容积式热水器(炉)选型的常用计算方法.doc

容积式热水器（炉）选型的常用计算方法

(出于资料来源原因，本文中示例以美国A.O.Smith公司生产的热水器为例）
集中供生活用水概述
u       原则：
1．  适量的热水供应，使用户满意。选型力求符合科学性经济性。
2．  过大规模的选型，会给用户造成浪费。
u     要素：
1．  依用水的具体规模（如公寓的总住户量，宾馆客房的出租率等）而定的沐浴用水量。
2．  所使用的淋浴类型，即每分钟的流水量。
3．  沐浴用水的高峰时间的长短。（高峰期随用户的类型而定）只要能满足高峰期的用水量，其它时间用水是可以满足的。
4．  因高峰期的用水量很大，过大地选择热水炉，会造成浪费。因此选择相匹配的储水箱组合成一个供热水系统，以保证高峰期的用水。
生活用水的选型计算
已知条件：
（1）   用户的性质及用水方式必须清楚。如公寓、宾馆、餐馆、工厂、浴室（包括桑拿浴）等不同用户，其用热水的高峰期在什么时候都有不同。比如：
u       公寓用热水大都集中于晚上入睡前的两小时左右为高峰期。
u       宾馆多集中于晚上约两小时。对于经常组织会议的宾馆可能更集中，约一小时左右。
u       餐馆主要集中于饭前和饭后。
u       工厂主要集中于浴室开放（下班）。
u       商业性浴室，高峰期在晚上或节假日。
u       建筑物的高度和用水的分配情况。
总之，必须对用户的基本情况了解清楚，特别是使用热水的高峰期。
（2）   用水设备的状况和设备数量：
对设备及数量的了解是为了合理的确定用不量。
u       浴盆：一般浴盆容积为150L，其中冲浪浴盆就有许多规格，要求必须了解清楚。
u       淋浴：用户所希望的流水量如无特别要求，家庭用水一般按6-7L/分设定，公共浴室一般不低于8L/分。
u       洗碗：水槽还是洗碗机，规格有多大。
u       洗衣机
举例：对于一般的盆浴，EMGLP-30的热水炉其容积中储备的热水放满一盆后，再有20分钟就可以满足用户再淋浴几分钟。但对于大的冲浪或按摩浴盆，就只能放满一盆后几乎没有多余的热水。水温低，要40分钟后才能达到二次冲淋的水温。用户不会在浴盆中泡40分钟，一般20分钟就够。因此必须选择50加仑的热水炉。在第一次放水后，因为余下的热水多，水温也高，只需要20分钟就可以满足用户第二次冲淋的用水。
（3）   用水的人数
用水的人数是使用水量计算的依据，它与用户用水方式也有关系，如涉外宾馆和高级宾馆，标准间两个床经常只住一人。而一般的旅馆则大多是两人同住。特别是会议型的人数更重要。对于商业型的浴室和桑拿一类的，特别要对人流量有准确的计算。
计算程序
例：某事业单位的自备宾馆：（在用项目）
用水状况：宾馆客房数量：50个，标准间，床位100个，客满时的入住人数：100人。
         热水炉仅供客房的客人用水，其他如餐厅用水，洗衣房用水不在内
用水时间：24小时供应热水
          能    源：天然气
计算：
按照每位客人的每日用水量130升（60℃）计算（单位的自备宾馆按照招待所的标准）
冷水温度按照5℃计算；
每小时的最大供水量，根据《城市给排水设计手册》或《工程项目选型手册》
计算公式1
         Qh=Kh×m×qr/T              公式1
式中Qh：最大小时热水用水量（L/H）；
     qr：热水用水量定额，见表1《热水用水定额》，130L/H，60℃
     m：用水计算单位数（人或床）；100
     T：热水供应时间（h）；24小时
     Kh：小时变化系数，全日制供应热水时，按表6《热水供应小时变化系数Kh值》选用。
         Kh：=7.0
         Qh =7.0×100×130/24=3800L/h      (60℃)
选型：A.O.SMITH BTR-500T，商用型燃气容积式热水炉，出水温度70℃，
u       数量：2台，并联；
u       热水箱：开式保温储水箱，容积6M3，有效容积5M3，水箱设有自动进水装置。
u       BTR-500T，每台热负荷：126000Kcal/h
u       采用热水炉与水箱循环加热，热水炉全自动24小时工作（24小时工作并不一定是24小时燃烧）。
u       2台热水炉并联，总热负荷：
u       输入热量：126000Kcal/h×2=252000Kcal/h
    输出热量：201600Kcal/h
u       每小时内，热水炉的总加热水量：
201600/（60-5）=3600升60℃
从以上计算可以看出，热水炉的供热水量与Qh：最大小时热水用水量几乎相当，略小于Qh，所以热水箱相应地作到容积6M3，有效容积5M3以实现24小时热水供应。
总说明：
1．  以上的水箱为开式水箱，在水温加热到设定温度后，停止热水炉与水箱的循环（设计院另外设计安装有自动控制装置），实现24小时热水供应。
2．  此方案无需人工管理，热水炉本体全自动运行。
调  整
1）  可加大水箱容积
2）  可增加热水炉数量，争取有备用炉。
3）  问客户意见
三、供暖选型计算
供暖的方式
u     集中供暖：城市按区域分成几个供暖网络，在最经济的合理半径内组织供暖锅炉。
u     分片供暖
对于比较集中的小区，可建较小的锅炉，这样可以减少管道的铺设，但仍然会有15%的热量损失。随着城市燃气工业的发展，燃气已进入住户，可在住宅楼内分片供暖。如一座楼可以一套设备。
u     分户供暖
由于燃气已进入住户，所以可以按每户的面积选择家用热水炉供暖。因不需外设管道，就不会造成热量损失，热量100%散在屋内。
供暖计算
已知条件：
u     用户所在城市冬季一月平均气温是多少；
u     用户拟使用哪种动力：气种、油、电等；
u     用户住房的结构，保温情况。比如是公寓楼？还是平房？别墅？单层？双层玻璃等。
u     用户希望室内的温度。
u     原住房有无散热设备，是何种设备，用户希望选择什么样的散热设备，是何种设备；
u     用户住房的使用、建筑面积及建筑物室内高度。
u     准备安装在什么位置，有无保温措施。
计算：
（1）供热标准的选择：根据已知条件，确定每建筑面积需要热量的热值。
u     按国家标准规定，正常室温在16-18℃。
u     特殊要求的室温要认真换算，相应增加热值。
u     建筑物的标准是选择“热值”的依据。
    注：对于南方的每m2耗热量不一定必须比北方的少，因为：
u     北方的住房全部采暖，到冬季四周是热端，而南方只有您一户采暖，四周都是冷端，同时公寓楼和平房也有区别。平房一般保温差，四周都是冷端，特别是旧平房，在增加20%-30%的热值。
u     南方的气候潮湿，空气湿度增加了采暖热负荷。
（2）确定供暖面积：
供暖面积计算一般以建筑面积为准。因此，若用户告诉的使用面积，在计算时要增加25%~40%。例如：使用面积80m2，建筑面积就是：80×1.4=112m2
（3）供热量：
供热标×准建筑面积=供热量（热水炉输出功率）
举例：北京一公寓，使用面积80m2，供热标准60千卡/m2，供热建筑面积=80×1.4=112m2。供热量（热水炉输出热量）=112×60=6720千卡/时
（4）   热水炉输入热量：
热水炉效率，在供暖中对使用影响很大，直接影响供热量，因此要认真确定，要根据用户的气源情况来考虑对热效率的影响。如果热值低于设计的燃气热值时，燃气输入不足，热水炉的出力达不到应有的能力，一般按75%的热效率计算。热值高于设计的燃气热值时，燃烧器的热负荷能力不足，也达不到应有的能力，而且都会降低热效率，还造成燃烧的不完全。
按75%热效率计，输入热量应为6720÷0.75=8960千卡/时。
（5）   选型：
因EMG-20H额定热负荷9600千卡/时＞8960千卡/时，所以EMG-20H可供80M2使用面积的用户供暖使用，保证正常采暖需求。
 散热方式
散热原理：
供暖系统为了把热水的热量扩散给房间的空气中，必须选择合理的散热形式。散热原理和前面所述传导的方式是一样的，是利用对流传热和热传导的原理，热水在循环泵的推动下，形成一定流速。流速越高散热量就越高，通过散热器把热量扩散到空气中。
散热器的形式：
u       散热片
根据供热的温度相对温降，计算散热面积。一般由建筑设计院按有关标准进行计算。我国一般供水按95℃，回水温度70℃，相对温降在25℃的标准下计算。我们的热水炉水温度只有65℃（或76.6℃），按标准计算散热片的面积比95℃供热时散热片必须增加25-50%，投资就会增加30%左右。
u       盘管风机（暖风机）：
采用风机盘管强制换热，换热量大，供暖面积大，效果好
暖风机一般60℃左右的进水，比较适合我们的热水炉。
u       地热盘管
塑铝复合管或交联聚乙烯管，可耐90℃的水温，寿命可达40年，耐压0.8Mpa左右，可弯曲各种形状。一般盘在地板下面，热水温度为50℃。