家用热水服务系统。设计程序
生活热水服务系统的设计程序。
热水服务系统的设计可以遵循以下程序:
- 确定消费者对热水的需求——数量和温度
- 选择加热器或热交换器的类型、容量和受热面
- 选择锅炉
- 设计管道方案和管道尺寸
热水需要量和温度
热水通常是在50 - 60oC．适用于食堂和专业厨房的温度65oC经常被要求达到卫生标准。热水不应储存在温度低于此的地方60oC (140oF)避免风险军团菌污染。
在出于安全考虑而需要降低温度的地方——如幼儿园、残疾人中心等——热水温度不应超过40 - 50oC．应特别注意，如定期消毒配件，以避免军团菌感染。
注意!热水可以储存在较高的温度下，并通过在搅拌器阀门中与冷水混合来降低供应温度。将热水存储在较高的温度下可以增加系统的总容量，减少存储容量的需求。
热水温度
| 消费者 | 温度 （oC) |
|---|---|
| 淋浴 | 43 |
| 盥洗室——洗手 | 40 |
| 厕所-剃须 | 45 |
| 浴缸 | 43 |
| 洗衣、商业 | 高达82 |
一些典型的热水器配置:
热水器-单一温度
水被加热并储存在与供应给消费者的相同温度的同一储罐中。
热水器-双温度与混合阀
水被加热并储存在同一个储罐中，温度高于供应给大多数消费者的温度。热水与冷水混合至使用者温度后，再供应至配件。
热水器-两温加水箱
水被加热并储存在消费者的温度，然后再分配给普通消费者。从这个存储的水被供应到另一个加热器和储水罐，水在分配之前被加热到更高的温度。
热水的数量取决于住户的人数和他们的消费习惯。时间是非常重要的，因为每天的消费量都在变化。
最大供热量
热水蓄能器-水箱容积-将减少所需最大热量供应．有蓄能器系统的供热量可计算为:
H = cpV(问2——问1) / t(1）
在哪里
H=热(电)供应(kW)
V蓄能器容量(升)
cp=比热水(4.19 kJ/kgoC)
问1=冷给水温度(oC)
问2=热水温度(oC)
t=可加热累积体积的时间(秒)
示例-热水蓄能器所需电源
一种具有200升装的是有温度的冷水吗5oC。加热水所需的电力50oC在5.5小时可计算为:
H = (4.19 kJ/kgoC)(200升o5 .答案CoC))((5.5小时)(3600秒/小时))
＝1.9千瓦
接近热水蓄能器中电热元件正常消耗的典型功率。
蓄电池容量
情商。(1）如果已知供热容量和可用加热时间，则可修改为表示加热累积体积:
V = h一个t一个/ (cp(问2——问1）)(1 b)
在哪里
H一个=可用热供应(kW)
t一个=可用加热时间(秒)
采用无蓄热器的瞬时加热器-热量供应可计算为:
H =cpv(问2——问1）（2）
在哪里
v=所需体积流量(升/秒)
示例-持续加热水所需的功率
一个淋浴消耗0.05升/秒热水。没有储水罐，水是连续加热的5oC来50oC．加热水所需的功率可以计算为
H =(4.19 kJ /公斤oC)(0.05升/秒)((50oC) - - -（5oC））
＝9.4千瓦
对于普通的家用电力系统来说，这种高功率需求通常是过多的，这也是广泛使用电热水蓄能器的主要原因。
使用蓄能器的一个好处是热水温度稳定。调制一个大的电源可能会产生不可接受的温度变化，特别是在淋浴时。
典型的热水储存量
电力或燃气加热系统的典型热水储存量与家庭人数的关系:
受热面
换热器所需受热面可计算为:
A = 1000h / k q米(3)
在哪里
一个=受热面(m2）
H=加热速率(kW)
k＝总传热系数(W /米2K)
问米＝对数平均温差(K)
传热系数取决于
- 用于传热表面的材料
- 换热器的结构——湍流或非湍流
- 流体的类型——它们的粘度和比热
锅炉
必须从制造商目录中选择具有正确额定值的锅炉
锅炉额定值=热量+安全余量(一般为10 - 20%)
设计管道方案和管道尺寸
最大通过容积流量连接管道到管件而其他设备则是由每个消费者的最大需求决定的。
最大通过容积流量主要管道是由配件的最大需求决定的吗统计的需求根据所提供的配件和设备的数量和类型。
太阳热水
下图显示了典型的最小集热器面积和存储容量与家庭中太阳能热水生产的居住者之间的关系。
