随着经济的快速发展, 酒店建设标准越来越高, 这促进了星级酒店得到大力发展;同时酒店建筑内部的使用功能日趋复杂化而且一般星级酒店层数较多以及建筑高度较高, 星级酒店的这些特点对设计人员来说进行这类星级酒店设计难度是相当大的, 而且考虑的因素相对比较多。设计星级酒店的热水系统, 不仅要考虑设计的新颖性与稳定性, 同时还必须要顾及到设计经济合理性。探讨以及总结星级酒店的热水系统设计实例对于指导设计人员进行设计具有相当重要意义。
1 项目简介
本热水系统设计工程为位于深圳市的某星级酒店, 该酒店东面是高尔夫球场, 北面是深南大道, 南面是城市道路, 地理位置十分优越, 是集酒店、商务、餐饮和休闲为一体的综合性公共建筑, 总建筑面积约52245.05m2, 建筑高度约为98.6m。地下共三层, 其中地下3层为平战结合人防地下室, 平时停车, 战时为人员掩蔽所;地下2层主要为设备用房;地下1层主要为车库, 部分为酒店附属用房及设备用房。裙房四层, 1层主要为酒店大堂、行政办公室、商务中心和酒吧;2层为餐厅;3层为宴会厅;4层为健身和水疗中心。塔楼5~27层为酒店客房, 其中5层局部为游泳池和屋顶花园, 27层局部为行政酒廊。
2 热水系统选择
2.1 热水系统
对于星级酒店来说, 对建筑体量有一定的要求, 大部分星级酒店都会设置在高层建筑内部, 而且酒店的设计标准越来越高, 因此对生活热水供应的水量、水质、水压的稳定性提出了越来越高的要求。为了满足星级酒店的高标准要求, 选择一个适合的热水供应系统很重要。热水供应系统主要由热媒系统、热水供水系统两部分组成。一是根据热媒系统来分类, 可分为燃油燃汽热水锅炉系统, 电加热热水系统, 太阳能热水系统, 热泵热水系统。前两种是传统的供热系统, 耗能比较大, 但是供热稳定性比较高, 大部分星级酒店均会采用热水锅炉来供热, 后两种是新兴的供热系统, 优点是比较节能, 缺点是供热稳定性不高, 在酒店局部热水供应中采用的比较多。本工程采用传统的天然气热水锅炉系统, 并且采用空调系统冷水机组热回收系统进行预热, 即保证了酒店的热水供应的稳压性, 又解决的空调系统废热的排放问题, 而且达到了非常好的节能效果。二是根据热水供水系统分类, 可分为重力供水系统及变频供水系统。
目前, 一般五星级酒店会要求采用水箱重力供水系统, 重力供水系统的供水特点是采用水泵把水提升到最高水箱中, 以重力给水管网配水。水箱重力供水系统不仅可以提供稳定的供水压力, 而且通过水箱储水可使供水安全, 但其存在一个缺点就是水箱比较重, 所以会增加建筑荷载, 而且会产生噪声振动, 因此要合理处理这些问题。
根据建筑给水要求、高度以及分区压力等情况, 对本酒店进行合理分区, 然后布置供水系统。为此本星级酒店根据划分了四个区, 分别是第一区为地下2层至地上3层为R1区, 由屋顶热水水箱减压后供给;第二区为地上4层至地上1 2层为R 2区, 由屋顶热水水箱减压后供给;第三区为地上13层至地上21层为R 3区, 由屋顶热水水箱减压后供给;第四区为地上22层至地上27层为R 4区, 由屋顶热水变频设备加压供给。
2.2 热水供应系统形式
对于酒店来说, 常用热水供应系统形式有以下十种之多, 即开式或闭式上行下给强制全循环热水系统、开式或闭式下行上给强制全循环热水系统、开式或闭式上行下给半循环热水系统、开式或闭式下行上给半循环热水系统、开式或闭式上行下给不循环热水系统、开式或闭式下行上给不循环热水系统、开式上行下给倒循环热水系统、开式下行上给倒循环热水系统、开式或闭式加热器集中设置的分区强制全循环热水循环、开式或闭式加热器分散设置的分区强制全循环热水循环。而本酒店采用的是开式系统的, 下行下给的全循环热水系统。
注:卫生间仅洗脸盆需供应热水, 计算时不考虑。
3 热水量、耗热量以及循环泵计算
3.1 热水量
本酒店洗衣房、员工餐厅、酒吧、中餐及宴会厅、健身及水疗中心、酒店客房等处所需热水集中由屋顶的热交换站供应。热交换站热水采用热水锅炉制备, 热源为城市天然气。热水炉热水出水温度为60℃, 回水温度为50℃。设计用水量采用公式1进行计算。经计算, 本酒店热水最大日用水量约410m3/d, 最大时用水量约65m3/h, 而第一分区的最大时用水量见表1所示。为保证使用点冷、热水压力平衡, 热水系统分区与生活给水系统分区完全一致, 屋顶自来水水箱和热水箱标高相同。
式中:Qr为设计小时热水量, L/h;Qh为设计小时耗热量, W;tr为设计热水温度, ℃;tL为设计冷水温度, ℃;ρr为热水密度, kg/L。
3.2 耗热量
酒店全日供应热水的集中热水供应系统的设计小时耗热量采用公式 (2) 计算:
式中, Qh为设计小时耗热量, W;m为用水计算单位数, 人数或床位数;qr为热水用水定额;C为水的比热;tr为热水温度, tr=60℃;tL为冷水计算温度;ρr为热水密度, kg/l;Kh为热水小时变化系数。
酒店定时供应热水的集中热水供应系统的设计小时耗热量采用公式 (3) 计算, 而本酒店第一分区的设计小时耗热量见表1所示。
式中, qh为卫生器具热水的小时用水定额;N0为同类卫生器具数;b为卫生器具使用的百分数。
3.3 热水供水管网水力计算
热水供水管网的设计秒流量可按生活给水 (冷水系统) 设计秒流量公式计算。热水管网的局部水头损失一般可按沿程水头损失的25%~30%进行估算, 也可按照局部水头损失的计算公式逐一计算后累加。而计算管道水头损失时, 热水管网中单位长度水头损失和局部水头损失的计算, 与冷水管道的计算方法和计算公式相同, 但热水管道的计算内径应考虑结垢和腐蚀引起过水断面缩小的因素。其热水管道的流速, 对于管径DN15~20之间, 则V≤0.8m/s;对于管径DN25~40之间, 则V≤1.0m/s;对于管径DN≥50, 则V≤1.2m/s。
进行热水管网设计时, 本工程采取了以下几点技术措施:集中热水供应系统的建筑宜采用机械循环的方式;冷水、热水供水系统的分区应一致;冷、热水系统宜采用上行下给或下行下给的方式;供给热水系统水加热设备冷水的管道上不应分支供给其他用水;机械循环的热水系统宜设计成同程循环;采用减压阀进行热水系统分区。对于回水管网不配水时, 则仅通过用以补偿配水管热损失的循环流量。而回水管网各管段管径, 应按管中循环流量经计算确定, 但要确保热水管网的管径不宜小于20mm。
3.4 循环泵
笔者认为循环泵的选择设计相当重要, 值得引起设计人员的重视。而在目前的循环泵的计算方法中, 主要存在着的矛盾是循环泵流量是否应该加入附加循环流量。设计人员进行酒店循环泵选泵时主要是采用《实用供热·空调》设计手册中的相关参数, 经计算发现循环泵的设计流量会少于实际正常供热状态下的流量。经笔者分析认为, 循环泵流量应为循环流量与附加循环流量之和, 而循环泵扬程应为循环流量与附加循环流量在系统不配水时的管路水头损失。经计算分析, 本星级酒店除了R4区外, R1、R2、R3区底部设有热水循环回水泵。本酒店各分区热水循环泵参数如表2所示。
4 结语
本文结合某星级酒店热水系统设计实例, 探析了进行星级酒店设计热水系统时, 热水量及耗热量计算、热水循环泵计算等。工程实践表明, 一般五星级酒店应采用水箱重力供水系统, 以保证稳定的供水压力, 应设置膨胀罐等设备;同时本星级酒店热水系统设计所采取的参数以及计算方法比较准确, 可为酒店的热水系统设计提供正确的基础。最后, 结合笔者设计实践经验, 总结了星级酒店的热水系统特点, 可为同类工程提供参考。
摘要：随着星级酒店建筑在国内的大幅度建设, 对星级酒店的热水系统进行研究, 以探讨酒店热水系统设计经验。鉴于此, 本文结合某星级酒店热水系统设计实例, 探析星级酒店设计热水系统时, 所进行的热水量及耗热量计算、热水循环泵计算、水加热器以及膨胀罐计算等, 同时结合笔者设计实践经验, 总结了星级酒店的热水系统特点。
关键词：星级酒店,热水系统设计,热水量及耗热量计算,热水循环泵
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