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热水系统是水的加热、储存和输配的总称。其任务是按设计要求的水量、水温和水质随时向用户供应热水。
生活用热水的水质应符合《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2022）的规定，生产用热水的水质应满足生产工艺的要求。
水在加热后，水中的钙镁离子受热会析出，在设备和管道内结垢，降低热效率，浪费能源；水中的氧也会因受热逸出，加速金属管材和金属容器的腐蚀，降低系统承压能力，易产生隐患。因此，热水供应系统中应考虑腐蚀和结垢等因素。
生活用热水的水温与使用对象、气候条件和生活习俗有关，一般水温为25~60℃。设计一个热水供应系统时，应确定出最不利配水点热水最低水温，使其与冷水混合达到生活用热水的水温要求。
建筑内部热水供应系统按热水的供应范围分为局部热水供应系统、集中热水供应系统和区域热水供应系统。
①局部热水供应系统：采用小型加热器在用水场所就地加热，供局部范围内一个或几个配水点使用的热水系统。
②集中热水供应系统：在锅炉房、热交换站或加热间将水集中加热后，通过热水管网输送至整幢或几幢建筑的热水系统。
③区域热水供应系统：在热电厂、区域性锅炉房或热交换站将水集中加热后，通过市政热力管网输送至整个建筑群、居民区或整个工业企业的热水系统。
以上3个热水供应系统的优缺点及适用范围详见表2.4。
表2.4 不同类型热水供应系统的优缺点及应用范围
热水供应系统的组成，因建筑类型和规模、热源及用水要求、加热和贮存设备的供应情况、建筑对美观和噪声的要求等不同而有所差异。现以集中热水供应系统为例，其组成一般由热媒系统（第一循环系统）、热水供应系统（第二循环系统）和附件3部分组成，如图2.15所示。
图2.15 集中热水供应系统
热媒系统又称为第一循环系统，是由热源（蒸汽锅炉或热水锅炉）、水加热器（汽-水或水-水热交换器）和热媒管网组成。使用蒸汽为热媒时，蒸汽锅炉生产的蒸汽通过热媒管网输送到热交换器中，经过表面换热或混合换热将冷水加热成热水，经过热交换后蒸汽变成冷凝水，靠余压回到冷凝水池；冷凝水和新补充的软化水经过冷凝水循环泵送回锅炉，加热为蒸汽，如此循环完成热传递。
①锅炉：利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热水或其他工质的设备。锅炉按燃料分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉等。
②容积式水加热器（图2.16）：有立式和卧式两种。卧式容积式水加热器中，下部放置加热排管，蒸汽由排管上部进入，凝结水由排管下部排出。加热排管可采用铜管或钢管。冷水由加热器底部压入，制备的热水由其上部送出。
图2.16 容积式间接加热器
③快速水加热器（图2.17）：有汽-水和水-水两种类型。前者热媒为蒸汽，后者热媒为过热水。
图2.17 汽-水快速加热器
热水供应系统又称为第二循环系统，由热水配水管网和回水管网组成。被加热到设定温度的热水，从水加热器出口经配水管网送至各个热水配水点，而水加热器所需冷水由高位水箱或给水管网补给。为保证各配水点的水温，在各立管和水平干管甚至配水支管上设置回水管，使一定量的热水流回加热器重新加热，以补偿配水管网的热损失。
由于热媒系统和热水供应系统中控制、连接和安全的需要，常使用一些附件，如减压阀、疏水器、自动排气阀、自动温度调节装置、膨胀罐、管道补偿器、安全阀等。
①减压阀（图2.18）：其工作原理是流体通过阀体内的阀瓣产生局部能量损失从而减压。常用的减压阀有活塞式、膜片式、波纹管式3种。
图2.18 减压阀
②疏水器（图2.19）：为保证热媒管道汽水分离，蒸汽畅通，不产生汽水撞击、管道振动、噪声，延长设备使用寿命，用蒸汽作热媒间接加热的水加热器、开水器的凝结水管道上应设置疏水器；蒸汽立管最低处、蒸汽管下凹处的下部宜设置疏水器。工程中，常用的疏水器有吊桶式疏水器和热动力圆盘式疏水器。
图2.19 热动力疏水器
1—阀体；2—阀盖；3—阀片；4—过滤器
③自动排气阀（图2.20）：水在加热过程中会逸出原溶于水中的气体和管网中热水汽化的气体。如不及时排出，这些气体不但会阻碍管道内的水流，加速管道内壁的腐蚀，还会引起噪声、振动。自动排气阀必须垂直安装在管网的最高处。
图2.20 自动排气阀
1—浮球；2—阀腔；3—杠杆；4—排气阀
④自动温度调节装置：为了节能节水、安全供水，水加热器应安装自动温度调节装置，可采用直接自动温度调节器或间接自动温度调节器。
⑤膨胀罐：冷水加热后，水的体积膨胀，若热水系统是密闭的，在卫生器具不用水时，膨胀水量必然会增加系统的压力，有胀裂管道的危害，因此必须设置膨胀罐或闭式膨胀水箱。
⑥补偿器：用于补偿热水管道因热胀伸长而产生内应力，避免管道的弯曲、破裂或接头松动，确保管网使用安全。其主要形式有自然补偿、方形、套筒式、波纹管式等，如图2.21所示。
图2.21 补偿器
根据管网循环动力的不同，热水供应方式可分为自然循环和机械循环方式。
自然循环热水供应系统是利用配水管和回水管中水的温度不同，由密度差产生的压力差，使热水管网内维持一定的循环流量，以补偿配水管道的热损失，满足用户对热水温度的要求。
机械循环热水供应系统是在回水干管上设置循环水泵，强制一定量的水在管网中循环，以补偿配水管道的热损失，满足用户对热水温度的要求。该系统适用于大、中型且用户对热水温度要求严格的热水供应系统。
按热水管网循环方式不同，分为全循环、半循环和非循环热水供应方式。
全循环热水供应方式是指热水供应系统中，热水配水管网的水平干管、立管及支管均设置回水管道确保热水循环，各配水龙头随时打开均能提供符合设计温度要求的热水，如图2.22所示。该系统适用于对水温要求严格的建筑，设计时应设置循环水泵，用水时不存在使用前放凉水和等时间的现象。
图2.22 全循环热水供应系统
半循环热水供应方式是指只在热水干管设置回水管，该系统只能保证干管中热水的设计温度，如图2.23所示。半循环系统比全循环系统节省管材，适用于水温要求不太严格的建筑。
图2.23 半循环热水供应系统
非循环热水供应方式是指在热水供应系统中，热水配水管网的水平干管、立管、配水支管均不设置回水管道，该系统不能随时保证配水点的设计水温，如图2.24所示。
图2.24 非循环热水供应系统
按热水管网运行方式不同，可分为全天循环和定时循环热水供应方式。
全天循环热水供应方式是指全天任何时刻，管网中都维持有不低于循环流量的水量在循环，使设计管段的水温在任何时刻都保持不低于设计温度。
定时循环热水供应方式是指热水供应系统每天定时配水，其余时间停止供水。该系统在集中使用前利用循环水泵将管网中已冷却的水强制循环加热，达到规定水温时才能使用。
按热水管网水平干管的布置方式不同，可分为上行下给式、下行上给式和分区供水式3种。
选用何种热水供水方式，应根据建筑物用途、热源供给情况、热水用量和卫生器具布置等情况，进行技术和经济比较后确定。在实际的工程应用中，常将上述各种方式按照具体情况进行组合。
热水管网布置的总原则：在满足使用、便于维修管理的情况下，管线最短。
①横干管可以敷设在室内地沟、地下室顶部、建筑物顶层的天棚下或设备技术层内。明装管道尽量布置在卫生间或非居住房间内；暗装时，热水管道放置在预留沟槽、管道井内。
②管道穿楼板和墙壁应装套管，楼板套管应该高出地面5~10cm，以防楼板积水时由楼板孔流到下层。
③为使局部管段检修时不致中断大部分管路配水，在热水管网配水立管的始端、回水立管的末端和有6~9个水嘴的横支管上，应装设阀门。
④为防止热水管道发生倒流和窜流，在水加热器和贮水罐的给水管上、机械循环的第二循环管道上及加热冷水所用的混合器冷、热水进水管道上，应装设止回阀。
⑤为便于排气，上行式配水横干管应以不小于0.003的坡度抬头走，并在管道的最高点安装排气阀；为了排水，回水干管应低头走，并在最低点安装泄水阀门或丝堵。
⑥对下行上给全循环式管网，为防止配水管中分离出的气体被带回循环管，应将每根立管的循环管始端都接在相应配水立管最高点以下0.5m处，如图2.25所示。
⑦为避免管道受热伸长产生的应力破坏管道，横管与立管连接应按图2.25所示敷设。为使补偿管道受热伸长，横干管的直线段应设置伸缩器。
图2.25 热水立管与横管的连接方式
⑧热水贮水罐或容积式水加热器上接出的热水配水管一般从设备顶接出，机械循环的回水管从设备下部接入。
⑨为满足运行调节和检修的要求，在水加热设备、锅炉、自动温度调节器和疏水器等设备的进出水口的管道上，还应装设必需的阀门。
⑩为减少散热，热水系统的配水干管、水加热器、贮水罐等，一般要包扎保温。
⑪做好防腐蚀、保温、防结垢措施。
太阳能是能量巨大而又无污染的绿色能源。世界各国都在积极从事太阳能的研究和利用。我国太阳能的研究工作发展迅速，特别是在推广应用太阳能热水器（图2.26）、太阳能灶具、太阳能灯、太阳能汽车和太阳能低温地板辐射采暖领域，技术逐渐成熟。
图2.26 太阳能热水器
太阳能热水供应系统由平板集热器、贮热器、循环管路、热水和热水出水系统、辅助装置等组成。其工作原理是利用对阳光吸收率较高的优质材料制成的真空集热管或反射板构成集热器，通过辐射和导热等方式，将吸收热量传递给集热管内的水，水加热后，通过水的循环将热量直接或间接地用于室内热水供应系统。