常用水加热设备种类及主要参数分析

常用水加热设备的种类有：容积式水加热器、半容积式水加热器、快速水加热器（包括快速式、半即热式、板式和螺旋管式水加热器）、燃油燃气水加热器、电热水加热器、太阳能水加热器。罐体从材质上分有碳钢、不锈钢-碳钢复合材质、碳钢内衬铜或喷铜、喷铝等材质。

加热盘管有碳钢、铜和不锈钢等材质。

一、容积式水加热器

1.容积式水加热器

容积式水加热器的常用形式见表14-2。

表14-2　容积式水加热器常用形式

容积式水加热器的主要热力性能参数见表14-3。

表14-3　容积式水加热器主要热力性能参数

注1.表中所列RV系列容积式水加热器，即前述的导流型容积式水加热器，它与“国标S系列容积式水加热器”的差别见表3-37中的“注”。
2.表中RV系列的K与tmz、Δh1为对应值。即蒸汽为热媒时，tmz=40℃、70℃，相应的K=791.1093（钢）872.1204（铜）[W/（m2·k）]；软化热水为热媒时，Δh1=0.01MPa、0.03MPa相应的K=616.954（钢）680.1047（铜）[W/（m2·k）]，tmz=40～70℃、与Δh1=0.01～0.03MPa之间的值可用插入法求得。

2.半容积式水加热器

半容积式水加热器是带有适量贮存与调节容积的内藏容积式水加热器，罐内设内置快速式换热器，水可被迅速加热，故贮存容积可以减小。

半容积式水加热器的主要热力性能参数见表14-4。

表14-4　半容积式水加热器主要热力性能参数

卧式半容积式水加热器外形见图14-2，主要参数见表14-5。

立式半容积式水加热器外形见图14-3，主要参数见表14-6。

图14-2　HRV-01卧式半容积式水加热器外形图

1-人孔；2-安全阀口；3-热水出口；4-压力表；5-温度计；6-热媒进口；7-热媒出口；8-冷水进口；9-温包接口；10-排污管

图14-3　HRV-02立式半容积式水加热器外形图

1-人孔；2-安全阀口；3-热水出口；4-压力表；5-温度计；6-热媒进口；7-热媒出口；8-冷水进口；9-温包接口；10-排污管

表14-5　HRV-01卧式半容积式水加热器主要参数

表14-6　HRV-02立式半容积式水加热器主要参数

二、快速式水加热器

1.螺旋管式水加热器

螺旋管式水加热器（见图14-4）是在一个或几个筒体内敷设换热管，以螺旋槽管代替光滑管束，管内流体因管外流体螺旋线流动而受到周期性扰动产生湍流脉动运动，减小了管内传热边界层厚度，强化了传热效果。管内流体由于螺旋槽管作用形成螺旋线运动而提高了传热效率，传热系数提高较大，可减少传热面积，但螺旋板易结垢且不易清洗。

2.板式水加热器

图14-4　螺旋管（单管）式水加热器

（a）并联；（b）串联
1-冷水；2-热水；3-蒸汽；4-凝结水

板式水加热器（见图14-5）是由不同规格的定型板经叠压而成，板片表面成波纹状，水紊动性好，可提高换热效率，但板间水垢不易清除，且水头损失较大。

图14-5　板式水加热器

3.螺旋板式水加热器

螺旋板式水加热器（见图14-6）换热板为螺旋形，在板内外各通过不同的流体，换热效果较好，体积较小故省空间，但螺旋板间距较小，结垢后不易清洗。

图14-6　螺旋板式水加热器

4.浮动盘管半即热式水加热器

浮动盘管半即热式水加热器（见图14-7）换热管采用浮动盘管（材质有铜、不锈钢等），使被加热水产生扰动，强化传热效果，由于盘管可以上下浮动，再加上盘管壁间的相互摩擦冲动，可使盘管外壁的污垢自行脱落，具有一定的自动除垢功能。凝结水温度在50～60℃，体积小，占地面积小，只有较少的贮存水量。浮动盘管半即热式水加热器主要参数见表14-7。

三、燃油燃气热水机组合

燃油燃气热水机组是一种新型无压热水锅炉，有2种加热水的方式：一种是炉内火焰烟气通过水管壁加热水直接供给生活热水，其供水是无压的，需设高位贮热水箱或采用水泵加压供水；另一种是锅炉内火焰烟气加热的水或高沸点液体作为热媒通过炉内设置的排管或小型换热设备二次加热，即集加热、换热于一体，炉体本体不承压，但排管或换热设备可承压。

燃油燃气热水机组外形图见图14-8。主要技术参数见表14-8。外形尺寸见表14-9。

表14-7　热高（AERCO）牌半即热式水加热器主要参数

图14-7　半即热式水加热器

1-安全阀；2-控制盘；3-温度计；4-压力表；5-冷水进口；6-排污口；7-热媒出口；8-热媒进口；9-温度控制阀；10-热水出水口

图14-8　组环式燃油燃气热水机组

表14-8　组环式热水机组主要技术参数(www.xing528.com)

注1.最大热水输出量是指进出水温升差为45℃时（如进水15℃、出水60℃）的热水输出量。
2.运行重量指炉体装满水后的总重量。
3.人工煤气热值按15MJ/m3（标准状态）计。
4.燃料的消耗量是指燃烧器喷嘴和油（气）压按最大配置时，连续燃烧时的燃料耗用量。

表14-9　组环式热水机组外形尺寸

四、电热水加热器

电热水加热器分两类：一种是快速式电热水加热器，其特点是无贮存容积，按通水、电后即产生热水，使用方便，但电耗较大；另一种是容积式电热水加热器（见图14-9），其特点是具有一定的贮水容积（0.01～10m3），但使用前须预先通电加热，达到所需水温后才可使用；在使用中不断通入冷水把热水顶出来，体积较大但电功率小。“恒热”电热水器技术参数及外形尺寸见表14-10。

图14-9　容积式电热水器外形图

（a）家用型；（b）商用型

电热水器设置注意事项：①有可靠的接地措施；②有过热保护措施；③有压力安全措施；①有必要的指示信号。

表14-10　“恒热”电热水器技术参数与外形尺寸

五、太阳能水加热器

1.太阳能水加热器分类

（1）按组合形式分为装配式（见图14-10）和组合式（见图14-11～图14-13）。

（2）按热水循环系统分为自然循环式和机械循环式。

图14-10　装配式太阳能水加热器

2.太阳能水加热器系统的组成和设置

图14-11　自然循环组合式太阳能水加热器

（1）集热器：集热器是太阳能水加热器的主体，它由集热管、集热板、外壳、保温层、透明罩板等组成。集热管常用材料有铜管、不锈钢管、塑料管、铜铝复合管。集热板是主要的集热组件，应有良好的导热性，且不易锈蚀。常用材料有不锈钢板、铝板、钢板等。外壳材料常用钢板、铝板、塑料、玻璃钢等。保温材料常用玻璃棉、泡沫塑料、岩棉等。多台集热器应并联设置，不应串联设置。

（2）贮热水箱：

1）自然循环用贮热水箱：为贮存吸收的热量，便于产生自然循环和稳定水压，设置贮热水箱是必要的。常用材料有塑料、ABS、玻璃钢、不锈钢板等。

设计要点：

a.贮热水箱，底部应高于集热器顶部200～400mm。

b.水箱应设置给水管、循环水管、热水管、泄水管、通气管。给水管应从水箱底部引入，或采取给水箱及漏斗配水方式。见图14-14。

图14-12　直接加热组合式太阳能水加热器

图14-13　间接加热组合式太阳能水加热器

图14-14　贮热水箱

（a）漏斗配水式；（b）补给水箱配水式

c.热水管应从水箱上部流出，接管高度一般比上循环管低50～100mm。为保障水箱内的水能全部被利用，应同时从水箱底部接出热水管与上部热水管相接。

d.上循环管接至水箱上部，一般比水箱顶低200mm左右，但要保证正常循环时淹没在水面以下。

e.下循环管自水箱底部接出，出水管宜高出底部50mm以上。

f.水箱应尽量靠近集热器，尽量缩短上循环管的长度。

g.水箱宜装温度计、水位计和其他信号及控制仪表。

h.上下循环管应有大于0.01的坡度，坡向水箱。

2）机械循环用贮热水箱：贮热水箱与一般给水用水箱相同，可以放置在任何部位。

（3）水泵：机械循环系统应设置循环水泵。循环水泵的流量，一般按集热器面积每m20.015～0.02L/s计。宜安装在室内；安装在室外时，应有防护措施。水泵的扬程应由计算确定，水泵宜采用热水泵。常用泵为管道泵、立式泵等。

（4）管路：太阳能水加热系统管材常用不锈钢管、ABS管、塑料管、铜管等。应设置必要的阀门、排气阀、止回阀及自动控制所需的感温元件和电磁阀等。

（5）系统的自动控制：为实现自动控制，机械循环加热系统应装设感温元件和电磁阀及控制箱，见图14-12、图14-13。

感温元件宜装在集热器上集水管出口处，并与水泵运行联锁。所有设备、阀门等应能承受系统的工作压力和温度要求。

六、常用水加热设备的特点

常用水加热设备的名称、图示及特点见表14-11。

表14-11　集中热水供应系统常用的水加热设备特点

续表

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