西安某粘接材料廠室內(nèi)供暖、熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

雒新峰，雒小坤

(1.西安航空學(xué)院 動(dòng)力工程系，陜西 西安710077；2.煙臺頓漢布什工業(yè)有限公司西安辦事處，陜西 西安 710076)

1 引言

西安某粘接材料廠綜合樓一樓為辦公室、餐廳、浴室，二樓為職工宿舍，總建筑面積為1200m2。考慮到建筑物在廠區(qū)特殊的地理位置和目前已有的熱力設(shè)備資源，廠方?jīng)Q定用一臺換熱器同時(shí)滿足室內(nèi)供暖和熱水供應(yīng)(用于洗澡)的要求。

2 設(shè)計(jì)條件

室內(nèi)供暖系統(tǒng)為地板輻射式采暖系統(tǒng)，按相關(guān)規(guī)定，供水溫度為(35～45)℃，不宜大于60℃[1]。

可利用設(shè)施：蒸汽發(fā)生器：2臺，單臺蒸發(fā)量為50Kg/h，蒸汽壓力0.2～0.7mPa；板式換熱器：3m2；膨脹水箱：0.09m3；熱水箱：1.2m3。

3 設(shè)計(jì)中的問題及處理方法

3.1 熱水供暖系統(tǒng)循環(huán)水的軟化問題

由于機(jī)房過小，難以布置軟化水處理系統(tǒng)。若增設(shè)軟化水處理裝置，投資需增加。廠方在生產(chǎn)過程中有外購的純凈水，成本較低，可作為供暖系統(tǒng)用水。計(jì)算得知室內(nèi)供暖系統(tǒng)的水容量約為1200Kg，可考慮在系統(tǒng)清洗之后，放掉清洗用的自來水，向系統(tǒng)注入純凈水作為供暖系統(tǒng)的循環(huán)水，運(yùn)行中的循環(huán)水損失很少，也用純凈水來補(bǔ)充，不再設(shè)軟化水處理裝置。

3.2 系統(tǒng)補(bǔ)水

運(yùn)行時(shí)，利用補(bǔ)水箱上的水位計(jì)確定補(bǔ)水箱的補(bǔ)水時(shí)間和補(bǔ)水量[2]。由于系統(tǒng)較小，可通過觀察膨脹水箱的水位來確定系統(tǒng)的補(bǔ)水時(shí)間和補(bǔ)水量，通過補(bǔ)給水泵，將軟水箱內(nèi)的純凈水送入供暖系統(tǒng)。

3.3 凝結(jié)水的回收問題

蒸汽發(fā)生器出來的蒸汽進(jìn)入板式換熱器，在加熱供暖系統(tǒng)的循環(huán)水之后變?yōu)槟Y(jié)水[3]。凝結(jié)水具有較高的溫度和良好的品質(zhì)，再利用的價(jià)值很高[4]。

在機(jī)房內(nèi)，將換熱器與蒸汽發(fā)生器靠近布置，一可減少蒸汽管道的熱損失，二可順利回收凝結(jié)水。為了使凝結(jié)水回收順暢，將凝結(jié)水箱設(shè)在換熱器的下方，在凝水管道上加疏水器后[5]，直接接入凝結(jié)水箱。為了節(jié)省空間和降低投資，將凝結(jié)水箱和補(bǔ)水箱合二為一。

3.4 供暖、熱水供應(yīng)系統(tǒng)的切換問題

一臺換熱器，不可以同時(shí)為供暖系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)提供熱能。在供暖系統(tǒng)的供回水管道上設(shè)兩個(gè)切換閥門，在供水管道切換閥門前引出一根熱水管道通往熱水箱，并加設(shè)切換閥門。實(shí)現(xiàn)供暖與供熱水功能的切換。

在回水管道切換閥門后接入一根自來水管道，并加設(shè)切換閥門，實(shí)現(xiàn)回水與自來水的相互切換。

運(yùn)行時(shí)，將熱水管道和自來水管道上的切換閥門關(guān)掉，打開供、回水管道上的切換閥門，實(shí)現(xiàn)供暖系統(tǒng)的運(yùn)行；將熱水管道和自來水管道上的切換閥門打開，關(guān)掉供、回水管道上的切換閥門，實(shí)現(xiàn)供熱水系統(tǒng)的運(yùn)行。

熱水是用來洗澡的，可根據(jù)設(shè)在熱水和供水共用管道上的溫度計(jì)通過調(diào)節(jié)自來水管道上的閥門來調(diào)節(jié)供應(yīng)熱水的溫度，利用自來水的壓力將制備的熱水送入熱水箱[6]；供暖時(shí)，可根據(jù)溫度計(jì)通過調(diào)節(jié)蒸汽發(fā)生器的蒸汽壓力來調(diào)節(jié)供水的溫度[7]。其參考值為：熱水溫度tr=(40～42)℃；供水溫度tg≤50℃。如圖1所示。

圖1供暖、供熱水系統(tǒng)圖

用加熱自來水得到的熱水，溫度在45℃以下時(shí)，其結(jié)垢不明顯[8]。在使用過程中，當(dāng)加熱效率降低時(shí)，可在非運(yùn)行時(shí)間對換熱器進(jìn)行清洗，以提高其換熱效果[9]。

3.5 供暖、供熱水系統(tǒng)切換時(shí)間的確定

根據(jù)廠方工作人員的作息時(shí)間，冬季(其它季節(jié)改用太陽能熱水系統(tǒng))在每天15:00～17:00之間，關(guān)掉供暖系統(tǒng)，開啟熱水系統(tǒng)向熱水箱儲水，2小時(shí)制備的熱水可滿足15～20人洗澡之用。

冬季15:00～17:00之間，供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷不大，停止2小時(shí)的供暖，對地板輻射采暖系統(tǒng)而言，對室溫的影響也不大。

3.6 水箱位置的確定

膨脹水箱設(shè)置在二樓屋面，處于供暖系統(tǒng)的最高點(diǎn)，可充分發(fā)揮其作用。

補(bǔ)水箱設(shè)在機(jī)房地面，其底部連接蒸汽發(fā)生器的進(jìn)水，上部接受換熱器流出的凝結(jié)水。由于系統(tǒng)用的是純凈水，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)補(bǔ)水與蒸汽發(fā)生器進(jìn)水的共用，節(jié)省了水處理設(shè)施和機(jī)房面積。考慮到純凈水每桶為180L，為了系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，補(bǔ)水箱容積定位300L。軟水箱需要補(bǔ)水時(shí)，利用插桶泵將純凈水送入補(bǔ)水箱。

熱水箱設(shè)置在二樓屋面的支架上，底部可順利排出清洗水箱的污水和每次上熱水前的涼水。利用5.6m的高差，可使處于一樓浴室的花灑順利出水。

4 實(shí)際使用情況

在2013年冬季的使用過程中，供暖系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)運(yùn)行正常。運(yùn)行時(shí)供暖系統(tǒng)tg=(40～42)℃，供暖室內(nèi)溫度tn=(16～18)℃；熱水系統(tǒng)tr=(40～42)℃，滿足了實(shí)際使用的要求。

[1] 中國建筑科學(xué)研究院.GB50736-2012 民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.

[2] 丁崇功.工業(yè)鍋爐設(shè)備[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005:109.

[3] 寇超美，雒小坤，雒新峰.生產(chǎn)用汽凝水回收存在問題及解決方法[J].西安航空技術(shù)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2012(3)：66-67.

[4] 陳宏振.供熱工程[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2008： 92.

[5] 魏恩宗.鍋爐與供熱[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006：182.

[6] 吳耀偉.暖通施工技術(shù)[M]. 北京：北京建筑工業(yè)出版社，2011:87.

[7] 雒新峰.供熱通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理與維護(hù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005:49.

[8] 魏龍.熱工與流體力學(xué)基礎(chǔ)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007：126.

[9] 雒新峰，逯紅杰.冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行管理與清洗[J].西安航空技術(shù)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2008(5)：41-42.