PDF《热水循环系统听说过没？》

发表日期 : 2018-6-22 作者 : 小月吖 微信公众平台 : 意大利Caleffi 热水循环系统听说过没? 热水循环系统(俗称:即热宝、回水器、热水速达器、循环水、 热水循环器、热水预热器、预热循环系统等)是解决由于中央热 水系统管路较长,导致用热水之前不能及时用上适宜温度的热水 (俗称:放冷水).

现在热水循环系统现如今已经非常普及,如宾馆、酒店、住宅 等,总是在我们需要使用热水的时候,能在几秒钟左右就能使用 到,这些无疑是热水循环系统的功劳.热水循环系统不再像以前 那样,需要将热水管内的冷水排掉,才能用到热水. 我们在本期微信中将分析热水循环系统,并介绍卡莱菲先进的热 水循环系统设计选型和平衡方法. 热水循环系统 在集中式生活热水系统中,热水通过供水管网送达各用户.因建 筑物的类型和用户习惯的不同,卫生热水的供应是不连续和变化 的,再加上管网的延伸距离长,有的支路会长达几十米,这会导 致管道中的水自然冷却.这种情况除了会造成用水的舒适性下 降,而且还会导致严重的卫生问题,比如造成军团菌的繁殖. 要防止这些问题的出现,目前主依赖有以下两个办法: 1. 使用电伴热系统保持供水管生活热水温度恒定;

2. 采用热水循环系统. 使用电伴热系统,因为耗电和无法覆盖整个系统分支等问题,目 前仅限于在管网的终端或小系统上应用. 热水循环则是最常用的系统,因为它有以下优势: ? 在预定的时间内保证所有出水点温度为设计温度;

? 防止因管道滞水自然冷却导致水的浪费;

? 保持水的持续流动,防止滞水在管道内形成生物膜;

? 防止军团菌的繁殖. 意大利卡莱菲. 中国 全国统一服务热线:

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0178 www.caleffi.com infobj@caleffi.com.cn 热水循环系统的类型 根据要连接到卫生热水循环回路上的节点,循环管网可以分为以 下类型: ? 用水点循环;

? 楼层循环;

? 立管循环. 用水点或分水器循环 是最细分的循环类型,直接到达或接近用户用水点. 这种方案的好处就是可以带来最大的用水舒适度,而且还可以最 大程度地减少热水滞水管的长度. 这一点特别重要,尤其是在那些对于卫生标准要求高的场所,如 医院、疗养院和宾馆. 然而,用水点循环的实现成本很高,而且对于分布复杂的管网需 要正确地平衡循环流量. 基于这些原因,它是卫生场所、宾馆等建筑中最常用的系统,而 且为了保证更高的舒适度,也用于高档或大型的私人住宅中. 楼层循环 该类型的循环可以到达住户入户水表.可以获得良好的舒适性, 相比循环到用户用水点的系统成本更低. 这种方案普遍用于以水平供水为主的住宅建筑中. 另外,它也是唯一可以在热水表之前循环热水的系统. 意大利卡莱菲. 中国 全国统一服务热线:

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0178 立管循环 这种类型的循环可以达到建筑的立管顶端,它是一种非常普遍的 方案,因为较容易实现.另外,加上适当的装置即可以实现立管 流量的正确平衡. 热水循环回水管网的设计选型 不管哪种类型的热水循环系统,循环管道的设计选型都需依据以 下的参数: 1. 管道的热量散失;

2. 卫生热水的供水温度;

3. 设计压损;

4. 设计温差;

5. 卫生热水的供水时间. 管道的热量散失 管道的热量散失是最重要的设计参数,因为要从它推导出热水循 环系统所需的热功率. 控制管道热量散失是降低能耗的关键: ? 通过减小管道直径和循环泵的尺寸来优化热水循环系统;

? 减少能量的散失,相应地降低热水循环系统的运营成本. 保温绝缘性好的新安装管道的热量散失一般可视为: Q tub =

7 W/m (约6 kcal/h.m) 热量散失的严谨计算可以通过分析公式得出. 决定管道延程热水损失的参数有: ? 管道直径.直径越大对应的热散失越高.因此,要对主管的保 温给予高度重视. ? 管道的保温绝缘.这取决于保温绝缘材料(由它的防止热散失 的性能所决定的)的质量和厚度.旁页

图表为管道的热量散失 随保温层厚度的变化值,此数据假定使用的是技术性能良好的材 料. 可以看出,与一般的设计选型计算出的数值相比,厚度不足或干 脆没有保温会导致热量散失数值非常高. ? 管道内部的水温和所处环境的空气温度.热水的供给温度后续 将专门探讨.关于环境的空气温度,要尽可能高;

所以要避免将 管道置于外部或冰冷环境中. 卫生热水的供水温度 为了满足舒适度要求,卫生热水到达用户的温度至少要保持在 43℃以上. 应该考虑到,一些管网,比如医院和宾馆的管网必须要把卫生热 水的温度保持在50℃以上,才能实现不间断的热力杀菌.对于这 后面这种系统,重要的是: ? 认真分析供水和循环回水管网的保温情况;

? 为用户配备防烫伤装置. 设计压力损失 一般来说,热水循环回水管网设计的压损约为20mmc.a./m. 这一数值可以实现管道尺寸和循环泵最低必要性能之间的良好折 中. 设计温差 系统设计管路系统两点之间的一定温差进行,这两点可以是: ? 热源供水点和最不利的用水点 指的是供水管网输送(TC)温度和最不利供水点的温度(TPS) 之间的温差ΔT. 设计流量,由散热量和温差之间的关系获得,计算仅考虑供水管 网的热量散失. 因此,本着这一原则理论上以适当方式仅对卫生热水的供水管道 进行保温,而不考虑循环回水管网.显然,这样的选择会带来较 大的热量散失,从经济和能耗角度看并不划算. 意大利卡莱菲. 中国 全国统一服务热线:

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0178 www.caleffi.com infobj@caleffi.com.cn ? 热源供水点和回水点 考虑的是管网供水和回水之间的温差ΔT. 这样的设计考虑的是,为了消除军团菌污染风险,回水温度不能 被忽视.设计流量不仅要考虑供水管网的热量散失,还要考虑循 环回水管网的热量散失. 通常,为了限制卫生热水的供水温度和保持管网内部温度的均衡 稳定,使用的温差不大,约2-3°C. 卫生热水的输送时间 最后这一参数不直接影响管道的尺寸,但是有助于确定循环回水 连接点至用水点的距离. 出于舒适性和规范标准的要求,卫生热水要在开启用水点有限的 时间内达到设定温度(一般为30秒). 同时,还有一项标准规定,未循环水管的水容量不得大于3升. 根据卫生热水的流量和管道尺寸,可以得出不同的供水时间和距 离. 根据不同的标准要求,有时候供水最低时限优先,有时候管道内 的水容量更重要. 循环回水管路的平衡 循环回路的平衡有助于防止前面的支路(立管或水平分支)"偷走"后面支路的水:这样会导致循环回水管路各自温度差异过 大. 通过保持流量稳定可以平衡循环回路,平衡方式有: ? 借助手动阀的静态方式.需要有设计选型和初期调试. ? 利用AUTOFLOW型动态阀的动态方式.这一方法不论在设计 选型还是调试阶段都很快捷.在系统部分负荷运行的情况下更是 大有裨益. 不过,静态或动态平衡情况下,管网都无法适应不同的负荷状 况,如热水使用量、供水温度、环境温度的变化等.要想掌控这 类变化,就要通过一个恒温平衡阀或者一个只允许必要流量通过 的自动装置. 恒温平恒阀 恒温平衡阀内部的恒温阀芯能根据入口水温来自动调节过流流 量. 温度控制 当入口水温低于30°C时,恒温热敏元件控制的活塞会完全打开 (A阶段). 随着入口水温慢慢接近设定值,活塞逐渐减小水流的通过,这样 有利于别的支路循环流量增加(B阶段). 这种方式就实现了真正的自动热平衡,保证了循环回水管路上所 有支路都能达到理想的温度. 意大利卡莱菲. 中国 全国统一服务热线:

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0178 www.caleffi.com infobj@caleffi.com.cn 当入口水温高于设定值时(一般为55°C),活塞将水流降到最 低,过流流量只是为了保持温度的感应(C阶段). 恒温热力杀菌 另外,恒温平衡阀还具有热力杀菌功能,有助于将管网温度提高 到55-60°C以上以助杀菌.这一功能是全自动的,它借助另一 个专门恒温阀芯.在70°C时开启,或者是通过一个热电执行器 进行控制.在水温没有达到高温杀菌设定值前,运行状况与上一 页所描述的温度控制阶段完全一样(A阶段和B阶段). 当温度达到68°C时,第二个恒温热敏元件开始工作,通过专门 的旁通阀打开另一条水流通道(D阶段). 这种方式下可保证水流不受第一个恒温阀芯的影响,在热力杀菌 过程中保证循环水流正常经过. 如果温度超过70°C,通过旁通阀的流量会减少以便在杀菌过程 中也可以保持热力平衡(E阶段). 当水温超过75°C时,活塞会关到最小以防止系统出现问题(F 阶段). 循环回水系统的调节 关于循环回水系统的调节策略没有标准规范,它的运营方式分 为: ? 无调节 循环泵始终运转,24小时持续保证设计温度. 这种系统类型要么是没有考虑过对循环回水控制,要么就是对于 温度和管网杀菌有特殊要求,如医院、疗养院等等. ? 定时调节 循环回水泵由定时装置控制,可以设定开启和关闭时间. 通常,住宅系统的典型管理方式就是夜晚关闭循环回水(一般 从23:00到6:00).下面我们来看看这种管理方式所能带来的好 处. ? 恒温调节 这种管理方式一般用来维持循环回水管网的正确温度,以保证不 受军团菌污染. 循环管道上的温度传感器通常安装在最不利的节点处监控温度, 当温度低于设定值时就会启动循环泵. 意大利卡莱菲. 中国 全国统一服务热线:

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0178 www.caleffi.com infobj@caleffi.com.cn ? 按需求调节 按需求开启的循环泵可以由机械系统如水流开关或者通过智能家 居系统进行管理. 纯机械装置的水流开关在有水流即打开热水龙头时让循环泵启 动.通过这种方式增加循环流量缩短热水等待时间. 在由智能家居系统管理的建筑中,泵开启的控制可以通过比如浴 室灯的按钮或者其他房间里明确定义的按钮.这种方式在管网范 围不分散,或者是管网辐射范围广但是用户却不多的情况下可 行. ?自适应调节 通过电子技术分析用户使用热水习惯并根据分析数据管理循环泵 的运行时间. 这种方式可以节省电能(对于循环泵来说)和热能(限制循环管 网的热散失). 这一功能经常集成于循环泵中,确定使用热水的时段并加以分析 处理来判断用水习惯. 希望这期微信介绍能够帮助大家了解热水循环系统.现在,相信 大家对于热水循环系统已经有了一定的认识.