馮萃敏，付婉霞
(北京建筑工程學院城市建設與工程系，北京100044)

　　摘　要：比較了集中熱水供應系統采用不同循環方式所產生的無效冷水量，對不同循環方式的工程成本及節水效果進行了綜合評價，提出了對新建集中熱水供應系統應優先選用支管循環方式或立管循環方式，避免采用無循環方式或干管循環方式的觀點。
　　關鍵詞：建筑；集中熱水供應系統；循環方式；節水
　　中圖分類號：TU995.1
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2001)09-0046-03

　　據調查，大多數集中熱水供應系統存在嚴重的浪費現象，主要體現在開啟熱水配水裝置后，不能及時獲得滿足使用溫度的熱水，而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。這部分冷水，未產生應有的使用效益，因此稱之為無效冷水。這種水量浪費現象是設計、施工、管理等多方面原因造成的。如在設計中未考慮熱水循環系統多環路阻力的平衡，循環流量在靠近加熱設備的環路中出現短流，使遠離加熱設備的環路中水溫下降；熱水管網布置或計算不合理，致使混合配水裝置冷熱水的進水壓力相差懸殊，若冷水的壓力比熱水大，使用配水裝置時往往要出流很多冷水，之后才能將溫度調至正常。在施工方面，如管道保溫質量差，導致管道熱損失增加、配水溫度低于設計值；橫管敷設不合要求，導致管網滯氣，循環流量不能保持正常循環，系統熱損失得不到及時補償，從而使水溫逐漸下降。在管理方面，如管道保溫層脫落、系統溫控或排氣裝置失靈而沒有及時維護、檢修等，將直接影響熱水系統設計水溫的保持。
　　集中熱水供應系統的無效冷水量可通過嚴格執行有關設計、施工規范和建立、健全管理制度，從而在一定程度上得到控制。然而，要從根本上減小或消除無效冷水量，必須從系統內部挖掘原因和尋找改善措施。
1理論無效冷水量及節水量計算現行《建筑給水排水設計規范》(GBJ 15—88)和《建筑給水排水設計規范》(GBJ 15—2000，征求意見稿)中提出了建筑集中熱水供應系統的三種循環方式：干管循環(僅干管設對應的回水管)、立管循環(立管、干管均設對應的回水管)和干管、立管、支管循環(干管、立管、支管均設對應的回水管)。
　　同一座建筑的熱水供應系統，選用不同的循環方式，其無效冷水的出流量是不同的。以位于北京市西三環中路的萬泉公寓B棟為例，該建筑共13層(包括地下設備層)，熱水供應系統分為兩個區，1～6層為低區，7～12層為高區，每區有兩根立管，每根立管負擔各層2戶的熱水供應。低區1號立管系統布置(第6層)如圖1所示。

　　根據現有熱水配水管線的布置，假設系統無設計、施工、管理缺陷，分別計算采用不同循環方式及無循環方式的一次理論無效冷水量(以無對應回水管的熱水配水管貯水量計)。理論無效冷水管道長度(以無對應回水管的熱水配水管道長度計)見表1。

表1　理論無效冷水管道長度統計 管道公稱直徑(mm) 支管循環(m) 立管循環(m) 干管循環(m) 無循環(m) 15 0 470.3 470.3 470.3 20 0 108.8 108.8 108.8 25 0 410.5 419.5 419.5 32 0 0.8 27.8 27.8 40 0 0 24.0 24.8 50 0 0 40.6 112.3 70 0 0 0 7.0

　　按表1的管長并以每天一次計，采用支管循環、立管循環、干管循環和無循環時，該建筑的理論無效冷水量依次為0、116.59、166.24和227.46m³/a，見表2。

表2　理論無效冷水量與節水量計算 項目 支管循環 立管循環 干管循環 無循環 理論無效冷水量(m³/次) 0 0.32 0.46 0.62 理論無效冷水量(m³/a) 0 116.59 166.24 227.46 理論節水量(m³/a) 227.46 110.86 61.22 0

　　由表2可見，采用支管循環方式理論上不產生無效冷水，而無循環方式的理論無效冷水量最大，約為采用立管循環方式的1.9倍。采用干管循環方式的理論無效冷水量次之，約為采用立管循環方式的1.4倍，即采用立管循環、干管循環、無循環方式的理論無效冷水量之比為1∶1.4∶1.9。
　　通過各循環方式的理論無效冷水量與無循環方式的比較可知，采用支管循環、立管循環、干管循環的節水量(無循環方式與各循環方式的年無效冷水量之差)分別為：227.46、110.86和61.22 m3/a(見表2)，即三種循環方式的年節水量之比為3.7∶1.8∶1。

2　回水系統工程成本的計算

　　仍以萬泉公寓B棟為例，根據1996年北京市《建設工程概算定額》及《建設工程間接費及其他費用定額》，計算采用各種循環方式時回水系統的工程成本概算。該公寓熱水系統現采用立管循環方式，參照現有回水管路系統的布置情況，設計各種循環方式的回水管道系統，即回水管道起點管徑與相應配水管道管徑相同，在循環流量增加后，回水管道管徑也相應增大，同時比相應配水管道管徑小1檔或2檔；回水管的管長與相應配水管道相同，管材均為鍍鋅鋼管，回水管均設20 mm以內防結露保溫層并刷厚漆一遍。這樣采用各種循環方式時，回水系統所需的管道長度如表3所示，回水系統設置相應的水表、閥門、循環泵等設施的規格和數量見表4。各循環系統均需設置加熱設備及熱媒系統，因而在成本計算中不予考慮。

表3　　回水系統管道長度統計 管道公稱直徑(mm) 支管循環(m) 立管循環(m) 干管循環(m) 15 470.3 0 0 20 519.3 0 0 25 36.8 100.6 0 32 24.0 0 0 40 112.3 71.7 71.5 50 7.0 7.0 7.0

表4 回水系統附件及設備統計表 循環方式 支管循環 立管循環 干管循環 設備類型 水表 絲扣閥門 管道泵 絲扣閥門 管道泵 絲扣閥門 管道泵 公稱直徑(mm) 20 20 32 40 出口≤32 25 出口≤25 25 出口≤25 數量 48具 48個 12個 4個 4臺 16個 4臺 16個 4臺

　　采用各種循環方式時，回水系統的概算工程成本計算結果列于表5。

表5 回水系統工程成本

元

循環方式 支管循環 立管循環 干管循環 工程成本 61415.18 12426.72 6981.65

　　由表5的概算結果可知，采用立管循環方式時，回水系統的工程成本約為干管循環方式的1.8倍，而采用支管循環方式時成本最高，約為立管循環的4.9倍、干管循環的8.8倍，即采用支管循環、立管循環、干管循環的工程成本之比為8.8∶1.8∶1。

3　綜合評價

　　根據各種循環方式的年節水量計算結果，且熱水收費單價以9.00 元/m³計，則采用支管循環、立管循環、干管循環可節約熱水費(年節水量與水費單價的乘積)分別為2 047.11、997.76和550.97 元/a。
　　照此計算，假設熱水單價穩定不變，采用不同循環方式的回水系統工程成本的回收期限(工程成本除以年節約熱水費)分別為：30、12.45、12.67年。
　　對各種循環方式節水效果和回水系統工程成本的綜合分析見表6。

表6　理論節水效果與工程成本的綜合分析 項目 支管循環 立管循環 干管循環 年節水量(m³/a) 227.46 110.86 61.22 工程成本(元) 61415.18 12426.72 6 981.65 節約熱水費(元/a) 2047.11 997.76 550.97 工程成本回收期限(a) 30 12.45 12.67

　　由表6可知，采用支管循環方式的節水量可觀，為立管循環的2.1倍、干管循環的3.7倍，而工程成本也最高，分別為采用立管循環、干管循環的4.9倍、8.8倍。
　　采用立管循環方式的節水量是采用干管循環方式的1.8倍，而工程成本也為采用干管循環方式的1.8倍?？梢姡c干管循環方式相比，立管循環方式節水效果較好，與支管循環方式相比，立管循環方式的經濟優勢顯著。
　　干管循環方式的節水效果較差，雖然其回水系統的工程成本較低，但工程成本的回收期限與立管循環方式基本相同，所以干管循環并無顯著經濟優勢。

4　結論

　　同一建筑采用各種循環方式的節水效果，其優劣依次為支管循環、立管循環、干管循環，而按此順序各回水系統的工程成本卻是由高到低。因此，新建建筑的集中熱水供應系統在選擇循環方式時需綜合考慮節水效果與工程成本。
　　①無循環熱水系統的理論無效冷水量最大，水量浪費極其嚴重，在集中熱水供應系統中應避免采用。
　　②干管循環方式的水量浪費嚴重，而且建筑的層數越多，無效冷水管段長度會因立管的增長、支管的增加而增加，因而理論無效冷水量也將隨之增大，遠大于支管循環和立管循環，且與其他循環方式相比，其經濟優勢并不明顯。因而，新建建筑集中熱水供應系統應避免選用干管循環方式。
　　③支管循環方式理論上不產生無效冷水，針對我國水資源緊缺、需盡可能降低無效冷水量的狀況，從長期發展的角度講，熱水系統采用支管循環方式是最佳選擇。
　?、芰⒐苎h方式與干管循環和無循環相比節水效果顯著，工程成本明顯低于支管循環方式。根據我國目前的經濟狀況，立管循環方式在一定的時期內可以作為集中熱水供應系統循環方式的另一選擇方案。
　　綜上所述，新建建筑的集中熱水供應系統應根據建筑性質、建筑標準、地區經濟條件等具體情況選用支管循環方式或立管循環方式，避免采用無循環和干管循環方式。

參考文獻：

　　［1］GBJ 15—88，建筑給水排水設計規范［S］.
　?。?］北京市城鄉建設委員會.北京市建設工程概算定額建筑工程(第4冊，給排水、采暖、煤氣)［M］.北京：北京市城鄉建設委員會，1996.
　　［3］北京市城鄉建設委員會.北京市建設工程間接費及其他費用定額［M］，北京：北京市城鄉建設委員會，1996.

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　　收稿日期：2001-06-29