已經結合采暖系統采用熱媒二次熱交換制備熱水,而且利用精確的控制技術控制熱水制備溫度為四十度左右的舒適熱水。一方面可減輕水質對設備的影響,另一方面可保證熱水的衛生要求。所以我國開發和研制新一代的家庭熱源中心,已迫在眉睫。新一代家庭熱源中心的重點應該是采用國際先進技術,結合各種環保高效的熱水制備方法,節約能源,保護環境。滿足日趨提高的衛生要求。
主要參考文獻
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2.塑料給水管道在熱水供應系統中的應用 趙鋰 《全國建筑給排水委員會給水、熱水分會第二次年會暨學術會議集》
3.漫談塑料管道的應用 何冠欽 《塑料建筑給水管推廣應用研討會資料匯編》
4.對住宅熱水供應系統設計中幾個問題的探討 李維 《給水排水》Vol.27 No.3 2001
5.PP-R給水管在工程中的應用 程建華 連小鷹 《給水排水》Vol.27 No.4 2001
6.新型建筑給水塑料管應用技術綜述 張淼 《中國工程建設標準化協會建筑給排水委員會中國土木工程學會給排水學會建筑給水排水委員會第四屆成立會暨學術交流會建筑給水排水集》








