住宅热水系统的选择和设计

摘要：介绍和归纳了住宅热水系统中各类热水供应方式、热水热源、热水管材及其各自的优缺点。提出了家庭热源中心的概念。

关键词：热水供应方式 热水热源 热水管材 家庭热源中心

目前住宅房地产开放商为迎合消费者不断提高的要求和日益激烈的市场竞争，除在小区环境、绿化布置、住宅户型等方面刻意的精雕细琢外，还在建筑配套方面提高住宅的舒适度的配套设施。热水系统是续安保监控、卫星电视、纯净水入户等设施后的又一“卖点”。本文就其住宅热水系统各部分的选择作其论述。

住宅热水的供应方式

住宅热水供水方式分为以整个小区为单位的小区集中式热水供应、以小区每幢楼为单位的小区分散式热水供应和以每户为单位的分户热水供应。目前国内住宅有集中热水供应的还不多，主要限于高级住宅和供外宾用的公寓式住宅。绝大多数住宅均为分户式热水系统。

小区集中式热水系统：

整个小区设立以热源和大型开式或闭式蓄热水箱为主的中央热水供应站，通过小区室外热水管道，将热水送到每栋楼，再由室内输配管路送到每家每户，一般采用干管和立管循环方式补偿热损失。

小区分散式热水系统：

在每一栋楼屋顶、地下室（车库）或室外空地安装一套热水机组为热源的中央热水供应系统。此系统配用开式或闭式储热水箱，由管路送至各处。闭式储热水箱的系统可以直接用自来水压力供热水，开式水箱系统需要增加循环泵，一般采用立管循环方式补偿热损失。

分户式热水系统：

在每一户的室内或室外空地安装一套热水机组为热源的热水供应系统。此系统一般配用闭式储热水箱或采用即热式热水器，由管路送至各处，支管可采用电伴热。一般直接用自来水压力供热水。

以下为各系统的优缺点比较：

热水系统 小区集中式 小区分散式 分户储热式 分户即热式 优点 供水稳定、可利用城市廉价热源。 室外管线较简单、供水较稳定、热损失较小 供水稳定、管线简单、热损失小、可利用谷时电价或太阳能 管线简单、热损失小、占用厨房或卫生间空间小 缺点 室外管线复杂、热损失大 占用建筑面积较大 占用厨房或卫生间空间 供水不稳定、能耗功率大 使用管理 管理较复杂、使用方便 管理复杂、使用方便 管理简单使用不方便 管理简单使用方便 投资成本 大 大 小 小 运行成本 中 大 小 小

住宅热水热源介绍和比较

一般小区集中式热水系统都以煤、燃油、天然气或城市管道煤气为燃料，小区分散式热水系统都以燃油、天然气或城市管道煤气、热泵为燃料，分户式热水系统都以天然气或城市管道煤气、热泵、电热为燃料。单元住宅中太阳能、电热以储热式为主，燃油、天然气或城市管道煤气以即热式为主。

热泵热水系统 太阳能电热水系统 燃气热水系统 电加热热水系统 所用能源 环境热、电 太阳光、电 燃气 电 安全性 安全 较安全 有中毒、失火、爆炸等危险 有触电、短路等危险 舒适方便实用 管线供水热水量大，多处同时使用，连续供水即开即有即用恒温热水 热水量小，受气候影响大，分户系统为开式，热水温度底，需要电热补充。 热水量小，只能区域性用水，可连续供水，简单操作即用热水 热水量受电功率限制，间断性供水，需预先加热，才有热水 美观性 室内无设备 室内无设备 室内有设备 室内有设备 环保性 无污染 无污染 有污染 无污染 投资 投资费用为1 投资费用为1 投资费用为0.5 投资费用为0.5 使用寿命 10~20年 10~25年 4~6年 5~6年

住宅热水常用热源经济性比较：

上海地区的生活用电价格为平时0.61元/kwh，谷时0.3元/kwh。城市管道煤气的价格为600m³/年以内1.02元/m³，600m³/年以外0.90元/m³。城市管道天然气的价格为2.1元/m³，0#柴油的价格为2.82元/m³。

近年来。为保护环境，消除燃煤锅炉工作时产生的废气废渣、烟尘热泵作为高效集热并转移热量的装置，可以把消耗的电力变为3倍甚至3倍以上的热能，实现低温热能向高温热能的搬运，是当今世界最经济、最节能、最安全的新一代热水制造设备。在南非的市场占有率为40%，在澳大利亚占25%，在瑞典占75%。美国陆海空军和世界各地的海军基地、军队住宅中大部分都使用这种热水机组。热泵热水机组系列产品具有节能环保、安全可靠等优点，其技术为国际先进水平，是二十一世纪商用和家用生活热水供应的首选产品。

热泵热水机组由压缩机、热交换器和控制器等部件组成。工作时通过输入电能，将环境中热能经工质吸热，通过压缩机压缩升温，再与水换热，使水温升高。换热后的工质流经膨胀阀后降温，再次吸热，压缩升温，通过换热器，再次将水温升高，如此重复，不断的加热，从而获得55℃的热水。制得的热水存放于保温储热水箱中，供用户随时使用。

热泵的开发应用在美国已有二十几年的历史，在超过5万个系统上应用。在香港的应用也有十多年的历史，在深圳近几年也得到应用。根据获取能量来源的不同，热泵可分为水-水系列、气-水系列等类型。

热泵机组在选用时应注意机组的极端工况和热水负荷的关系，特别是在夏冬温差较大的亚热带地区尤其重要。

热水管材

热水管材在技术已经很成熟了，品种和规格也比较丰富。从传统的铜管、不锈钢管到现代流行的各种塑料热水管都能胜任，目前常用的塑料热水管主要有交联状聚乙烯(PE-X),聚丁烯(PB), 交联状聚乙烯夹铝复合管(PEX-AL-PEX)，ABS，给水三型聚丙烯等品种，根据目前实际应用的情况，比较成熟和理想的是保温铜管、交联聚乙烯管，给水三型聚丙烯管。

附表1是常用热水管的性能及各自的优缺点：

塑料给水管由于太阳光的照射会加速塑料的老化。所以塑料管是不宜在室外明装的，若万不得以要在室外明装。亦应用黑色胶带缠绕，加以保护（如管外有保温层，也就等于有了保护层，情况自然可以得到改善）。

室内管道暗装主要是美观的需要（与管道材质无关），塑料管暗装还可避免意外碰撞造成损坏和免受光照射。当采用直埋方式暗装管道时，仍应按规定将管道固定好，管侧填塞的水泥砂浆应与管壁有一空隙，这一点对热水管尤为重要，使管道膨胀时有一个横向移动的空间。直埋管的管外径不应大于25mm，并不得埋在混凝土结构层内。PE-X、PB、PEX-AL-PEX管在直埋敷设时，应使用整条管，直埋部分不得有接口，接口必须明露，有条件可预埋套管，此类管材最好配合使用分水器以放射状相连接。

住宅热水管道的布置形式

住宅热水管道的布置形式主要有枝状、星状、环装。其优缺点和使用场合如下：

枝状 放射状 环装 优点 管路最短，节约管材 只需放掉使用的支管中的水，两个用水点同时使用相互影响较小 随时有热水供应，两个用水点同时使用相互影响小 缺点 末段用水需放掉管中所有的水，两个用水点同时使用相互影响大。 需要分水器等配水件相连接 管路最长，浪费管材，能耗高 使用场合 普通住宅 高级住宅、别墅 高级住宅宾馆

从专业的角度出发，一个好的热水系统，应该是使用者在用水点可随时使用温度适宜、压力稳定的热水，这是评价系统好坏的两个重要标准。系统供水压力的平衡是压力稳定的关键基础，是热水供应系统首先要考虑的问题。

家庭热源中心的概念

目前家用热水主要用储热式热水器和即热式煤气热水器为主，部分别墅采用储热式煤气热水器，大都为一次水直接制备。从卫生和耐久性方面存在一定的隐患。而国外家用热水系统已经结合采暖系统采用热媒二次热交换制备热水，而且利用精确的控制技术控制热水制备温度为四十度左右的舒适热水。一方面可减轻水质对设备的影响，另一方面可保证热水的卫生要求。所以我国开发和研制新一代的家庭热源中心，已迫在眉睫。新一代家庭热源中心的重点应该是采用国际先进技术，结合各种环保高效的热水制备方法，节约能源，保护环境。满足日趋提高的卫生要求。

主要参考文献

1.热泵用于生活热水的制备 赵锂 《全国建筑给排水委员会给水、热水分会第二次年会暨学术会议论文集》

2.塑料给水管道在热水供应系统中的应用 赵锂 《全国建筑给排水委员会给水、热水分会第二次年会暨学术会议论文集》

3.漫谈塑料管道的应用 何冠钦 《塑料建筑给水管推广应用研讨会资料汇编》

4.对住宅热水供应系统设计中几个问题的探讨 李维 《给水排水》Vol.27 No.3 2001

5.PP-R给水管在工程中的应用 程建华 连小鹰 《给水排水》Vol.27 No.4 2001

6.新型建筑给水塑料管应用技术综述 张淼 《中国工程建设标准化协会建筑给排水委员会中国土木工程学会给排水学会建筑给水排水委员会第四届成立会暨学术交流会建筑给水排水论文集》