高层住宅集中和分散式生活热水供应系统的能耗比较_楼培苗李海春

高层住宅集中和分散式生活热水供应系统的能耗比较_楼培苗李海春高层住宅集中和分散式生活热水供应系统的能耗比较楼培苗李海春（）中国建筑西南设计研究院有限公司，成都热循环管路以及系统的使用率、热水负摘要通过对高层住宅集中生活热水系统管网的长度、并与单户分散式热水器供应热水的方式进行了经济性荷特性导致的热损失和循环水泵能耗的分析，比较，结合工程实际情况，对集中生活热水供应方式的适用场合提出建议。关键词高层住宅集中生活热水供应系统热损失能耗经济性随着住宅开发市场竞争的日趋激烈，出现了安保监控、卫星电视、纯净水入户等配套设施。在这样的大环境下，年设计的成都某高层住宅小区，首推采用铜管作为给水管材及采用热水机组集中热水供应系统，开发商为推销其住宅产品而设置了一，个闪亮的“卖点”并迎合了部分消费者的需求，为其项目开发带来了可观的经济效益。应该说，集中热水供应系统确实可以给人们生活带来方便与舒适，但其遇到的实际运行费用等问题是业主没有预料到的。在目前经济发展及生活习惯条件下，对住宅采用集中热水供应系统应进行经济分析比较，以使选择的热水供应方式经济合理。高层住宅的热水管网及经济性分析本分析研究以一个已经投入使用多年的实际项目为例，此项目设置的是集中热水供应系统。此高层住宅小区共幢每幢层高层住宅，设计每幢均为独立的一个集中热水供应系户，统，采用城市燃气为热源，由燃气热水机组配半容积式水加热器供应热水，热水机组台放置在屋顶上，热水系统分区同给水系统，采用减压阀减压，分为高、中、低区，回水集中回至屋顶平衡热水回水箱。管网长度及热损失分析对于住宅集中供应热水而言，其管路布置不同于宾馆、酒店客房卫生间的热水供应系统。住宅热厨房水供应的使用特点是用水点多（双、三卫生间、檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿）（防规程池以及新增的雨淋阀、水管、占地的费用少，在缺水条规定。本设计喷头及管道与高压裸电缆的最小安全距离采用。（）设计中尽量选用充装量比较大的钢瓶，有利于减少钢瓶间占用的面积。（）因为二氧化碳为微毒气体，所以在防护区和钢瓶间入口处明显位置应配备专门的空气呼吸器或氧气呼吸器。（）防护区内应设火灾报警器，防护区的入口处应设置火灾声、光报警器。（）防护区和钢瓶间需要设有良好的通风设施，在灭火后，能及时将二氧化碳气体排出。总结室内变压器采用二氧化碳灭火系统进行灭火，既能有效灭火、系统灵活可靠、维护管理方便，且较采用水喷雾灭火系统的需要扩建消防水泵、消防水情况下采用二氧化碳灭火系统是一个较好选择。参考文献建筑给水排水设计手册（上册）第版北中国建筑设计研究院京中国建筑工业出版社，二氧化碳灭火系统设计规范火力发电厂与变电所设计防火规范电力设备典型消防规程深圳市龙岗区天安数码新城号楼通讯处室（）电话收稿日期修回日期给水排水、等）支管多且支管长度较长，这部分管道的热水不能进入循环系统进行热水循环。根据其他工程经验，如要循环，需设进水及回水水表，但计量不精确，往往会引起住户与运营方的纠纷。并且因安装要求，接器具支管要求暗设在墙内，不易保温，造成相当部分的热损失。与任何一种家用热水器分散热水系统相比，集中热水供应系统需多敷设热水给水干管及回水干管，并需热水循环，从而增加了相当部分的热损失和热水使用成本。具体每户增加的热损失分析如下。户表前供回水干管的热损失计算此部分热损失计算不考虑进户水表后的支管，且热损失计算以每户为单位进行计算。住宅的层间供回水干管的总长度约（一般层高为，加上平均分摊的供水横干管及回水干管长度左右；当时设计为减少进入户内支管的长度，每个户型单独设置给水及热水立管，给水及热水表设置在每户的生活阳台内，以使热水支管就近。按供至用水点）给水排水设计手册第册建筑）计算给水排水的热损失公式（公式（）管道的热损失，式中；（）（人），（人），若取肯水量为定也大于平均日热水用水量物管实测统计热水使（。每户按用量平均为人）人计算，（则每户全天耗热量为人户（人）（）（。如按物管实测统计户）（人）计算，则每户全天耗热量热水使用量为（人）户为人（）（）（户）。综上两者相比较，前者为后者的。即集中热水供应系统单热水给水干管及回水干管的热损失在到达用户水表以前，其热损耗量约占使用量的但实际比例远远大于此值，实际约为日平均（。这是一个相当高的比例，热水使用量显）然会对运行成本造成很大的影响。热水循环耗电量分析本高层住宅（集中热水供应系层或层）统，虽然用水点较集中，但热水供应系统同给水一样，其竖向要求采用减压阀分区，其中区及低区势必增加热水循环泵的扬程，以便克服减压阀所减去的压力，而循环泵的功率和损耗成正比关系，则低区及中区的循环水泵功率均较一般循环水泵大，设计低、中、高区的循环泵功率分别为、其运行费用势必。由于循环泵的功率增加，增加，根据物管公司将近十年的实测计量，每热水的实际平均耗电量为循环泵左右（。这从热水使用经济上设有温控装置，为间断运行）衡量，也不是一个小数目，与家用热水器相比，其增（加的成本为元）（电价为不同时段的平均用电价格，由物元管段的计算外径，在此取平均供回，即水管径，；计算管段长度，在此即为；，无保温时管段传热系数，），（）；（采用紫铜管，取保温系数，保温材料为憎在此取（；水型铝镁质保温隔热材料）计算管段的平均水温，设供水温度，回水温度在此取平均水温，；计算管道周围的空气温度，取成都室外空气温度逐时平均值，为。则户表前供回水干管的热损失为（）（）（。按则该部分管道的热损失为户）计算，（户）。每户耗热量比较（按现行建筑给排水设计规范，住宅热水系统的，年版）最高日用给水排水。其用电费用约占总费用的管公司提供，下同）热水理论计算见左右（节计算每。这也是一个相当可观的数据，显成本为元）然会对运行成本造成很大的影响。集中热水供应系统成本分析在成都地区，集中热水供应一般采用自设无压，燃气或燃油热水机组作为热源（因无城市热网）设计为燃气热水机组提供热媒、配半容积水加热器进行换热供应热水。热水直接成本由水、电、气费构成，目，（），电价天前自来水水价元元。然气价元（热水所需能源费用计算）每（）每热水的燃气费。取设计参数），出）这样的售价要结合人员成本、维修、投资偿还，是很难有利益空间可言的。家用热水器分散热水供应成本构成使用家用热水器分散热水供应其理论成本仅由燃气费及自来水费部分组成，其燃气费还不包括（热水管网的热损失，根据以上计算，每），其燃气费及元费用（热水机组出水温度天然自来水水温平均，。热水机组效率则理论气热值，（热水的耗气费用计算每）（）（）。另外，根据以上分析，元元热水的理论耗则每考虑的供回水干管热损耗，）。（元气费为（）每热水循环所耗电费用。（）元元（）每。热水所需自来水费。元（）每热水理论计算成本。通过以上分析计（热水理论计算成本为算，每）。元（成本分析自来水费部分所占比例分别为和。集中与分散热水理论供应成本比较见图。图集中及分散系统成本比较最关键的一点是热水系统设计用量与实际用量约相差较大，实际仅为设计用量的左右（），。其用水总量越低，人热水管网循环所损耗的热量分摊至单位热水用水量的热损耗值越大），（实际热水循环的损耗值为元集中热水供应成本构成经以上计算，集中热水供应的理论成本由燃气，费、电费、自来水费部分组成（见图）其所占比这还未包括设备例分别为、，的管理和维修费用（物管统计设备维修为年一次，费用约为万元次，此费用由物业维修基金支即实际热水使用成本远远大于理论计算值。另外值得注意的是，如果集中生活热水供应范围内的居民使用率很小，这样大量的热损失和水泵电耗就需要平均到仅有的少数居民用热水量上，此种集中方式的费用甚至会远远超过常用的单户方式，从而陷入系统用户逐渐减少，更多的用户自设热水器，设备效益持续下降的恶性循环状态。，经物管公司实际测算（见表表）每电、气成本图集中系统水、（热水直接成本为还不包括管理）元左右，月月月月月月月月月合计表年月栋热水费统计类别冷水总量月月月冷水费元煤气用量煤气费用元耗电量电费元热水费用合计元热水平均单价元，月。表表同。（煤气单价电价共平均每户热水用量注冷水单价电价为不同时段的平均用电价格），元（户，元元）给水排水表年月栋热水费统计类别冷水总量月月月月月月月月月月月月合计冷水费煤气用量煤气费用元耗电量电费元热水费用合计元热水平均单价元表年月栋热水费统计类别冷水总量月月月月月月月月月月月月合计冷水费煤气用量煤气费用耗电量电费元热水费用合计元热水平均单价元表年月栋热水费统计类别冷水总量月月月月月月月月月月月月合计冷水费元煤气用量煤气费用元耗电量电费元热水费用合计元热水平均单价元表年月栋热水费统计类别冷水总量月月月月月月合计冷水费元煤气用量煤气费用元耗电量电费元热水费用合计元热水平均单价元注年月后以停止使用。栋住宅集中热水供应系统费、设备维修及折旧费等。对于目前的住户消费观念，针对这样的热水用水价格，势必要与家用热水器的使用成本作比较。因家用热水器不存在供回水干管的热损耗和循环水泵的用电消耗，并且容积式或快速式家用热水器基本上可满足住宅多点用水和冲给水排水热水浪浴缸的用水要求，容积式家用热水器每（的成本价格为基本上为集中）元左右，热水供应系统的一半。该工程集中热水供应系统已使用其设备年，维修及折旧费等均由建筑维修基金支出。该住宅小区年度物管公司热水用量、）用电、用气统计（见表表年月热水费统计个需要认真研究的问题。结论从以上分析不难看出，相对分散热水系统，集中热水供应系统虽然在使用上方便、稳定、舒适的优越性是任何一种家用热水器所无法比拟的，并具有不需用户维护、操作等优点，但其成本高昂的缺点与其优点同样突出。该住宅小区已有一栋用户因价格问题不使用集中供热系统，改用自设热水器，另外对需要设置燃气地热采暖的用户，也转而自设家用热水器。这样使系统用户减少，设备利用率持续下降，造成成本进一步升高的状况。为避免以上状况，笔者认为应采取以下措施（）在没有城市废热利用和太阳能资源可利用的地区，尽量不采用集中热水供应系统，以利于节能环保。（）如开发商坚持要用集中热水供应系统，应由开发商和用户权衡利弊，决定取舍。一定要在销售其住宅时，向用户说明其用水成本，免得为以后买卖双方发生纠纷埋下隐患，可保证投入运行后，提供稳定的优质服务。（）在设计集中热水供应系统时，设计人员应根据我国居民实际的热水用量低于现行建筑给水（中的排水设计规范，年版）热水定额的现状，在实际集中生活热水系统设计时应根据具体情况尽量取热水定额的较低值，以避免设计日耗热量远大于实际日耗热量，造成设备投资浪费及运营偏离设计工况。参考文献（年版）建筑给水排水设计规范建筑给水排水设计手册（上册）第版中国建筑设计研究院北京中国建筑工业出版社，生活热水多种热源方式的选择分析给水排水，李永红（）注该小区常年入住率为实际平均每户热水用量左右，月。集中热水供应系统计量等问题集中热水系统的使用还有计量上的技术问题难以解决。目前一般的集中热水系统采用热水表计量，买卖住房时，运营向用户承诺供应不低于这为以后买卖双方发生纠纷埋下隐患。众的热水，所周知，一般的热水系统温度只要高于就应可以使用了，只是冷水掺兑多少的问题。而水量的价格相对于热量而言，是一个小数，谁能保证运行商不会为使利益最大化而偷工减料，因此单纯计量水量不尽合理，应该采用热流量仪。要在每户支管上设热流量仪，安装上有困难，因价格极其昂贵，投资上也会难以承受。另外，住宅热水进户后用水点多，支管较长，这部分热水不可能形成循环并不易保温，往往用户使，用热水要放长时间的“冷水”使用户付热水的价格，而用“冷水”心理上难以承受。）要求水表、（住宅设计规范热量表应