关于容积式水加热器容积计算方法的探讨
我国现行的《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）5.3.3条中规定：容积式水加热器的有效贮热容积系数η＝0.75，导流型容积式水加热器的有效贮热容积系数η＝0.85。而在5.4.9条中则这样规定：容积式水加热器或加热水箱的容积附加系数应符合下列规定：1、当冷水从下部进入、热水从上部送出，其计算容积宜附加20%～25%。2、当采用导流型容积式水加热器时，其计算容积应附加10%～15%。
对于这样的规定，5.4.9条条文说明中做出了这样的解释：1、传统的U型管式容积式水加热器，由于设备本身构造要求，加热U型盘管离容器底有相当一段高度。当冷水由下进、热水从上出时，U型盘管以下部分的水不能加热，存在约20%～25%的冷水滞水区，即计算水加热器容积时应附加20%～25%的容积。2、带导流装置的U型管式容积式水加热器，在U型盘管外有一组导流装置，初始加热时，冷水进入加热器的导流筒内被加热成热水上升，继而迫使加热器上部的冷水返下形成自然循环，逐渐将加热器内的水加热。随着升温时间的延续，当加热器上部充满所需温度的热水时，自然循环即终止。此时，位于U型管下部的水虽然经循环已被加热，但达不到所需要的温度，按热量计算，容器的有效贮热容积约为85%～90%，即计算水加热器容积时应附加10%～15%的容积。
笔者以为，上述计算容积式水加热器容积的方法有所不妥。下面我通过一个简单的例子来说明一下理由。假设我们需要A升热水，用容积式水加热器加热， 容积式水加热器的有效贮热容积系数为η，求该容积式水加热器的总贮热容积V（升）是多少。按照数学理论的计算公式应该是：由A＝V×η,得V＝A÷η。而按照上述规范规定的计算方法则是：V’＝A×［1＋(1－η)］。
如果上述两种计算方法都是正确的，那么，从理论上讲，V应该等于V’，即A÷η＝ A×［1＋(1－η)］，则有η（2－η）＝1，即（η－1）2＝0。显然，只有当η＝1时，V＝V’才能成立，而对于容积式水加热器来说，《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）5.3.3条中已经讲得很明确，由于其设备本身构造特点，η＜1，也就是说V＝V’是不成立的。下面我们通过V’与V的比值来看一下它们的差别。
由上面的分析可得V’/V＝A［1＋(1－η)］/(A/η)＝η［1＋(1－η)］＝－（η2－2η）＝1－（η－1）2，因为0＜η＜1，所以0＜（η－1）2＜1，故有0＜1－（η－1）2＜1，也就是说，0＜V’/V＜1。从这里我们可以看出：按照规范规定的计算方法计算出来的容积式水加热器的总贮热容积，要比按照数学理论的精确计算方法计算出来的容积小一些。因此，笔者以为，从严谨求实的治学方面来讲，在容积式水加热器总贮热容积的计算问题上，我国现行的《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）存在些许小问题有待进一步完善。
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