供热工程第九章热水网络的水力计算和水压图.pptx

压差为30kPa。图4-3表示出系统两个支路中的一支路。
散热器内的数字表示散热器的热负荷。楼层高为3m。
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课题3 机械循环单管热水采暖系统的水力计 算
图4-4例题4-1的管路计算图
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课题3 机械循环单管热水采暖系统的水力计 算
3.2机械循环同程式热水采暖系统管路的水力计算例题
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课题2 热水采暖系统水力计算的任务和方法
图4-2 单管顺流式散热器进流系数
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课题2 热水采暖系统水力计算的任务和方法 • 跨越式热水采暖系统中，由于一部分直接经跨越管流入下层散热器，散热
器的进流系数α取决于散热器支管、立管，跨越管管径的组合情况和立管 中的流量、流速情况，进流系数可查图4-3确定。
目录
1 课题1 管路水力计算的基本原理 2 课题2 热水采暖系统水力计算的任务和方法 3 课题3 机械循环单管热水采暖系统的水力计算
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课题1 管路水力计算的基本原理
1.1 基本公式
• （1）沿程压力损失
• 根据达西公式，沿程压力损失可用下式计算
Py
l
d
2
R
2
Pa
(4-1)
单位长度的沿程压力损失，也就是比摩阻R的计算公式为
Rpj P l
(4-17)
式中 Rpj —不利环路的循环作用压力，Pa； α ——沿程压力损失占总压力损失的估计百分数，查附录
4-7确定α值；
∑ —l—环路的总长度，m。
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课题2 热水采暖系统水力计算的任务和方法
• (4) 根据Rpj和各管段流量，查附录4-1选出最接近的管 径，确定该管径下管段的实际比摩阻R和实际流速υ。

第9章
建筑内部热水供应系统的计算
9. 2
耗热量、热水量、耗媒量 计算
总目录
本章目录
9.2.1
耗热量计算
[课堂练习] 某住宅，共20户，每户按3.5人计，采用定时集中热水 供应系统，热水用水定额按80L/cap· d（60℃），密度为0.98㎏/L， 冷水温度按10℃计。每户设二个卫生间，一个厨房。每个卫生间内 设浴盆（带淋浴器）一个，小时用水量为300L/h，水温为40℃，同 时使用百分数为70％；洗手盆一个，小时用水量为30L/h,水温为 30℃，同时使用百分数为50％；大便器一个；厨房设洗涤盆一个， 小时用水量为180L/h,水温为50℃，同时使用百分数为70％。该住宅 楼的最大小时好热量为（258505）W。 [解3]
三.热水混合系数计算
总目录
本章目录
th tl K r tr tl
式中 Kr —— 热水混合系数；
tr —— 热水系统共水温度， ℃； th —— 混合水温度， ℃；
tL —— 冷水温度， ℃。
K 1 K l r
所需冷水量占混合水量的百分数，按下式计算：
第9章
建筑内部热水供应系统的计算
q ( t t N bC h r l) r o Q 3600 h
式中 Qh——设计小时耗热量 (W）; qh——卫生器具热水的小时用水定额（L/h）按表9-4采 用； C ——水的比热，C=4187(J/㎏·℃） tr——热水温度，按表9-4选用; tL ——冷水温度，按表9-1选用; ρr ——热水密度，（㎏/L); N0 ——同类型卫生器具数;
tr ——热水温度，tr=60℃;
tL ——冷水温度，按表3-4-3选用; ρr ——热水密度，（㎏/L); k ——小时变化系数，按表表9-5、9-6、9-7采用;

Pa
• 式中 • lzh——管段的折算长度，m。
• 用途 • 当量长度法一般多用在室外热力网路的水力计算上。
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三、室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务和方法 • 1. G, △ Pd
• 按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力(压头)，确定各管段的管径
• 2. G, d △ P
• 第二种情况的水力计算，常用于校核计算。根 据最不利循环环路各管段改变后的流速和已知各 管段的管径，利用水力计算图表，确定该循环环 路各管段的压力损失以及系统必需的循环作用压 力，并检查循环水泵扬程是否满足要求。
• 进行第三种情况的水力计算，就是根据管段的 管径d和允许压降P，来确定通过该管段(例如通过 系统的某一立管)的流量。对已有的热水供暖系统， 在管段已知作用压头下，校核各管段通过的水流 量的能力；以及热水供暖系统采用所谓“不等温 降”水力计算方法，就是按此方法进行计算的。
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散热器的进流系数α
在单管热水供暖系统中，立管的水流量全部或部分地流进散热器。流进 散热器的水流量与通过该立管水流量的比值，称作散热器的进流系数α， 可用下式表示
Gs / Gl
在垂直式顺流热水供暖系统中，散热器单侧连接时，α=1.0；散热器双 侧连接，通常两侧散热器的支管管径及其长度都相等时，α=0.5。当两侧散 热器的支管管径及其长度不相等时，两侧的散热器进流系数α就不相等了。
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机械循环同程式热水供暖系统管路
• 同程式系统的特点是通过各个并联环路的总长度 都相等。在供暖半径较大（一般超过50m以上）的 室内热水供暖系统中，同程式系统得到较普遍地应 用。现通过下面例题，阐明同程式系统管路水力计 算方法和步骤。

和管径都没有改变的一段管子称为一个计
算管段。任何一个热水供暖系统的管路都 供热工程室内热水供暖系统的水力 计算课件
二、当量局部阻力法和当量长度法
在实际工程设计中，为了简化计算，也 有采用所谓“当量局部阻力法”或“当量长 度法”进行管路的水力计算。
当量局部阻力法(动压头法) 当量局部阻 力法的基本原理是将管段的沿程损失转变为 局部损失来计算。
GI
I Gl
GII (1
I )G供l 热工程室内热水供暖系统的水力
计算课件
在垂直式顺流系统中，散热器单侧连接时， 1.0；散 热器双侧连接，当两侧支管管径及其长度都相等时，
0.5 ；当两侧支管管径及其长度不相等时，两侧散热 器的进流系数就不相等。
影响两侧散热器之间水流量分配的因素主要有两 个：
计算课件
例题4-2计算步骤 1．在轴测图上，与例题4-1相同，进行管段编
号，立管编号并注明各管段的热负荷和管长 2．确定最不利环路。本系统为异程式单管系统，
一般取最远立管的环路作为最不利环路 3．计算最不利环路各管段的管径
推荐平均比摩阻 Rpj 60 120 Pa m 来确定最不利环路各管
段的管径，
供热工程室内热水供暖系统的水力 计算课件
4、对机械循环双管系统，一根立管上的各层 散热器是并联关系，水在各层散热器冷却所 形成的重力循环作用压力不相等，在进行各 立管散热器并联环路的水力计算时，应计算 各层自然循环的作用压差，不可忽略。 5、对机械循环单管系统，如建筑物各部分层 数相同时，每根立管所产生的重力循环作用 压力近似相等，可忽略不计；如建筑物各部 分层数不同时，高度和各层热负荷分配比不 同，各立管环路之间所产生的重力循环作用 压力不相等，在计算各立管之间并联环路的 压降不平衡率时，应将其重力循环作用压力 的差额计算在内。重力循环作用压力可按设 计工况下的最大值的2／3计算(约相应于采暖 平均水温下的作用压力值)。 供热工程室内热水供暖系统的水力

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⑶与热水网路直接连接的用户系统，无论网路循环水泵 是否运行，其用户系统回水管出口处的压力必须高于用 户系统的充水高度，以防止系统倒空吸入空气，破坏正 常运行和腐蚀管道。
P 回 ＞ H 系 统 （ 系 统 充 水 高 度 ） 不 倒 空 ⑷网路回水管道内任一点的压力，都应比大气压力至少
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第七节 供热系统的定压方式
• 供热系统的定压方式主要有：膨胀水箱定压，补给水泵定压，补给水泵变频调速定压，气体定压罐定压和 蒸汽定压等。
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一、膨胀水箱定压 • 1．定义：利用膨胀水箱来维持定压点压力恒定的定压方式称为膨胀水箱定压。 • 2．作用：贮水、排气、定压。 • 3．原理
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二、补给水泵定压 ⑴定义：用供热系统的补给水泵保持定压点压力固定不变的方法称为补给水泵定压。 ⑵补给水泵定压方式 • 补给水泵连续补水定压方式 • 补给水泵间歇补水定压方式 • 补给水泵定压点设在旁通管处的定压方式
09:19:1237第37页/共61页⑶补水泵定压的特点 • 优点：设备简单，投资少，便于操作。 • 缺点：怕停电，对于大型供热系统应设双路电源。 ⑷适用范围 • 当系统恒压点压力要求较高，无法采用膨胀水箱定压时，可采用补给水泵定压。是目
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4．结构：一般用钢板制成，通常是圆形或矩形。膨胀水箱上一般装有膨胀管、溢流管、 信号管、循环管和排污管
5．膨胀水箱容积
6．膨胀水箱的高度
Vp tVs
Z
j
Pq

供热工程
第九 章
第二节
热水网路水力计算的方法及步骤
3．根据网路主干线各管段的计算流量 和初步选用的平均比摩阻R值，确定主干 线各管段的标准管径和相应的实际比摩阻。 4．根据选用的标准管径和管段中局部 阻力的形式查表,确定各管段局部阻力的 当量长度总和，以及管段的折算长度 。
供热工程
第九 章
第二节
热水网路水力计算的方法及步骤
供热工程
第九 章
第二节
热水网路水力计算的方法及步骤
如选用的R值较大，热媒流速就高，需要的 管径越小，因而降低了管网的基建投资和热损失， 但网路循环水泵的基建投资和电耗随之增加。应 该指出，如将比摩阻R值增大一倍，供热管道管 径d只能减小 12％，而电能费用却要增加100％。 同时，比摩阻R值的大小，除了影响供热管网的 建设投资和运行费用外，还影响供热管网水力工 况的稳定性。比摩阻R值增大，供热管网的水力 稳定性将下降。
本章重点及难点 • 热水网路水力计算的基本公式。 热水网路水力计算的基本公式。 • 水压图的基本概念。 水压图的基本概念。 • 热水网路的水力计算 • 水压图的绘制。 水压图的绘制。
热水网路水力计算的主要任务
1、按已知的热媒流量和压力损失，确定管 道的直径； 2、按已知热媒流量和管道直径，计算管道 的压力损失； 3、按已知管道直径和允许压力损失，计算 或校核管道中的流量。
供热工程
第九 章
第四 节
一、热水网路压力状况的基本技术要求
（3)不倒空。与热水网路直接连接的用户 系统，无论系统运行与否，其用户系统回 水管出口处的压力，必须高于用户系统的 充水高度，以免系统倒空吸入空气，破坏 正常运行和腐蚀管道。网路回水管内任何 一点的压力，都应比大气压力高，不低于 50kPa 。

ຫໍສະໝຸດ 热水网路的水压图与水力工况
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利

2）计算配水管网总的热损失
W w x s
3）总循环流量：
W s Q x C B ( tc tz )
Qx——循环流量，L/s； CB——水的比热，kJ/kg•℃； tc、tz——计算管路起点、终点的水温，℃； Ws——计算管段的热损失，kJ/h。
Hzr——第二循环系统的自然循环压力值，Pa； ⊿h——锅炉或水加热器的中心至立管顶部的标高差，m； γ2——最远处立管管段中点的水的比重，kg/m3； γ1——配水主立管管段中点的水的比重，kg/m3。

二、机械循环管网的计算 内容：
确定管网的自然压力
回水管经 循环流量 循环流量在配水、回水管路中的水头损失。
W——设计小时耗热量，kJ/h； Qr——设计小时热水量，L/h； CB——水的比热，kJ/Kg· ℃； tr——热水温度，℃； tL——冷水计算温度，℃。
三、热媒耗量计算
1 蒸汽直接加热：
3 .6 W G 1 .1~1 .2 m im ir
Gm——直接加热的蒸汽耗量，kg/h； W ——设计小时耗热量，kJ/h； im——蒸汽热焓，kJ/h，按蒸汽绝对压力查表确定（P248表
第9章 热水供应系统计算
•水质、水温及热水定额 •热水量、耗热量、热媒耗量的计算 •加热器及贮存设备的选择计算 •热水管网的水力计算
9-1 水质、水温及热水用水量定额
一 、水质
《生活饮用水卫生标准》; 钙镁离子含量：
用水量<10m3/ d (60℃) 不处理； 用水量≥10m3 / d且总硬度(以CaCO3计）>300mg/L，处理。
9-4 热水管网的水力计算
第一循环系统： 目的：确定热媒系统的D、 h 第二循环系统：（配水管、回水管系统） 目的：确定热水系统的D、 h

K sh Rsh Kb

0.25
(式9-5)
Rb mRb
b
Kb——按附录9-1查出的比摩阻和规定的K 值（表 式中Rb 、 Kb =0.5mm），； 中
一、沿程压力损失的计算
K sh ——水力计算时采用的实际当量绝对粗糙度，mm；
Rsh ——相应情况下的实际比摩阻，Pa/m； m ——修正系数，其值见表9-1。


热水网路水力计算的方法及步骤

5．根据管段的折算长度以及由表查到的比摩 阻，计算主干线各管段的总压降。 6．主干线水力计算完成后，便可进行热水网 路支干线、支线等水力计算。应按支干线、支 线的作用压力确定管径，水流速不应大于 3.5m/s,且R不应大于300Pa/m。
热水网路水力计算的例题


2
2
式中 △P —— 热水管网的局部压力损失，Pa； j ——管段中总的局部阻力系数。
二、局部压力损失的计算

在热水管网水力计算中，对于管网的局部阻力， 经常采用当量长度法进行计算，即将管段的局部 损失折合成相当的沿程损失。当量长度可用下式 计算： 1.25
d d Ld 9.1 0.25 K
d 0.387
K
0.0476
G
0.381
(式9-3)
R
0.5
0.19
R G 12.06
d
2.625
K 0.125
(式9-4)
一、沿程压力损失的计算


在设计工作中，为了简化繁琐的计算，将式(9-2)~ (9-4)中 各变量之间的关系制成水力计算图表供设计计算使用（见 附录9-1）。水力计算图表是在一定的管壁粗糙度和一定 的热媒密度下编制而成的，如果使用条件与制表条件不符 时，应对流速、管径、比摩阻进行相应的修正。 （1）管道的实际当量绝对粗糙度与制表的绝对粗糙度不 符，应对比摩阻进行修正。

二 、水温
冷水按P244表8.1.5选用。热水按P244表8.1.4选用。
三、 用水定额
1 按建筑性质和卫生器具完善程度， P240表8.1.1。 2 按建筑性质和卫生器具的单位用水量， P241表8.1.2。
9-2 热水量、耗热量、 热媒耗量的计算
设计用水量计算 耗热量计算 热媒耗量计算
第9章 热水供应系统计算
•水质、水温及热水定额 •热水量、耗热量、热媒耗量的计算 •加热器及贮存设备的选择计算 •热水管网的水力计算
9-1 水质、水温及热水用水量定额
一 、水质
《生活饮用水卫生标准》; 钙镁离子含量：
用水量<10m3/ d (60℃) 不处理； 用水量≥10m3 / d且总硬度(以CaCO3计）>300mg/L，处理。
内容：确定DN及 h
v 1方.2法m：/同s,冷 水d，min采用2热0水mm水力计算表.
2.回水管系
不配水，仅通过用以补偿配水管系热损失的循环流 量。
循环流量的目的：补偿配水管网在用水低峰时管 道散失的热量，保证各配水点水温。
循环方式
自然循环
机械循环
全日制循环 定时循环
自然循环 （见图9-6）
②快速式加热器——对数平均温度差：
△tmax ——热媒和被加热水在水加热器一端的最大温差，℃； △tmin ——热媒和被加热水在水加热器另一端的最小温差，℃。
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表9-3 每米钢管外表面积(㎡）
管径DN 20
25
32
40
外径mm 26.75 33.50 42.25 48
50
70
80
100 125
60
一.设计用水量计算
1 按用水单位数计算：

01
在网路水力计算基础上绘出水压图，可以确定管网与用户的连接方式，选择网路和用户的自控措施，还可进一步对网路工况，亦即对网路热媒的流量和压力状况进行分析，从而掌握网路中热媒流动的变化规律。
02
第二节 热水网路水力计算方法和例题
第三节水压图的基本概念
第四节 热水网路的水压图
第五节 补给水泵定压方式
Байду номын сангаас
第六节 其他定压方式
[例9-1] 某工厂热水供热管网平面布置如图9-1所示。管网中各管段长度、阀门的位置、方形补偿器的个数均已标注在图中。已知管网设计供、回水温度 =130℃， =70℃。用户E、F、D的设计热负荷 分别为1200kW、1000kW、1300kW。各热用户内部的阻力损失为 =50kPa。试进行该热水管网的水力计算。 某工厂热水供热管网平面布置图
01
《热网规范》建议的数值，主要是根据多年来采用直接连接的热水网路系统而规定的．对于采用间接连接的热水网路系统，根据北欧国家的设计与运行经验，采用主干线的平均比摩阻值比上述规定的值高，有达到100Pa／m的。间接连接的热网主干线的合理平均比摩阻值，有待通过技术经济分析和运行经验进一步确定。
02
确定管径和比摩阻
=222.04 Pa/m
01
02
分流三通 1×3.82=3.82m 方形补偿器 2×7.9=15.8m 闸阀 2×1.28=2.56m 总当量长度 =22.18m 管段BE的折算长度 =85+22.18=107.18m 管段BE的压力损失 =168.68×107.18=18079.12(Pa) 剩余压差 = － =30197.42－18079.12=12118.3 (Pa)，剩余压力过大，可在用户入口处安装调压板、调压阀门等进行调节。 用同样的方法计算管段CF ，计算结果见表9-4。