摘要：随着中国经济对外开发程度的不断提高，诸多行业发展受外来经济的影响在无形中受到不同程度的影响和改变；特别是当前公共建筑配套设施中，如在医疗建筑、养老公寓、幼儿园、大型游乐综合体、高端商务公寓、高端写字楼等建筑中，以及传统领域的酒店、宾馆等项目上，对24小时生活热水的需求越来越多，配套设施与技术标准逐步与国际标准接轨；而我国现行的相关标准、设计方案中，与国际相关专业对生活热水的供水安全标准、舒适标准、节能标准有一定的距离；本文重点分析当前国内生活热水系统实际运行中需要解决的问题，并结合沈阳华晨宝马工厂生活热水设计方案，分析并提出适合我国建筑发展的生活热水系统设计方案。
关键词：生活热水；热力平衡；热力消毒；即热式
1.当前生活热水系统实际运行中出现的问题分析
1.1热水系统的水质卫生标准低
目前使用的热水系统中，常用的标准配置方式是“容积式换热器+热水水箱+管路系统”模式；由于节能建筑的验收需求，太阳能热水系统一般会直接给水箱提供热水；在太阳能热水水量不足的情况下，由容积式换热器提供制备热水。
从目前的技术手段分析，可以有2种方式消除生活热水系统中军团菌的产生和繁殖；①对热水系统进行定期的高温消毒，使其在高温下消灭；0-20℃军团菌可以生存但是处于休眠状态不会使人类感染20-50℃是军团菌的生长范围其实35-46℃度军团菌是理想的生长繁殖温度，恰好是生活热水最常用的温度。50-55℃军团菌生存但是不再繁殖随着温度的升高，军团菌生存能力逐渐降低，60-65℃时军团菌可以存活32分钟，70-80℃军团菌瞬间死亡。因此，为彻底消灭热水系统中的军团菌，必须对热水系统进行定期高温消毒。
②避免产生军团菌的另一种方式是选用即热式热水系统，即加热末端靠近用水终端，清洁水源进入加热设备后直接到终端用水点使用，尽可能避免的热水存储这一环节，从而保证用水终端的水质卫生标准。这类系统的最大优点是终端循环管路长度远低于大型热水系统，终端用水侧管路存水量非常少，在低于15sec的放水后，加热后的热水基本上是系统开启后补充进来的冷水量；也就是说只要进入即热设备冷水水质有保证，热水的卫生标准就一定有保证；这类即热式的热水系统近几年在欧洲较为普遍，特别是欧洲家庭、养老服务中心、中小型的商务酒店等项目，以燃气锅炉、太阳能为热源，通过终端即热设备制取生活热水；在该系统设计中，太阳能和燃气锅炉仅仅是作为系统热源，为供暖系统和终端热水即热设备提供热负荷；而且，通过自动控制系统，生活热水的热源优先于供暖系统使用热负荷，从而保证热水系统的负荷的最大化需求。
1.2热水系统循环管路的同程式布置未能有效提高热负荷输配的均匀性
我们生活热水系统比较常见的多立管设计形式，此类系统将回水立管同程化处理，以利求循环热水水力工况的稳定；但水力工况参数运行稳定，且各终端用水温度和压力保持稳定的前提是终端用水点的同时使用系数恒定，即各立管系统的同时用水量基本保持一致；事实上，这种情况在酒店、办公、商业等项目中很难保证上述用水要求。因此，我们设计的多立管生活热水系统在实际运行中，各立管的回水温度、供水温度差异性较大，且各热水立管的供水压头也有较大差别；一定程度上降低了热水系统的舒适性，同时增加了系统的运行能耗。
2.沈阳宝马工厂德国专家公寓的生活热水设计方案技术分析
2.1项目介绍：沈阳华晨宝马新发动机工厂是位于沈阳市经济技术开发区宝马达到2号，工厂方案全部由德国宝马公司完成，并由东风设计研究院有限公司完成施工图设计；热水中心机房使用Regumaq XZ30智能即热型热水机组16台，满足发动机厂区工人淋浴间152只热水花洒及整个厂区餐厅、办公区的生活热水供应；其中中央热水机房设计换热量为150kw，二次侧冷水温度10℃，热水温度60℃，淋浴器使用水温为40℃；24个淋浴器同时使用时设计流量为144L/min，热水循环流量为44L/min，设计热负荷为1077624KJ/h；35个淋浴器同时使用时设计流量为210L/min，热水循环流量63L/min，设计热负荷1571608KJ/h。
2.2技术特点：
2.2.1较高的卫生标准：该方案设计全部按照DIN DVGW 技术标准设计，热水侧换热部分全部采用即热式换热技术，10℃恒温水通过Regumaq XB30制热设备产生60℃恒温水；规避了传统热水系统采用储热式水箱作为热水存储热源，通过闭式管路系统进行热水循环的模式，从而消除了水箱内积垢对循环热水的二次污染的隐患；同时，水温保持在60℃恒温模式，避免了水系统内部军团菌的产生。
2.2.2节省安装空间 降低安装成本：全部的制热设备沿建筑隔墙布置，避免了传统大型换热机组的机房安装空间；由于采取分区分组布置设备，减少了大型管道的施工量和安装空间，提高了施工安装效率，降低了安装成本，提高了机房的空间利用效率。
3.推荐的几种热水系统设计方案
3.1公共建筑集中式热水系统
对于集中式热水系统，如建筑空间条件允许，建议集中热水系统设计多立管的生活热水系统，消除过多末端集中在一个循环管从而出现“热力失调”现象；同时，为消除循环管路沿程温度衰减对系统舒适性的影响，在系统的循环管分支处设计热平衡型温控阀，有效控制回水温度，自动调节循环管路的循环水量，也为系统整体热力消毒创造条件。由于此类系统设计时考虑了24小时热水循环，为保证系统管路输配系统的卫生标准，建议在热水循环48h或72h后，对系统进行不低于2小时的热力消毒，热力消毒方案参考DVGW标准实施。此外，对每个单独用水终端设计防烫伤型三通混水阀，确保热水使用过程中的安全性和舒适性。
3.2医院、酒店、场馆类公共建筑热水系统
对于酒店、医院、场馆类建筑，由于使用热水的功能区只是建筑空间中的一部分；对于这类建筑的生活热水系统设计，最大困难在于热水环路的管道布置以及对公共管廊空间的使用；大型公共建筑内部管道布局复杂，使用多立管的使用方案难度较大，如果不能将热水管道合理布局，不仅影响施工安装，一定程度上会影响热水系统运行的稳定性、安全性以及后期的维修。本文推荐新型热水系统设计，热源侧可以采用集中供热热源或 “太阳能+燃气锅炉”复合式热源形式，制热设备靠近末端用水侧设置在各热水使用功能区，由热源通过供、回水循环管提供制热设备所需要的热负荷。此方案的优点是：一方面热源侧系统封闭性强，便于运行控制和管理，管路布置根据热水终端设备的需求灵活布置；另一方面，热水侧可以采用即热式制热模式，保证了热水的卫生标准；此外，制热设备的分散布置，末端热水使用的舒适性均衡性标准更强。
4.结论
4.1生活热水系统的热源侧设计要综合考虑能源的综合利用，提高整个系统的能效水平；对于能利用集中热源的项目以集中热源为主，其他形式的能源如空气能、太阳能等作为补充。
4.2对于生活热水系统管路系统的设计，建议充分考虑系统输配能耗对不利环路热水温度和流量的影响；温度和流量参数必须都满足设计标准的要求，终端热水的舒适性才能得到最大保证；而同时满足流量暖和温度两个参数标准，不仅需要充分考虑管路布置的合理性，还需要增加必要的控制、调节手段，如热水平衡阀的使用，从而保证系统运行的稳定性。
4.3生活热水系统的卫生标准是设计必须要考虑的；管路系统设计时必须考虑热力消毒的功能，如热力消毒功能不能实现，建议方案选择即热式热水系统形式。
参考文献：
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