建筑循環(huán)熱水系統(tǒng)節(jié)水節(jié)能措施研究

辛萍中國電力工程顧問集團西北電力設(shè)計院有限公司

建筑循環(huán)熱水系統(tǒng)節(jié)水節(jié)能措施研究

辛萍
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傳統(tǒng)的建筑中供水管道只供應冷水，長時間的使用冷水會引發(fā)各種疾病，嚴重危害人的身體健康。隨著人們生活水平的提高，人們對居住環(huán)境的要求也日益嚴苛，所以許多建筑安裝了循環(huán)熱水系統(tǒng)。本文將論述如何在建筑循環(huán)熱水系統(tǒng)中，采取科學有效的技術(shù)措施，以降低經(jīng)濟成本，實現(xiàn)節(jié)水節(jié)能的目的。

循環(huán)熱水系統(tǒng)；節(jié)水；節(jié)能；措施

一、循環(huán)熱水系統(tǒng)循環(huán)管網(wǎng)的節(jié)水節(jié)能

1、循環(huán)熱水系統(tǒng)節(jié)水節(jié)能的原理

循環(huán)熱水系統(tǒng)是為了讓建筑用戶能夠一直使用到熱水，而在建筑內(nèi)部建立的循環(huán)系統(tǒng)。熱水循環(huán)供應系統(tǒng)包括加熱器、水泵和循環(huán)管網(wǎng)，一般在建筑的地下設(shè)置設(shè)備間，其中置有加熱器和水泵，并在整個建筑鋪設(shè)循環(huán)管網(wǎng)，以便24小時不間斷的循環(huán)提供熱水，而不會產(chǎn)生過大的損耗。由于熱水和周圍環(huán)境存在溫度差，使得熱水在流動中會不斷產(chǎn)生熱量損耗，給用戶帶來了很大的經(jīng)濟損失。而循環(huán)熱水系統(tǒng)可以很好的解決這個問題，循環(huán)管網(wǎng)能夠利用循環(huán)流量來彌補部分的熱量損失，同時，水泵將機械能轉(zhuǎn)化為熱能，使熱水保持循環(huán)流動。通過科學的計算確定循環(huán)流量、水泵的流量、揚程，使水泵按照循環(huán)流量的標準工作，能起到良好的節(jié)水節(jié)能效果。

2、循環(huán)流量的確定

循環(huán)熱水系統(tǒng)的熱損失包括供水管管網(wǎng)和回水管管網(wǎng)的熱損失，為了保持溫度不變，就需要在供水管道中補充熱水量，也就是循環(huán)流量。計算循環(huán)流量能夠確定加熱水的準確時間和具體的加入量，不會因為延遲了加水時間而使水溫降低，也不會因為隨意加水而使水溫的變化過大，從而將加入熱水的過程進行了嚴格的控制，達到良好的節(jié)水節(jié)能目的。一般來說，回水管管網(wǎng)的熱損失較小，如果列入考慮，不僅增加了循環(huán)流量計算的難度，還會提高投入成本，所以只把供水管管網(wǎng)的熱損失算作循環(huán)熱水系統(tǒng)的循環(huán)流量。

計算供水管管網(wǎng)的熱損失有以下三種方法：

（1）用管道的長度與溫降的比來計算供水管管道兩端的溫度。這種方法是模擬理想的環(huán)境，把各個管道看做同一規(guī)格進行求解。不僅計算過程復雜，而且由于現(xiàn)實中管道的規(guī)格是不一樣的，使得計算結(jié)果出現(xiàn)了較大的偏差。

（2）用管道的面積與溫降的比來計算供水管管道兩端的溫度。這種方法是將管網(wǎng)分成了不同的管段，各個管段中損失的熱量與對應管段的面積按照正比例進行計算，然后將所得的數(shù)值相加，就是整個管網(wǎng)損失的熱量。這種方法是針對各個管段而言的，雖然計算量較大，但是數(shù)值較小，只需要代入公式即可，而且計算結(jié)果更為精確。

（3）根據(jù)導致管道產(chǎn)生溫降的因素來確定供水管管道兩端的溫度。管網(wǎng)中的各個管段的溫降是由整體與各個管段的溫降按照一定比例估算加以確定。此法較為科學，而且不需要反復驗證。

3、循環(huán)水泵的選取

確定了循環(huán)水量之后，要根據(jù)具體的數(shù)值選擇符合要求的循環(huán)水泵，以保證資源的最大利用。由于用戶使用熱水的時間和用水量的不同，導致了循環(huán)水量的持續(xù)變化。在使用熱水的高峰時間，加熱器會不斷工作增加熱水量以保持水溫恒定，此時即使循環(huán)水泵不工作，也能保證熱水的供應，而且溫度不會發(fā)生變化；在其余時間段就應當考慮用循環(huán)水泵來增加循環(huán)流量，以保證熱水的持續(xù)供應，同時還能節(jié)約成本。為了科學、合理的使用循環(huán)水泵，應選擇變流量、變揚程的循環(huán)水泵，并在終端供水點安裝水流指示器或者感溫裝置，與水泵相連接。當熱水量過小或者是水溫達不到標準要求時，水泵能夠接收到指示信號自動運行，而且會自行調(diào)整運行參數(shù)，以避免資源的浪費。

二、循環(huán)熱水系統(tǒng)設(shè)計的節(jié)水節(jié)能

1、循環(huán)熱水系統(tǒng)的選擇

傳統(tǒng)的熱水供應系統(tǒng)是分散加熱，將加熱器分散到各個供水區(qū)間，當用戶使用時需要先放掉部分冷水，才能使用到熱水，不僅造成了水資源的浪費，而且提高了用電費用。集中循環(huán)熱水系統(tǒng)是將加熱器、循環(huán)水泵和控制裝置安裝到一起，以便集中管理。這種供水系統(tǒng)中的循環(huán)管道中始終存在熱水，保證了熱水的循環(huán)流通，而且不需要另設(shè)加熱裝置，用戶就可以隨時隨地的使用熱水。當熱水量不足或者是水溫降低時，加熱器和循環(huán)水泵能夠立即工作，減少了加熱時間，提高了加熱效率，而且集中儲存的熱水量要大大少于分散供應時的熱水量，節(jié)約了水資源和電、熱能源。另外，在安裝集中循環(huán)熱水系統(tǒng)時要合理設(shè)計循環(huán)管網(wǎng)，在管網(wǎng)上安裝保溫電纜，保持管網(wǎng)內(nèi)熱水的溫度，以便用戶能夠隨時用到熱水。

2、運用太陽能熱水器系統(tǒng)

太陽能作為一種清潔的、可再生的自然能源，在建筑循環(huán)熱水系統(tǒng)中的應用具有很大的利用潛力，而且隨著科技的進步，太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化正在積極的發(fā)展中。所謂太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化，就是太陽能熱水裝置與建筑有機的結(jié)合起來。在建筑設(shè)計的初期階段將太陽能熱水器系統(tǒng)納入建筑設(shè)計的內(nèi)容中，成為建筑不可分割的組成部分，這樣可以使太陽能熱水器的應用更能適應不同建筑的要求，不再對建筑外觀形象形成破壞。目前，太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化已經(jīng)開始在我國許多地區(qū)的工程項目中得到實際應用。

太陽能熱水器系統(tǒng)按其運行方式的不同，主要分為自然循環(huán)式（整體式）、強制循環(huán)式（分體式）和非循環(huán)式（直落式）三類系統(tǒng)。在我國，家用太陽能熱水器和小型太陽能熱水器多用自然循環(huán)式，而大中型太陽能熱水器系多用強制循環(huán)式或非循環(huán)式。在以往多層建筑中被廣泛使用的傳統(tǒng)太陽能熱水器，由于其只能在屋頂安裝，對建筑立面破壞嚴重，而且在住宅中，這種一戶一套的局部太陽能熱水系統(tǒng)往往管線較多，布置得雜亂無章，對建筑空間的占用較大，同時影響城市建筑美觀等，在高層建筑中對底層用戶的使用也很不利。因此，在建筑循環(huán)熱水系統(tǒng)中可以引入太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化的設(shè)計理念，達到與建筑外墻一體化、與建筑屋面一體化、與建筑陽臺一體以及與空調(diào)位置一體化的良好效果。所以對于不同的建筑應采用不同的循環(huán)熱水系統(tǒng)，以達到系統(tǒng)與建筑的完美結(jié)合，實現(xiàn)系統(tǒng)的靈活應用。

小結(jié)

循環(huán)熱水系統(tǒng)能夠向用戶集中供應熱水，減少了資源的浪費，提高了能源的使用率，而且太陽能熱水器充分利用了太陽能清潔、環(huán)保的特性，在增加用戶生活舒適度的同時，也實現(xiàn)了對環(huán)境的保護。

[1]黨舉,李富貞,劉萬兵.太陽能-空氣源熱泵熱水系統(tǒng)應用[J].設(shè)備管理與維修.2015(S1)