生活热水的舒适度与每个人日常生活品质息息相关, 在高级宾馆建设标准中24h集中热水是一项重要指标并得到较好的应用, 但在居民住宅里生活热水往往会成为很多业主的一个痛点, 例如小区集中热水放冷水多、等待时间长, 家用热水器水温稳定性不好等。随着社会经济发展, 人们对热水舒适度需求越来越高^[1], 本文从“热水等待时间”角度出发, 分析居民住宅热水舒适度解决方案的运行经济技术情况, 探寻现有条件下如何进一步提升热水舒适度。

　　 舒适型热水条件概括如下:

　　 (1) 等待时间越短越好, 可实现的合理时间为3~5s。

　　 (2) 洗澡水温37~40℃, 洗手水温30℃。

　　 (3) 体感水压:稍有冲击力^[1], 国内目前无准确数据可参考, 《建筑给水排水设计规范》 (GB 50015-2003, 2009年版, 以下简称“建水规”) 有洁具最低出水压力和入户管最高水压的规定, 可通过末端减压阀或水龙头调节到个人所需, 不在本次讨论范围内。

　　 本文以北京地区3室2厅1厨2卫平层住宅为模型, 分析舒适型热水方案的经济技术情况, 其中集中热水的热源及主管网技术 (如有涉及均为行业经验数据) 和太阳能热水系统不在本探讨范围。

　　 实现热水等待时间3~5s的充分必要条件有两种:一是户内热水支管循环加热, 不循环支管末端至水龙头出口长度不超过3m (洁具及软管部分占0.8m, 实际供水管长不超过2.2 m, 水流平均速度按0.6 m/s计) ;二是在洁具出水前进行电辅助加热。

　　 热水模型方案详见表1和表2。

　　 根据《民用建筑节水设计标准》 (GB 50555-2010) 3.1.7条, 选取生活热水平均日节水用水定额;根据《城市居住区规划设计规范》 (GB 50180-93, 2002年版) 3.0.3条, 户均人口以3.2人计。

　　 (1) 自备热水和集中热水平均日节水用水定额均取35L/ (人·d) ;平均日热水量Q=35L/ (人·d) ×3.2人=112L/d。

　　 (2) 热水计算温度t按60℃计。

　　 以日均热水用量112 L/d, 日均热水耗热量22 040kJ/d为计算基本情况, 对户内舒适型热水方案模型理论运行经济技术进行分析, 其中: (1) 北京冷水计算温度13℃ (计算热水耗热量时采用) ;室内平均温度20℃ (计算热损失时采用) ;热水密度均取1kg/m³; (2) 一级能效热水器、厨宝、空气源热泵储水箱的24h固有能耗系数取0.6, 详见《储水式电热水器能效限定值及能效等级》 (GB 21519-2008) ; (3) 热水支管保温热损失计算参考《管道和设备保温、防结露及电伴热》 (03S401) , 塑料管dn25和dn20, 橡塑保温层厚20mm, 环境温度20℃, 热损失分别为9.1 W/m和8.1 W/m; (4) 北京居民电价、水价、燃气价为阶梯价, 取第一与第二档中间值:电价:0.49元/ (kW·h) , 水价3.07元/m³, 燃气价2.39元/m³; (5) 集中热水按燃气锅炉热水 (热效率95%) 收费30元/m³计; (6) 方案五电伴热损失电费, 采用滨特尔厂家电伴热产品资料, 设定温度60℃, 管道明装橡塑保温层厚20mm, 平均输出功率9.5W/m, 保温管长30m, 日均电耗:9.5×30×24/1 000=6 840 (W) ; (7) 空气源热泵COP, 考虑北方空气质量较差, 空气源热泵泥垢严重, 运行2年以后严重影响COP值, 全年平均取2.5。计算结果见表3。

　　 方案一中, 支管不循环不计热损失, 只计2台60L电热水器和5L厨宝平均日热损失: (60×2+5) ×4.187× (60-20) ×0.6=12 561 (kJ/d) 。

　　 方案二中, 支管循环, 管道吊顶内明装橡塑保温层厚20mm, 供水dn25按20m, 回水dn20按15m计, 管道24h热损失: (9.1×20+8.1×15) ×3.6×24+120×4.187× (60-20) ×0.6=38 281 (kJ/d) 。

　　 方案三中, 支管循环, 管道吊顶内明装橡塑保温层厚20mm, 供水dn25按20m, 回水dn20按15m计, 管道24h热损失: (9.1×20+8.1×15) ×3.6×24=26 222 (kJ/d) 。燃气计算热值取38 MJ/m³。

　　 方案四中, 支管不循环不计热损失, 只计5L厨宝平均日加热量 (30 L热水量) 与热损失:30×4.187× (60-13) +5×4.187× (60-20) ×0.6=6 406 (kJ/d) 。热损失费用由业主承担, 9元/m³。

　　 方案五中, 支管不循环不计热损失, 管道吊顶内明装橡塑保温层厚20 mm, 计算支管电伴热维持60℃所需热量, 供水dn25按20 m, dn20按10 m计, 24h热损失: (9.1×20+8.1×10) ×3.6×24=22 723 (kJ/d) 。热损失费用由业主承担, 30元/m³。

　　 方案六中, 支管循环, 管道吊顶内明装橡塑保温层厚20mm, 供水dn25按25m回水dn20按20m计, 24h热损失: (9.1×25+8.1×20) ×3.6×24=33 653 (kJ/d) 。热损失费用由物业承担, 折算热水收费需50元/m³。

　　 综合分析表3计算结果, 对住宅舒适型热水方案进行分析, 结果见表4。

　　 综合以上项目调研和理论分析可知热水舒适度与热源选择、系统设置、管路设置、保温等多种因素有关。提供舒适热水保证更快出热水时间, 管路循环及热损失是重要因素。