采暖管道水力计算

采暖供热管道水力计算表说明
1 电算表编制说明
1.1 采暖供热管道的沿程损失采用以下计算公式：
2
2
v d L
P j
m ⋅⋅=Δρλ （1.1）
式中： △P m ——计算管段的沿程水头损失（Pa）
； L ——计算管段长度（m）；
λ——管段的摩擦阻力系数；
d j ——水管计算内径（m），按本院技术措施表A.1.1-2～A.1.1-9编制取值；
ρ——流体的密度（kg/m 3
）,按本院技术措施表A.2.3编制取值； v ——流体在管内的流速（m/s）。

1.2 管道摩擦阻力系数λ
1.2.1采用钢管的采暖供热管道摩擦阻力系数λ采用以下计算公式：
1) 层流区（R e ≤2000）
Re
64
=
λ 2) 紊流区（R e ＞2000） 一般采用柯列勃洛克公式
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝⎛+−=72
.3/Re 51.2lg 21
j
d K λλ 简化计算时采用阿里特苏里公式
25
.0Re 6811.0⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝⎛+=j d
K λ
雷诺数
γ
j
d v ⋅=
Re
以上各式中
λ——管段的摩擦阻力系数； Re ——雷诺数；
d j ——管子计算内径（m），钢管计算内径按本院技术措施表A.1.1-2取值；
K ——管壁的当量绝对粗糙度（m），室内闭式采暖热水管路K ＝0.2×10－
3m ，室外供热管网
K ＝0.5×10－
3m ；
v ——热媒在管内的流速，根据热量和供回水温差计算确定（m/s）；
γ——热媒的运动粘滞系数（m 2/s）
，根据供回水平均温度按按本院技术措施表A. 2.1取值。

1.2.2塑料管和内衬（涂）塑料管的摩擦阻力系数λ，按下式计算：
{
}27.3lg
1Re lg 7.3lg )2(312.12
5.0K
d K d b b
j s j ⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎣
⎡
−−+
=λ
式中 b＝1＋
z
s
Re lg Re lg
γ
j
s d v ⋅=
Re
K
d j
z 500Re =
式中 b —— 水的流动相似系数；
Re s —— 实际雷诺数；
Re z —— 阻力平方区的临界雷诺数；
K —— 管子的当量绝对粗糙度（m），K=1×10-5
（m）； λ、v 、γ、 d j —— 同1.3.1。

1.3 管道局部阻力取值和计算
1.3.1 室内采暖管道局部阻力按下式计算：
2
2
v P j ⋅=Δρξ
式中 △P j ——局部水头损失（Pa）；
ρ ——热水密度；
ξ ——局部阻力系数，钢管根据本院技术措施表12.9.6－1取值，塑料管根据《实用
供热空调设计手册》（第二版）表6.4－7取值。

1.3.2 散热器温控阀局部阻力
1）温控阀流量系数
v
v P G K Δ=
−5
10
2）根据上式，可计算出温控阀阻力和阻力特性系数
5
22v 10G P ×Δv K ＝ （Pa ）
25
10v
v K S ＝
式中: G ——流经阀门的流量（m 3/h ）；
K v ——生产厂家给出的温控阀流量系数，K v 值表示阀前后压差为105
Pa 时的水流量
（m 3
/h）；
v P Δ——温控阀阻力（Pa ）；
v S ——温控阀阻力特性系数（Pa/(m 3/h)2）。

1.3.3 室外热水供热管网局部阻力按与沿程阻力的比值计算确定，见下表：
补偿器类型
管道公称直径DN（mm）
局部阻力与沿程阻力的比值
＜450 0.3 套筒或波纹管补偿器（带内衬筒）
450～1200 0.4 150～250
0.6 300～350 0.8 400～500 0.9 方形补偿器
600～1200
1.0
1.4 热水采暖的垂直双管系统各层支管之间重力水头H z
g h H g h z )(3
2
ρρ−=
（Pa ） 式中 h ——计算环路散热器中心之间的高差 (m)；
ρg 、ρh ——设计供、回水温度下水的密度 (kg/m 3)，按本院技术措施表A.2.3确定； g ——重力加速度，g=9.81m/s 2。

1.5 单管跨越式系统水温降
1.5.1 单管跨越式系统的散热器和跨越管流量分配
1) 单管跨越式系统散热器支路和跨越管支路的流量通过以下2式求得：
k s G G G += （1.5.1－1） k
s s
11S S G
G +
=（由2
k k 2
s s G S G S =导出） （1.5.1－2）
以上2式中:
G ——立管流量（m 3
/h）；
G s 、G k ——流经散热器支路和跨越管支路的流量（m 3
/h）；
S s 、 S k ——散热器支路和跨越管支路的阻力特性系数（Pa/(m 3/h)2
），由公式（1.5.1
－3）求得。

2) 管道阻力特性数S
∑+×=
)L (90024
2
2
ξλ
πρ
j
j
d d S （1.5.1－3）
注：上式由下式推导得出，式中各项见1.1。

∑∑=+×=
+Δ+Δ=Δ224
2
2
2
j
)L (90022
)
L d P SG G d d v P P j
j
j m ξλ
πρ
ρξλ
＝（
1.5.2 管道温降(采用等温降法)
1) 立管（或住宅户内单管系统）流量
)
(163.10h t t Q
G −Σ= （1.5.2－1）
2) 散热器出水温度
si
i
i si G Q t t 163.11−=− （1.5.2－2）
3) 散热器之后管道温度
G
G t G t t si
si ki i i ⋅+⋅=
−1 （1.5.2－3）
公式（1.5.2－1）～（1.5.2－3）中各项示意如下图：
G ——立管流量（m 3
/h）；
G si ——流经第i 组散热器的流量（m 3
/h），i＝1，2，3……；
G ki ——流经第i 组散热器跨越管的流量（m 3
/h） ΣQ——立管（或住宅户内单管系统）总供热量（W）； Q i ——第i 组散热器的供热量（W）； t 0——立管供水温度（℃）； t h ——立管回水温度（℃）；
t si ——第i 组散热器的出水温度（℃）； t i ——第i 组散热器与之后的管道温度（℃）； t i－1——第i 组散热器之前的管道温度（℃）。

1.6 散热器数量N
0G,t ∑Q,i-1 t si G ki G si t i t h t
321321'ββββββ⋅⋅Δ⋅=
⋅⋅⋅=n
s
t C Q
N N （1.6） 式中：N——散热器数量（长度或片数），按本院技术措施12.2.3条取整数。

N ’——设计工况下散热器数量（长度或片数）；
β1、β2、β3——修正系数，按本院技术措施12.2.2条取值。

Q——房间热负荷（W）；
C 、n ——系数，由散热器生产厂家提供；
n s t t t t −+=
Δ2
2
1（℃） t 1、t 2：散热器进、出口水温，双管系统为系统供、回水温度，单管串联系统
为t i－1和t si （见1.5.2各式）；
t n ：室内采暖计算温度。

2 采暖管道水力计算表适用范围及说明
2.1 电算表适用范围
2.1.1 采用共用立管的住宅采暖系统
表1：适用于采用热塑性管材或铝塑复合管的住宅等户内双管系统；（计算至户内管道与共用立管连接处）
表2：适用于采用热塑性管材或铝塑复合管的住宅等户内单管系统；（同上） 表3：适用于采用钢管的住宅等采暖系统的共用立管；（各立管底层以上管道计算） 表4：适用于采用钢管的住宅等采暖系统的室内干管；（由各立管最底层计算至建筑热力入口与室外干线连接处）
2.1.2 一般垂直双管采暖系统
表5：适用于采用钢管的一般垂直双管系统的室内立管；（各立管底层以上管道计算） 表6：适用于采用钢管的一般垂直双管系统的室内干管；（由各立管最底层散热器计算至建筑热力入口与室外干线连接处） 2.1.3 一般垂直单管采暖系统
表7：适用于采用钢管的一般垂直单管系统；（包括立管及干管，计算至建筑热力入口与室外干线连接处。

为提高计算速度，本表管道摩擦阻力系数λ采用阿里特苏里公式） 2.1.4 室外供热管道
表8：适用于采用钢管的室外供热管道。

2.2 双管系统
2.2.1 住宅等水平双管系统
1、 一般最远端散热器支路为该户最不利环路。

2、 考虑各散热器支路平衡和埋地非金属管道尽量减少接头，户内管道可不变径。

2.2.2 竖向双管系统
1、底层散热器支路为该立管的最不利环路。

2、如各立管最底层散热器中心高度不同，各立管阻力计算应考虑重力水头： 1） 首先确定基准散热器（例如首层），该层距离基准散热器的高差h 为0； 2） 以上层散热器距离基准散热器的高差h 填正值； 3） 以下层散热器距离基准散热器的高差h 填负值。

3、1根立管各层散热器支环路距离基准散热器的高差h 值填法同上。

2.2.3 散热器温控阀阻力
计算表中局部阻力系数和Σξ不包括温控阀的局部阻力系数，温控阀局部阻力根据流量系数单独列项计算，流量系数应由设计人根据生产厂家样本填入温控阀在N位时流量系数K v值。

2.3 单管系统
2.3.1 住宅户内单管系统
1．应每组散热器安装跨越管，采用低阻两通或三通温控阀，温控阀流量系数均应采用N 位时K v值。

计算时根据每组散热器支路与所并联的跨越管支路的阻力特性系数，按照1.6节公式计算各支路的管道流量，每组散热器的温降，各管段阻力。

2．在选择管径及阀件时，为减少散热器片数，应在满足管路水力平衡的基础上尽量加大散热器分流系数。

2.3.2 竖向单管系统
1．一般最远端立管环路为系统最不利环路。

2．进行各立管阻力计算时，应按照2.3.1条的原则和方法计算和选择管径。

因单管系统中立管阻力所占比例较大，应尽量通过调整管径，使同一干线上各并联环路之间的压力损失相对差额不大于15％。

2.4 散热器数量
当设计选用的散热器散热量计算公式与式（1.6）形式不同时，使用者应自行修改计算表内公式。

3 电算表使用说明
3.1 表中蓝底色格下各列单元格为必须输入的已知数据；
字体为蓝色的格表示其中数据使用者可以根据实际情况修改，其中管道局部阻力系数根据院技术措施填写，计算人可自行增加局部阻力种类，需修改“阻力系数和”项计算公式，温控阀K vs 值可根据生产厂家样本修改；
字体为粉色的单元格为中间计算结果，一般情况下使用者不必改动；
红色斜体字为最终计算结果。

3.2 计算、参数宏表为计算使用的参数或编制的计算函数，如无特殊需要一般不要改动。

3.3过滤器、热计量表等阻力根据生产厂提供的数据输入。

3.4 实际工程中管道分支情况与示例计算表不同时，计算人应修改各并联环路“不平衡率”项计算公式。

附：采暖管道水力计算表图示：
1.住宅户内双管系统（表1、3、4）
2.住宅户内单管系统（表2、3、4）
住宅户内双管系统（表1、3、4）
654321654321N -1N -2N -A 户型B 户型
表1表1表3
住宅户内单管系统（表2、3、4）
6
5
43211234567N-1
N-2
N-A户型B户型表2表2表3
3.垂直双管系统（表5、6）
4.垂直单管系统（表7）
1
234A 10
987611
12
13141519181716B N-1
N-2N-3N-4N-5N-10N-9N-8N-7N-6N-11
N-12
N-13N-14N-15N-19N-18N-17
N-165H1
H2H4H3
表5
表5
N-1N-2
N-3
N-4
N-5
N-9
N-8
N-7
N-6
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
立管供水6-5
5-44-33-22-1立管回水
H1
竖向单管系统（表7）
H2。