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高效能商用热水系统设计技术指导
第一章   商用热水系统介绍
设计参数
热水器，是一种为居住或者商业用途供应（非采暖用）热水的设备。
注：通常认为使用采暖锅炉供应家庭热水，效率比较低，会造成浪费。特别是夏季月份使用采暖锅炉，设备效率低，而且设备过大，超过需求。储备期热能的损耗、较低的使用率都会导致相对一定热水用量下的系统运行费用增高。热水供应和采暖不应该合并到一个系统中。
然而，热水器有的时候也被称作锅炉，有的设备标签上面也标成锅炉。这是因为当热水器贮水罐的容积和（或）输入功率超过某一标准后，某些规范数据就要求符合ASME（美国机械工程师协会）的规定。一般是指热水容量超过120加仑和输入热量大于200000英热单位（58.6千瓦）的热水器。要注意，在某些地方管理部门认为还应包括容量等于120加仑以及输入热量等于200000英热单位的设备。如果设计人员没有重视考虑这个问题，对于“锅炉”的设计要求可能会导致系统造价升高甚至否定原来的系统。通常的一个避免增加热水器造价的方法就是在一个系统中组合多个“小”的热水器来代替一个大的设备。
热水器和水加热系统这两个术语在本技术指导中是可以互相替换的。水加热系统可以由一个或者多个热水器组成，这些热水器可以单独安装在用水点或者集中设置以形成中央热水系统。某些系统由热水器（容积式或者非容积式）、热水贮罐、循环泵、相应的管路和控制系统组成。

本技术指导的主要目的是通过适当的计算，推荐设备、选择系统，以设计高效能商用热水系统。
一个设计合理的商用或者工业热水加热系统是社会健康安乐的基础。如果在用水时没有足量的合适温度的热水供应，有的时候会误事、危害健康或者带来不舒适的感觉。
因此，设计合理的热水加热系统的关键是确定热水需求的水量、水温和用水时间。同时还要考虑安装设备的空间。

为了设计热水系统需要首先了解水的一些特性。
什么是热水
热水，就是吸收了热能的水，吸收的热能越多，水温越高。下图中的温度计给出了热水系统设计中采用的典型的设计温度。
实际应用中，设计人员可以通过咨询用户或者用户代表来确定不同用途的热水温度。设计人员还需要知道最低的冷水的进水温度，用来确定温升。

热水计算
最低冷水进水温度一年内的经验值是确定系统最大温升的基础。供水部门可以提供这些数据。地表水源，例如湖泊、河流，一般依季节变换而变动。一年中，水温维持一个相对的常数。对于进水温度变化的热水系统，只有在温升计算过程中使用最低冷水温度进行计算才会在遇到水温最低的情况下提供足够的热水供应。
其他需要设计人员确定和计算的参数还有供水压力、水的硬度和泥沙含量等。这些数据一般都可以从供水部门取得。

过高的供水压力（超过热水器的工作压力），应该通过减压阀使其设置在大约50磅/平方英寸（表压）。此时也会减少水量，但是更重要的是使水压维持在热水器的工作压力范围内。这样能够保护热水器的安全阀。
洗碗机的180℉涮洗管路上也应该设置减压阀。
硬度是描述硬水中的钙、镁组分含量的术语。这两种矿物质在水中非常常见，实际上供水系统中几乎没有（这两种矿物质）含量低于1～2格令（1格令＝0.065克）每加仑的水。硬度同样可以使用ppm（百万分率）来表示。1格令硬度等于17.1ppm。硬度低于1格令每加仑溶解性钙、镁矿物质的水被称作软水。

硬度的重要性在于，热水器的热交换表面会被矿物质的沉淀覆盖或者阻塞。对于不同类型的热水器，热水量减少、运行噪音、能耗增加以及设备过早地损坏等问题都有可能是由于“硬”水造成的。系统设计人员在遇到硬水地区时，应该考虑选用适合除钙或者容易维修的设备。
如果给水中含有泥沙或者沉积物，应该选用适合冲洗（对于水平贮水罐还应该配置有撇渣口）的设备，这样可以延长热水器寿命，减少能耗。
可以通过降低水温、控制流量、减少泄漏和浪费使硬水和泥沙对热水系统的影响降到最小。比如系统设计中，对于固定用水设备和淋浴器，

应该设置流量控制器，以减小热水消耗、调节流量。流量控制器的作用就是当水压在很大的一个范围内变化时，使流量维持一定的常数。
流量控制器同样可以减少用户的用水、排水、能源消耗和系统维护的费用。对于新建热水系统，采用流量控制器减少耗水量的方法，可以明显减少初投资和运行费用以及减少占地。
第二章   选型原理
热水用量
确定热水用量，是其他所有计算和设备选型的基础。此外，任何与热水使用有关的非正常的情况也应该被考虑到。绘制系统运行变化图可以描述这种非正常的情况。
热水用量可以从美国采暖, 制冷与空调工程师学会手册，热水设备生产商例如洗碗机、洗衣机制造商以及A.O.Smith商用热水手册CH-8100中查得。A.O.Smith手册不同于其他热水用量数据，不仅提供了热水用量，也提供了设备和系统设计选型建议。政府部门还要求符合其他一些规定。
系统运行变化图
系统设计人员应该根据设计的热水系统用水时段，绘制系统运行变化图。该图也应该包括下次用水前的恢复时段。用水时段和恢复时段可以用秒、分钟或者小时来计算。
考虑用水时段或者恢复时段任何非正常的热水需求，可以用来确定额外的储罐和/或恢复容量。非正常热水需求量可能比较小，但是如果紧接在用水时段后，就非常有影响。例如一个汽车旅馆，有可能洗衣时间是在正午、客人冲凉负荷过后。如果设计时没有考虑这个问题，有可能洗衣机就没有热水供应。
下面的系统运行图给出了一个非常简单的间歇或者连续热水系统的设计实例。

这个例子给出了一天中两次用水时段和恢复时段。
l         根据热水器的恢复容量和储备容量共同确定来满足热水需求。
l         用水时段间隔了一个8小时和一个12小时的恢复时段。
l         最短恢复时段的热水器恢复容量应该满足加热热水贮罐中的全部水量。
l         通常对于较短的用水时段强调的是热水储备容量；对于较长的用水时段强调的是热水器的恢复容量。
l         较长和较短用水时段的划分，大约以3～4小时为界。
l         本例中，热水储备容量比较重要。
——在用水时段，热水贮罐允许在满足热水需求的情况下，热水器有较低的恢复容量。

l         本例可以代表每天连续工作两班的某工业企业的用水情况。
l         热水的最大用量为3.3加仑/分钟或者198加仑/小时。（确定最大用水量和水的温升对于热水器的选型很重要。）
l         本例中，如果实际使用的是快速热水器，那么热水器的恢复时段特别重要。因为这种热水器加热水的流量就是实际的使用流量。
l         如果使用容积式热水器，那么贮罐的容积可以做到最小，只要足够把水加热就可以了。
第三章   设备性能
恢复容量表
恢复容量表是正式发布的通过实验结果计算出来的，代表热水器在给定时间内使指定容积的水从某一温度提升一定温度的能力。
无论使用何种燃料，所有A.O.Smith的商用热水器都有恢复容量表。任何条件下，某一特定型号的热水器的热效率都已经被考虑进去了。
表中的数据代表了A.O.Smith生产的各种不同类型的使用不同燃料的热水器的数据。对于电热水器，表中给出的是1kw的热水器在不同温升条件下的恢复容量。一般都认为电热水器的热效率为100％，因此该表适用于任何型号的电热水器。
为反映实际的恢复容量，当热水器的使用地点的高度大于等于海拔2000英尺时，每增加海拔1000英尺，燃气热水器的恢复容量应该减小4％。
恢复容量表示热水器中的热水随着时间的推移而恢复的速度。如果热水的使用时间超过3或4小时，恢复容量通常比热水储备容量要显得重要。
热水器的恢复容量加上可用的热水储备容量必须能够满足供应用水高峰期的热水消耗。
注意：许多类似表格仅给出了以加仑/小时为单位的恢复容量。一定要确认选用的热水器能够满足以加仑/分钟为单位的热水需求。
容积式燃气热水器恢复容量表
（计算恢复容量时选用的热效率@80%）
型号
容量
（加仑）
输入功率
英热单位/小时
使用丙烷或者天然气
相对温升下的恢复容量（单位：加仑每小时）
30
℉
40
℉
50
℉
60
℉
70
℉
80
℉
90
℉
100
℉
110
℉
120
℉
130
℉
140
℉
BTC-154
89
154000
489
373
299
249
213
187
166
149
136
124
115
107

铜盘管直热式燃气热水器恢复容量表
（计算恢复容量时选用的热效率@75%）
型号
输入功率
英热单位/小时
使用丙烷或者天然气
单位
相对温升下的恢复容量
30℉
40℉
50℉
60℉
70℉
80℉
90℉
100℉
110℉
120℉
130℉
140
℉
HW-120M
120000
加仑/小时
364
273
218
182
156
136
121
109
99
91
84
78
加仑/分钟
6.1
4.5
3.6
3.0
2.6
2.3
2.0
1.8
1.7
1.5
1.4
1.3

电热水器恢复容量表
（计算恢复容量时选用的热效率@100%）
千瓦
（KW）
产热量
（英热单位）
相对温升下的恢复容量（单位：加仑每小时）
30
℉
40
℉
50
℉
60
℉
70
℉
80
℉
90
℉
100
℉
110
℉
120
℉
130
℉
140
℉
1.0
3413
13.6
10.3
8.1
6.8
5.8
5.1
4.5
4.1
3.7
3.5
3.3
3.0

储备容量和贮罐利用率

热水器贮罐可以直接供应热水，超出了热水器的恢复容量。然而，贮罐中的热水只有当热水器的恢复容量超过系统用水需求时才能够得到补充。这种情况一般都发生在用水高峰期结束后。
当在很短时间内（一般少于3～4小时）的用水量很大的时候，贮罐的容积通常比热水器的恢复容量要显得重要。
并不是所有储备的热水都可以以系统设定的温度流出。因为热水是靠补充进来的冷水的压力供应的，补充进来的冷水使贮罐中的水温降低。
可用储备这个词，用来表示在流入的冷水把热水稀释到不可使用的温度之前，贮罐能够提供的热水量。因此，贮罐的容积应该放大一定的百分比，以满足在出现热水温度降低之前为系统提供足够的可用热水。

当不知道系统的温降或者贮罐利用率时，考虑用水时段热水出现30℉温降前，热水器贮罐的供水能力应该是贮罐容积乘以70％。对水温要求严格的系统，可以使用60％贮罐容积。
很明显，任何系统的热水温降和实际供水能力是与热水的需求流量和管道设计有关的。
计算贮罐水温的时候，系统设计人员必须牢记潜在的用水时段的热水温降。例如，根据第一章提供的设计水温参考值，冲凉水温应该在105℉，热水系统的实际设定温度为140℉。这样，设计中就应考虑用水时段控制热水温降在30℉范围内。用水时段结束前的水温应该始终满足使用要求，一般应高于110℉。假如系统的设计温度为105℉，贮罐容积会比原来大一半。因为水中没有“额外”的热量来“替代”贮罐的容积。水温也一样会降低到使用温度以下。因此，通常都要把系统贮罐中的水加热到高于用水温度，这样就可以通过增加储备热水的热能来减小贮罐规格。
A.O.Smith的商用容积式热水器、热水贮罐和使用贮罐的热水系统都引入了一个数据：贮罐利用率。
容积式燃气或燃油热水器
l         对于所有单水温或者双水温的设备，取贮罐利用率为70％。例如，对于ConservationistbBTC-154型燃气热水器的贮罐容积为89加仑：
用水时段水温降低30℉前，有89×0.70＝62.3加仑可用热水。
l         反过来说，如果用水时段需要贮罐中有63.3加仑可用热水，最小贮罐容积为：
62.3÷0.70＝89加仑。
l         如果输入的热量满足热水器的恢复容量，但贮罐的容积不满足使用要求，那么就应该在管路系统中增设一个辅助热水贮罐，这样就可以增加用水时段的可用热水量。在A.O.Smith的培训手册中对此有详细的介绍。
燃气铜盘管直热式热水器
铜盘管式热水器本身不提供热水贮罐，无法储备热水。当连接有热水贮罐时，依照A.O.Smith的培训手册中的详细介绍，热水贮罐的利用率如下：
l         安装了Booster-Recovery和Shure-Temp bBooster-Recovery型设备的双水温系统，取贮罐利用率为70％。同样的，对于没有安装Cer-Tempb80型设备的单水温系统，也取为70％。对于类似系统的容积式燃气或者燃油热水器也使用70％这个数。

l         安装了Cer-Tempb80型设备的单水温系统取为80％。例如，如果配有1000加仑的热水贮罐，用水时段水温降低10℉前，有1000×0.80＝800加仑的可用热水。（只有当使用Cer-Tempb80型设备的时候，热水温降取10℉。这是因为，当循环泵和燃烧器启动时，冷水直接进入到铜盘管热水器中，而不是贮罐中。冷水对储备热水的稀释作用明显减小了。）
l         反过来说，如果在用水时段内，需要800加仑可用热水，贮罐的最小容积为：
800÷0.80＝1000加仑。
容积式电热水器
l         对所有的双水温设备，贮罐利用率取为70％。例如，DRE或DVE-52型，贮罐容积为52加仑：用水时段水温降低30℉前，有52×0.70＝36.4加仑可用热水。
l         反过来说，如果用水时段需要贮罐中有36.4加仑可用热水，最小贮罐容积为：
36.4÷0.70＝52加仑。
l         类似双水温系统形式的单水温设备，取贮罐利用率为80％。
l         对于容积式燃气或燃油热水器的例子，如果有必要，可用使用辅助热水贮罐来补充热水器贮罐的容积。然而应该注意到，A.O.Smith的商用电热水器的贮罐容积可达10000加仑。增压式热水器也可以连接任何规格的辅助热水贮罐。这样就可以通过更换热水器来应对日后的燃料改换。
辅助热水贮罐（不需加热）
l         就象前面解释过的，辅助热水贮罐是用来增加容积式燃气、燃油或电热水器的热水储备。同样，辅助热水贮罐也可配合铜盘管式燃气热水器使用，用以贮存热水。
l         对于所有的双水温设备，取贮罐利用率为70％。
l         根据A.O.Smith的培训手册，对于所有的单水温设备，取贮罐利用率为80％。
热水器恢复容量加上储备容量等于需求水量
前面解释过，如果热水用水时段超过3～4小时，则选择最大的恢复容量和最小的储备容量。储备水量必须满足用水时段的高峰期用水量。
如果热水用水时段少于3～4小时，则选择最大的储备容量和最小的恢复容量。热水器的恢复容量必须足够保证在下次用水时段来到之前，使整个贮罐中的热水都得到加热。
总结：
用水时段短
用水时段长
l         恢复容量最小
l         恢复容量最大
l         储备容量最大
l         储备容量最小
核对恢复时段发生的任何可能影响系统再次加热的使用热水的可能性。必要时应增加热水器的恢复容量和（或）热水贮罐的容积以应付非正常的用水情况。
设备选型计算得出的结果可能与实际生产的热水器的恢复容量和热水贮罐有出入。如果是这样，两个参数都需要调整，以使其中一个符合要求。方法如下：
当保持热水温度（反过来说，水温降低不超过30℉就可以了）比较重要时，优先增加恢复容量而不是增加热水贮罐容积。这样有助于维持系统水温。
当保持热水供应量比较重要时（可能会过分地要求热水器的恢复容量），增加热水贮罐的容积以保证提供“即时”热水。
热水器恢复容量和储备容量功能比较
下面的例子说明了热水器恢复容量和储备容量在用水时段分别所起的作用。例如，BTC-154型热水器，贮罐容积89加仑，在用水时段分别为1个小时和8个小时下的情况：
用水时段1小时

计算方法如下：
恢复容量：
149加仑/小时@100℉温升（数据来自热水器恢复容量表）
储备容量：
储备容量89加仑×70％贮罐利用率＝62.3加仑可用热水
149加仑/小时恢复容量＋62.3加仑可用热水＝1小时内可用热水量211加仑。
此后，直到贮罐中的水被再次加热前，只有热水器的恢复容量149加仑/小时为可用热水量。热水器的贮罐提供了短时、间歇的用水时段内的用水需求。恢复时段没有使用热水，贮罐内的水在25分钟后被再次加热（62.3÷149＝0.42小时）。

用水时段8小时
计算方法如下：
恢复容量：
149加仑/小时@100℉温升（数据来自热水器恢复容量表）
储备容量：
储备容量89加仑×70％贮罐利用率＝62.3加仑可用热水
62.3÷8＝7.8也可取为8加仑/小时可用热水
149加仑/小时恢复容量＋8加仑/小时储备热水＝8个小时内的可用热水量157加仑/小时。
此后，直到贮罐中的水被再次加热前，只有热水器的恢复容量149加仑/小时为可用热水量。热水器的恢复容量提供了长时间、连续的用水时段内的用水需求。恢复时段没有使用热水，贮罐内的水在25分钟后被再次加热（62.3÷149＝0.42小时）。
使用电热水器的情况
当使用电热水器时，系统设计人员有可能需要修改前面提到的恢复容量和贮罐容积的数值。

这是因为，商业用电包括水加热用电常常按使用时段收费。这就意味着除了实际用电费用（以千瓦小时计），还有一部分需要向用电部门交纳的额外的费用（以千瓦计）。当地供电部门会提供这种数据。
由于存在这部分额外使用费，系统设计人员应该使恢复容量最小化（热水器的额定千瓦值），同时使储备容量（热水器贮罐的容积）最大化。这种额外的使用费用会明显地增加使用电热水器的运行费用。
另一种使这种额外费用最小化的方法是让热水器在用电高峰期停止运行，同时还要保证有足够的储备热水以供使用。这可以通过A.O.Smith或其他厂家的节能部门提供的用电控制装置或当地时钟控制来解决。对于用户和供电部门，热水器供应商和电工常常可以通过控制用电时间来明显地节约电费。
评估热水系统运行费用
通常，系统设计人员需要把比较能源开支和燃料费用作为项目设计的一部分。
如果是这样，可以使用下面的公式和例子作为指导。
运行费用＝（位时间内的用水加仑数×8.25×温升×单位燃料费用）÷[（单位燃料的热值英热单位）×（热水器效率）]
用电加热50加仑热水的运行费用的例子：
运行费用＝（50×8.25×100×0.05）÷（3413×1）
运行费用＝2062.5÷3413
运行费用＝60美分（数据基于热水器热效率100％，如果有必要，还要加上燃料条件费和用电的额外费用）
说明：
8.25——每加仑水的重量（磅）
0.05$——假设的每度电的费用
1kw＝3413英热单位·小时
效率——1（100％）
A.O.Smith商用热水手册CH-8100，技术数据部分，第C027.0页里面有各种燃料的费用比较数据。（可供单独使用）
第四章   系统和设备选型
设计目标
设计商用热水系统的目标多种多样。系统设计人员在设计阶段应该主要考虑的问题有：
1.         热水器及系统的其他组成部分以及它们的安装，都应该符合适用的规范和要求的规定。
●美国机械工程师协会、国家卫生基金会的规定就必须遵守。
2.         热水系统的性能，必须有益于公众的健康、福利和安全。
●通常要求，应该在相当长的一段时间内保证精确的水温，这样有利于保证卫生条件。设计阶段就应该考虑这个问题。
3.         有效地利用能源，以达到最少的运行费用。
●以电能为例，应该充分考虑加以应用，避免不必要的额外费用支出。
4.         提供以最少的费用来满足用户需求的品质和功能。
●最少的费用不仅意味着初投资，同样还包括运行费用。多数情况下，使用A.O.Smith的节能Conservationist型热水器，花费的较高的初投资可以被较低的运行费用抵销。
系统选型
热水系统，可以分为两个基本类型。A.O.Smith的培训手册中划分为单水温和双水温系统。当然，用户根据需要可以使用调节设备得到不同温度的热水。
l         单水温系统根据需要只提供一种温度的热水。
l         双水温系统提供两种温度的热水，通常与餐饮业有关。较高温度的热水用于洗碗机的清洁、漂洗。两种水温可以由同一台配有混合阀门的热水器提供，也可以由两台设定温度不同的热水器提供，还可以通过管道再加热式热水器提供。
每种类型中还可以划分为多种系统，作为系统设计人员应该了解和利用这些系统。正确的选用系统十分重要，可以使管道工和电工遵守适用的规定。下面介绍了A.O.Smith使用的系统命名规则，适用于不同类型和不同燃料的热水器。
容积式燃气、燃油、电热水器：
单水温系统
1.         单水温和再加热式是单水温热水系统的叫法。
●单水温意味着热水器提供单一温度的热水供常规用途使用。
●从传统意义上说，再加热系统接受热水（通常为140℉），然后把水温提高到180℉，用于洗碗机的最后冲洗用水。因此再加热系统也是单水温热水系统。再加热系统中选用容积式热水器为固定架式洗碗机提供热水比较合适，因为这种洗碗机间歇使用180℉的最后冲洗热水。对于固定架式洗碗机，惯例是恢复容量和储备容量联合工作。

2.         通过混合阀门或者通过预热热水器/再加热热水器联合工作的双水温系统，提供两种不同温度的热水。对于第一种工作方式，热水器的贮罐内维持系统最高用水温度（通常为180℉），通过外部的混合阀门提供所需的140℉热水。
贮罐中180℉的热水通过管道上的混合阀门调节温度，同时也可以直接输送到洗碗机提供最后冲洗用水。
预热热水器/再加热热水器联合工作，不使用混合阀门就可以提供两种温度的热水。一个热水器设定工作温度为140℉，供应常规用途的热水，同时为再加热热水器提供预热了的水源。再加热热水器把140℉的热水加热到180℉，提供洗碗机的最后冲洗用水。这种工作方式的好处是系统中储备的热水的温度不用象使用混合阀门那样是180℉。
i注意:储备高于用水温度的热水会导致结垢速度加快、加快系统腐蚀、对接触热水的人员更有可能导致烫伤。
铜盘管燃气式热水器：
单水温系统

1.         再加热系统不储备热水，直接根据热水用量把水即时加热到指定温度。水只流经热水器一次。热水器的恢复容量必须足够把需要体积的水加热到最大温升。铜盘管式再加热系统只能用于稳定流量且温升为常数的场合。再这种系统中使用没有贮罐的铜盘管式热水器比较理想。
再加热系统通常接受140℉的热水，然后把水温提高到180℉，用于洗碗机的最后冲洗用水。对于用水时段间连续工作的传送带式的洗碗机，选择铜盘管式热水器用于再加热系统，是个不错的选择。对于传送带式的洗碗机，最重要的是恢复容量而不是储备容量。恢复容量必须维持水温不降低以满足需求。

2.         Cer-Tempb80系统利用热水器的恢复容量和储备容量联合工作，在用水内提供单一温度的热水。贮罐在这里是指连接在铜盘管热水器上的辅助热水贮罐。
在引入Cer-Tempb80系统这个概念之前，这套管路系统在同行业中也被称为“余热回收”。
很多设计人员还在继续使用这种叫法。
Cer-Tempb80系统为设计人员提供了获得额外10％可用储备热水的机会，这种系统与前面谈到的系统相比，水温降比较小。传统的系统在热水温降30℉前可以提供70％的储备热水。如果把冷水进水管从铜盘管热水器中间穿过（一旦循环水泵和燃烧器启动）冷水进水对储备热水的稀释作用就会减小。这样做的好处就是可以在热水温降10℉前有80％的可用储备热水，Cer-Tempb80由此而得名。

双水温系统

1.         再加热－热回收系统，再加热系统和热回收系统联合工作，靠同一个热水源提供两种温度的热水。想达到这个目的不一定非要使用混合阀门或者维持贮罐内水温在180℉。贮罐中的热水保持在140℉，以满足常规用水需要。如果洗碗机需要用水，储备水再次循环流经热水器，水温升高到180℉，提供清洗用水。
供洗碗机使用的180℉水管不需要进行再循环。如果热水器和洗碗机间距小于5英尺，使用再加热－热回收系统就能够满足洗碗机冲洗热水的需要。如果超过5英尺，根据国家卫生基金会的要求就必须进行再循环。下面的系统就适用于这种场所。
2.         Shure-Tempb再加热－热回收系统，对于这种系统，提供洗碗机的冲洗热水为180℉。为符合国家卫生基金会的规定，热水靠循环泵通过适当的控制进行再循环，对水温进行调节，保证用水安全。
Shure-Tempb再加热－热回收系统一般用于热水器和洗碗机的间距在5～300英尺的场合。除了再循环部分，该系统与再加热－热回收系统很相似。
合理地设计系统
要想设计出合理的商用热水系统，必须结合各方面人士的意见和多方面的技巧。
为了选择正确的容积式热水器或者铜盘管式热水器系统，应该了解每个有关人员在系统选型中所起的作用。
下面的表格汇总了所有有关人员的职责。
需要记住，连续可靠的热水供应，也许正是用户成功或其利益的有效保证，而设计人员的职责就是通过正确的系统选型和设计帮助用户达到这个目标。
身份
职责
用户
必须明确自己的要求
系统设计人员*
设计满足用户需要的热水系统。是所有相关人员的接口。
热水器供应商和/或生产商
供应满足系统规格的设备。利用自身对产品的性能、供水能力的知识，可以协助设计人员进行设备选型，确定规格。
管道工和电工，安装承建商
必须完全理解所设计的系统，负责安装、调试和对用户的使用培训。同时持续提供系统维护和保养，保证用户满意。
能源供应商
提供可用能源的特性指标，建议如何加以充分利用。特别是以电作为动力时。
供水商
提供水源特性指标、最低温度、最大压力和硬度。这些都有可能影响到热水器的选型和减压阀的选用。
*系统设计人员可以是建筑师、工程师、安装承建商或者热水器的供应商

第五章   根据用户要求选型
使用事先准备好的数据
利用A.O.Smith商用热水手册CH-8100中选型部分的内容，可以比较容易地进行系统设计。因为这些数据结合了热水用量、系统形式、燃气、燃油或者电热水器的性能指标。这里摘录了手册选型部分的一些内容，以使读者熟悉其多种功能。
对于给定的设备，如果设计人员在恢复容量和储备容量上有不只一个的选择，应该按照下面的方法考虑：
1.         设备的初投资
●一般，对于使用铜盘管式热水器的系统，选用最大的恢复容量和最小的储备容积投资最省。
2.         设备安装场地
●根据设备规格表仔细核算给定的安装场地的空间尺寸。
3.         可用能源形式和运行费
●有些商业用户可能在允许使用的燃气用量上受到限制。这就限制了热水器的恢复容量，增加了储备容量。由于许多供电部门按照用电时间段不同而电价不同，最小化恢复容量，最大化贮罐容积可能是最好的方法。参见前面“使用电热水器的情况”一节。
在摘录内容之后，我们还提供了两个基本原则和方法，供系统设计人员用来选择用于单水温或双水温系统的商用热水器。这部分内容可以用在没有设备选型表格的情况。基本步骤中也示范了用于当地的选型数据的计算方法。

双水温系统
这个例子是使用铜盘管式燃气热水器结合辅助热水贮罐用于双水温系统，供应餐饮服务业用水。系统设计人员只需要确定营业时的最大用餐时间以及洗碗机工作时间的长短。咨询用户就可以得到这部分数据。设备和系统选型方法和前面讲过的相同。
单水温系统
很多的住宅规格表包括公寓、汽车旅馆、宾馆和宿舍的数据。设计方法分为两个步骤。首先，确定热水用量和设备的最小储备容量。其次，利用“可用热水量表”核算，以确定热水器和贮罐容积。下面的例子是个公寓。咨询物业部门可以得到下面的数据：
1.         热水用于冲凉和其他较小的用水负荷，例如卫生间和家用洗碗机等。“公寓”意味着不包括洗衣机用的热水。如果有洗衣店，系统必须加上额外的恢复容量和储备容量。
2.         每个花洒头的总的冷热水冲凉水量计为3加仑/分钟。除非所有的花洒头都有流量控制，否则耗水量会比计算结果高，系统就变得不适用了。一定要让所有有关人员了解这个问题。

3.         计算工作可以依据公寓的规格（第一列）或者实际使用人数（第二列）来进行。询问物业部门，看他们认为哪一组数据更能反映实际的使用情况。记住，是人而不是设备在用水。
事先没有数据情况下的选型
下面介绍的方法用来确定间歇用水系统中的热水器的恢复容量和储备容量。本方法特意假定手头没有A.O.Smith的选型表格。
连续用水系统的计算，是要让热水器的恢复容量等于或者大于用水量。因此，贮罐容积（如果系统选用了容积式热水器）就不是很重要。如果连续用水系统内安装了铜盘管式热水器，那么就没有必要使用辅助热水贮罐，除非用水点要求的热水流量和水温各不相同。如果遇到这种情况，可以使用一个80加仑的配有水泵和控制系统的热水贮罐。热水贮罐中的水可以吸收低流量或者低水温需求条件下热水器多余的热量。
单水温系统和双水温系统的选型步骤基本一样：
确定每小时j用水量（加仑数）以及最大热水温升。
初步确定热水器型号k。
从用水量中减去热水器每小时的恢复容量。
用水量和恢复容量的差值必须来自储备容量。
差值乘以用水时间，得到的结果就是贮罐必须能够提供的“可用”热水量。
可用热水量除以0.7或0.8就得到所需的最小贮罐容积，参见第三章中的有关内容。
比较计算的最小贮罐容积和“初选”的热水器的储备容量。如果热水器的储备容量等于或者大于计算的最小贮罐容积，那么我们的选择就是正确的。如果不是这样，根据需要调整恢复容量和储备容量。参见第三章中的有关内容。
用热水器储备容量除以恢复容量，确认贮罐中的热水可以在下次用水时段来到前得到恢复。如果不能，根据需要调整恢复容量和储备容量。参见第三章中的有关内容。
j用水时间的单位可以是分钟或者秒。这种情况下，上面步骤中的所有以小时为单位的参数应该转换为以分钟或者秒为单位。例如，一台固定架式洗碗机，可能有12秒用水时段和83秒的恢复时段。
k参见“系统运行变化图”一节，第二章，可以协助确定“初选”的热水器偏重恢复容量还是偏重储备容量。通常，选择热水器每小时的恢复容量不应该超过每小时的用水量。这样才能利用上热水贮罐的容积。
单水温系统的例题
已经确定了有2个小时的用水时段，用水量为175加仑/小时，水温140℉。最低进水温度为40℉。最短的用水时段间隔时间为8小时。
选用A.O.Smith的Conservationist型容积式燃气热水器。（在本例中，也可以选用其他燃料或者类型的热水器。）
“试”选BTC-154型。这种热水器在100℉温升下，恢复容量为149加仑/小时，配有一个89加仑的热水贮罐。
用水量：
175加仑/小时，用水时段长2小时
减去：
149加仑/小时， 温升100℉时的恢复容量
等于：
26加仑，1小时需要的贮罐容积
乘以：
2小时的用水时段长
等于：
52加仑可用储备热水
除以：
0.7，贮罐利用率
等于：
52÷0.7＝74.29加仑最小贮罐容积
比较热水器储备容量：
89加仑储备容量>74.29最小贮罐容积
比较储备容量和恢复容量：
89÷149＝0.6小时＝36分钟，可用
结论：
BTC-154型热水器可以负担用水需求，选型正确。
双水温系统的例题
以经确定了有1个小时的75加仑180℉热水需求和110加仑140℉的热水需求。最低进水温度为40℉。每日用水时段最小间隔为3小时。
把180℉的热水等价转换成140℉的热水用量，避免同时处理两种温度。
转换方法：
●对于100℉温升的设备，180℉的热水用量需要乘以1.4。
a）这说明在相同的能耗下，水温从40℉升高到140℉的水量是水温从40℉升高到180℉时的水量的1.4倍。
b）公式：（热水温度－冷水温度 ）÷（混合水温度－冷水温度）＝乘数

例如：
c）75加仑180℉热水用量×1.4＝105加仑等价140℉热水用量。

●把转换后的180℉热水用量加到原140℉热水用量中，用以选择热水器。
a）105+110加仑140℉热水用量＝215加仑温升100℉的热水量。
选用A.O.Smith的容积式电热水器。（也可以选用其他燃料或其他形式的热水器）
参见第四章，“系统和设备选型”一节开始的部分。
“试”选DVE-120型热水器，输入功率24千瓦。这种热水器在热水温升100℉时的恢复容量为98加仑/小时，配有119加仑的热水贮罐。热水器工作设定温度为180℉，利用配备的混合阀门调节出140℉的热水。
用水量：
215加仑/小时，用水时段长1小时
减去：
98加仑/小时， 温升100℉时的恢复容量
等于：
117加仑，1小时需要的贮罐容积
比较热水器储备容量：
119加仑储备容量>117最小贮罐容积
注：对于119加仑储备容量，当贮罐利用率为70％时，相当于83加仑可用热水。然而这是83加仑的180℉热水，因此根据水温转换公式，83×1.4＝116加仑140℉热水，因此热水器的贮罐容积是合适的。
比较储备容量和恢复容量：
1.21小时<3小时，可用。（119÷98＝1.21小时）
结论：
DVE-120型热水器可以负担用水需求，选型正确。
向当地经销商寻求帮助
如果在设计热水系统和热水器的正确选型方面有任何疑问，请联系当地的A.O.Smith代理或者销售商。