加热设备类型及应用-《建筑给排水工程》摘要

热水系统中，将冷水加热为设计需要温度的热水，通常采用加热设备来完成。

1.小型锅炉

集中热水供应系统采用的小型锅炉有燃煤、燃油和燃气三种。

燃煤锅炉有卧式和立式两类。卧式锅炉有外燃式水管锅炉、内燃式火管（兰开夏）锅炉、快装卧式内燃锅炉等几种。立式锅炉有横水管锅炉、横火管（考克兰）锅炉、直水管锅炉、弯水管锅炉等。其中，快装卧式内燃（KZG型）锅炉效率较高，且可汽、水两用，具有体积小和安装方便等优点，图4-15为其构造示意图。

图4-15　快装锅炉构造示意图

1—锅炉；2—前烟箱；3—后烟箱；4—省煤器；5—烟囱；6—引风机；7—下降管；8—联箱；
9—鳍片式水冷壁；10—第2组烟管；11—第1组烟管；12—炉壁

燃油（燃气）锅炉构造示意如图4-16所示。该锅炉通过燃烧器向正在燃烧的炉膛内喷射雾状油（或煤气），燃烧迅速、完全。该类锅炉具有构造简单、体积小，热效率高达90%以上，排污总量少，便于管理等优点。对环境卫生有一定要求的建筑物可考虑使用。

图4-16　燃油（燃气）锅炉构造示意图

1—安全阀；2—热水出口；3—油（煤气）燃烧器；4—一级加热管；5—二级加热管；
6—三级加热管；7—泄空阀；8—回水（或冷水）入口；9—导流器；10—风机；11—风挡；12—烟道

2.电加热器

常用电加热器可分为快速式电加热器和容积式电加热器。快速式电加热器无储水容积或储水容积较小，不需预热，可随时产出一定温度的热水，使用方便、体积小，图4-17为其构造示意图。容积式电加热器具有一定的贮水容积，使用前需预热，当贮备水达到一定温度后才能使用，其热损失较大，但要求功率较小，图4-18为其构造示意图。

图4-17　快速式电加热器

1—加热室；2—压电转换器；3—地线接线柱；
4—进水管；5—出水管；6—气水分离室；7—挡气板

图4-18　容积式电加热器

1—控制箱；2—测温元件；3—电加热元件；4—保温层；
5—外壳；6—安全阀；7—给水进口；8—热水进口

3.容积式水加热器

容积式水加热器是一种间接式加热设备，有卧式和立式两种，其内部设有换热管束并具有一定贮热容积，具有加热冷水和贮备热水两种功能，以饱和蒸汽或高温水为热媒。(www.xing528.com)

容积式水加热器的优点是具有较大的储存和调节能力，被加热水流速低，压力损失小，出水压力稳定，出水水温较均衡，供水较安全；该加热器的缺点是传热系数小，热交换效率较低，体积庞大，在散热管束下方的常温储存水中会产生军团菌等。

4.快速式水加热器

快速式水加热器中，热媒与冷水均以较高流速流动进行紊流加热，提高热媒对管壁、管壁对被加热水的传热系数，以改善传热效果，如图4-19所示。

根据采用热媒的不同，快速式水加热器有汽-水（蒸汽和冷水）、水-水（高温水和冷水）两种类型；根据加热导管的构造不同，又有单管式、多管式、板式、管壳式、波纹板式、螺旋板式等多种形式。

快速式水加热器具有效率高、体积小、安装搬运方便的优点，缺点是不能贮存热水，水头损失大，在热媒或被加热水压力不稳定时，出水温度波动较大，仅适用于用水量大，而且比较均匀的热水供应系统或建筑物热水采暖系统。

5.半容积式水加热器

半容积式水加热器是带有适量贮存和调节容积的内藏式容积式水加热器，其构造如图4-20所示，由贮热水罐、内藏式快速换热器和内循环泵三个主要部分组成。其中贮热水罐与快速换热器隔离，被加热水在快速换热器内迅速加热后，通过热水配水管进入贮热水罐，当管网中热水用水低于设计用水量时，热水的一部分落到贮罐底部，与补充水（冷水）一起经循环水泵升压后再次进入快速换热器内加热。

图4-19　快速式水加热器

（a）多管式汽-水快速水加热器　（b）蒸汽-水快速加热器总图

图4-20　半容积式水加热器构造示意图

我国开发研制的HRV型半容积式水加热器装置的工作系统如图4-21所示，它取消了内循环泵，被加热水进入快速换热器迅速加热，然后先由下降管强制送至贮热水罐的底部，再向上流动，以保持贮罐内的热水温度相同。

图4-21　HRV型半容积式水加热器工作系统图

6.半即热式水加热器

半即热式水加热器是带有超前控制，具有少量贮存容积的快速式水加热器，其构造如图4-22所示。

热媒经控制阀和底部入口通过立管进入各并联盘管，冷凝水由立管后从底部流出，冷水从底部经孔板入罐，同时有少量冷水进入分流管。入罐冷水经转向器均匀进入罐底并向上流过盘管得到加热，热水由上出口流出。部分热水在顶部进入感温管开口端，冷水以与热水用水量成比例的流量由分流管同时进入感温管，感温元件读出瞬间感温管内的冷、热水平均温度，即向控制阀发出信号，按需要调节控制阀，以保持所需的热水输出温度。只要一有热水需求，热水出口处的水温尚未下降，感温元件就能发出信号开启控制阀，具有预测性。加热盘管内的热媒由于不断改向，加热时盘管颤动，形成局部紊流区，属于“紊流加热”，故传热系数大，换热速度快，又具有预测温控装置，所以其热水贮存容量小，仅为半容积式水加热器的1/5。同时，加热盘管为多组多排螺旋形薄壁铜制盘管组成，由于内外温差作用，加热时产生自由伸缩膨胀，可使传热面上的水垢自动脱落。

半即热式水加热器具有快速加热被加热水，浮动盘管自动除垢的优点，其热水出水温度一般可控制在±2.2℃内，且体积小，节省占地面积，适用于各种不同负荷需求的机械循环热水供应系统。