南方某市冰雪世界五星级酒店热水供应系统计算

1热水供应系统计算

1.1热水量

（一）客房

用水部位：10F~18F；每层客房数：26；层数：9；客房数量：26×9=234；使用人数指标（人/房）：1.30；用水单位（人）：234×1.30=304.2；用水定额（L/人·d）：150；时变化系数：2.5；每日使用时间（h）：24。

最高日用水量（m3/d）：用水单位×用水定额=304.2×150/1000=45.63 m3/d

平均时用水量（m3/h）：最高日用水量/T=45.62/24=1.90 m3/h=1.90m3/h

最大时用水量（m3/h）：平均时用水量×Kh=1.90×2.5=4.75 m3/h

设计时耗热量公式：

     

tL=5℃、tr=60℃，ρr=0.983（kg/L）（查表6.4.1）；c=4.187kJ/(kg·℃）；qr=150（L/cap·d）（查表6.1.1）；m=304.2；Kh=2.5（查表6.4.2）

（二）功能区

以宴会厅为例，总面积：1520 m2（公区宴会厅需乘以0.8系数）；设计指标1.5m2/座；用水单位：S总/n=1013.33座；用水指标：1次/座；用水定额：20（L/人·d）；时变化系数：1.2；运作时间：13h。

最高日用水量（m3/d）：用水单位×用水指标×用水定额=1013.33×1×20/1000 =20.27m3/d

平均时用水量（m3/h）：最高日用水量/T=20.27/13=1.56 m3/h

最大时用水量（m3/h）：平均时用水量×Kh=1.56×1.2=1.87 m3/h

设计时耗热量公式：

tL=5℃、tr=60℃，ρr=0.983（kg/L）（查表6.4.1）；c=4.187kJ/(kg·℃）；qr=20（L/cap·d）（查表6.1.1）；m=1266.67；Kh=2.5（查表6.4.2）

注：特色餐厅包房：特色餐厅包房max+零点餐厅

由上述可知，客房+功能区的设计小时耗热量Qh=1285.03kw

1.2热媒耗量计算

根据热水被加热方式的不同，热媒耗量应按下列方法计算：

（1）采用蒸汽直接加热时，蒸汽耗量按式（1-1）计算：

假设在0.3MPa的绝对压力下，im=2726kJ/kg，ir=4.187tr，tr=60℃，按式（1-1）计算：

     

（2）采用蒸汽间接加热时，蒸汽耗量按式（1-2）计算：

假设在0.3MPa的绝对压力下，蒸汽的汽化热γh=2167kJ/kg，按式（1-2）计算：

（3）若采用高温热水间接加热，高温热水耗量按式（1-3）计算：

1.3热水供应系统附件与保温

热水供应系统除需要装置检修和调节阀门外，还需依据热水供应方式装置若干附件控制系统的水温，热膨胀，排气，管道伸缩等问题，保证系统安全可靠的云行。

疏水器

热水供应系统以蒸汽作为热媒时，为保证凝结水及时排放，同时又防止蒸汽漏失，在用气设备的凝结水回水管上应每台设备设疏水器，蒸汽立管最低处、蒸汽管下凹处的下部宜设疏水器。

疏水器按其工作压力有低压和高压之分，热水系统通常采用高压素水器（浮动式或热动式）。疏水器管径不可按凝结水管径确定，应按其最大排水量、进出口压差、附加系数三项因素选择计算。

（方法一）

最大排水量Q按式（1-4）计算：

式中：Q——疏水器最大排水量，kg/h；k0——附加系数（查表6.15.2-4）；G——换热设备的最大凝结水量，kg/h。

疏水器进出口压差按式（1-5）、（1-6）计算：

式中：△P——疏水器进出口压差，MPa；P1——疏水器前的压力，MPa，对于水加热器等换热设备，P1=0.7PZ（PZ为进入设备的蒸汽压力）；P2——疏水器后压力，MPa，当疏水器后凝结水管不抬高自流坡向凝结水箱时P2=0；当疏水器后凝结水管道较长，又需抬高接入凝结水箱时P2按式（1-6）计算；△h——疏水器后至凝结水箱之间的管道压力损失，MPa；H——疏水器后回水管的抬高高度，m。（注：疏水器如仅作排除管道中冷凝积水时，可选用DN15、DN20的规格）

（方法二）

（1）蒸汽加热设备中疏水器理论排水量的计算

蒸汽凝结水量等于设备的蒸汽消耗量，蒸汽加热设备运行时的排水量按式（1-7）计算：

式中：ql——疏水器的理论排水量，kg/h；cp——被加热介质的比定压热容，J/（kg·K）；ρ——被加热介质的密度，kg/m3；qv——被加热介质的体积流量，m3/h；△t——被加热介质的温升，℃。

（2）蒸汽疏水器设计排水量的计算

设计排水量需要在理论排水量基础上考虑选择倍率，设计排水量按式（1-8）计算：

（3）蒸汽疏水器实际排水量的计算

在实际应用中，应该考虑背压导致疏水器排水量的下降率，则实际排水量按式（1-9）计算：

式中：η——下降率，由疏水器的进口压力和背压率确定。

（4）蒸汽疏水器排水量的校核计算

疏水器排水能力的校核按式（1-10）计算：

式中：qc——疏水器的校核排水量，kg/h；AP——疏水器的排水系数；d——疏水器的排水阀孔直径，mm；△P——疏水器前后的压差，kPa。（注：若qc≥qf，则疏水器选型合理；反之，则需重新选择疏水器并校核）

应用实例：一台汽水换热器机组，凝结水出口管径为DN25mm，将5.40m3/h的水从5℃加热至85℃。加热器的蒸汽压力为0.6MPa，此压力下蒸汽的汽化潜热为2090kJ/kg，疏水器的背压为0.15MPa。需对疏水器选型。

通常习惯性选型方法，将不经过计算，只按照加热器的出口管径选择DN25mm的疏水器，进而选择DN25mm的凝结水管。这种选型是错误的，忽略了压差等因素的影响。

根据第二种计算方法，选择倍率K=2，背压导致疏水器排水量的下降率η=3%。

由式（1-7）~（1-10）计算得疏水器的实际排水量qf=1340kg/h。根据样板选择CSa41H- 16C-D型DN40mm疏水器，其排水阀孔直径d=7mm。（查标准：05R407蒸汽凝结水回收及疏水装置的选用与安装）

查得AP=15，根据式计算得qc=1560kg/h＞qf，证明所选择的疏水器合理。

参考文献

[1]住房和城乡建设部工程质量安全监管司. 全国民用建筑工程设计技术措施.2009,给水排水,= Water supply and drainage[M]. 中国计划出版社, 2009.

[2]高燕. 关于民用建筑热水系统设计的探讨[J]. 建筑工程技术与设计, 2014(14).

[3]易家松, 周欣. 某超高层商务综合体建筑热水系统设计探讨[J]. 给水排水, 2017(2):107-110.