2热负荷及水力计算
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tr tlx N 0.0864Qrp 350 N tr tl
——热水供应年耗热量，按不同式子计算时，单位分别 为kWh/a或GJ/a； ——采暖期热水供应的平均热负荷，kW； Qrp tr ——热水供应设计温度，℃； tlx ——夏季冷水温度（非采暖期平均水温），℃； l ——冬季冷水温度（采暖期平均水温），℃； 350 N ——全年非采暖期的工作天数(扣去15天检修期),d。 2011.3 山东科技大学土建学院建环系
第二章 热水供热系统的水力计算
2.1 概述 热水管网水力计算的主要任务有： （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 道中的热媒流量。
热水管网水力计算的基本原理与室内热水采暖系统管 路水力计算的基本原理相同，即使用的基本公式相同。
2011.3
山东科技大学土建学院建环系
1.2.5生产工艺热负荷 生产工艺热负荷是指为了满足生产过程中用于加热、烘干、 蒸煮、清洗、熔化等过程的用热，或作为动力用于驱动机 械设备（蒸汽锤、蒸汽泵等）工作的耗汽。 集中供热系统中，生产工艺热负荷的用热参数，按照工艺 要求热媒温度的不同，大致可分为三种： 供热温度在130~150℃以下称为低温供热，一般靠 0.4~0.6MPa蒸汽供热； 供热温度在130~150℃以上到250℃以下时，称为中温供热。 供热温度高于250~300℃时，称为高温供热。
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N tn t pj 0.0036ZQt tn twt
N
（3）热水供应年耗热量 热水供应年耗热量可按下式计算：
Qr ,a tr tlx N Qrp 24 Qrp 350 N tr tl
表1- 居住区采暖期生活热水指标
用水设备情况 住宅无生活用水设备，只对公共建筑供热水时
全部住宅有浴盆并供给生活热水时
3 Qrp qs F 10
热指标/ W/m2 2.5~3.0
15~20
注：1.冷水温度较高时用较小值，冷水温度较低时用较大值。 2.热指标中已包括了约10%的管网热损失。
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2）生活热水最大热负荷
max 式中 Qr ——生活热水最大热负荷，kW； ——小时变化系数，一般可取2~3。 在计算管网热负荷时，其中生活热水热负荷按下列规定取 用：热网干线的热水供应热负荷采用采暖期生活热水平均 热负荷；支线用户全部有储水箱时，采用采暖期生活热水 平均热负荷；当用户无储水箱时，采用采暖期生活热水最 大热负荷。
Q
' c
2011.3
qc F 103 COP
山东科技大学土建学院建环系
1.2.4 生活热负荷 生活热负荷可以分为热水供应热负荷和其他生活用热热负 荷两类。 (1) 热水供应热负荷 热水供应热负荷是日常生活中用于洗脸、洗澡、洗衣服以 及洗刷器皿等所消耗的热量。热水供应热负荷取决于热水 用量。 热水供应系统的工作特点是热水用量具有昼夜的周期性。 每天的热水用量变化不大，但小时热水用量变化较大。
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1.2.3 空调设计热负荷 （1）空调冬季设计热负荷 空调冬季设计热负荷包括围护结构的耗热量和加热新风耗 热量。
' Qa qa F 103
式中：式中 Qa'——空调冬季设计热负荷，kW； F——建筑物的建筑面积，m2； qa——建筑物空调面积热指标，表示每平方米建 筑面积的空调冬季设计热负荷， W/m2 。 （2）空调夏季设计冷负荷
Qrmax KQrp
K
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(2) 其他生活用热热负荷 其他生活用热热负荷是指在工厂、医院、学校等地方，除 热水供应外，还可能有开水供应、蒸汽蒸饭等用热。这些 用热热负荷的概算，可根据具体的指标（如：开水加热温 度、人均饮水标准、蒸饭锅的蒸汽消耗量等）来参照确定。 例如计算开水供应用热量，加热温度可取105℃，饮水标 准可取2~3L/天·人；蒸饭锅的蒸汽消耗量，当蒸煮量为 100kg时，约需耗蒸汽100~250kg（蒸煮量越大，单位耗汽 量越小）。一般开水和蒸锅要求的加热蒸汽表压力为 0.15~0.25MPa。
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对于一般居住区，热水供应热负荷可按下式计算： 1）居住区采暖期生活热水平均热负荷
——居住区采暖期生活热水平均热负荷，kW； 式中 Qrp F ——居住区的总建筑面积，m2； qs ——居住区生活热水指标，W/m2，当无实际统 计资料时，可按表1- 取用。
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供热工程
GONG RE GONG CHENG
供热热网的热负荷及水力计算
供热热网的热负荷及水力计算
【知识目标】 1.理解集中供热系统中各热用户热负荷的概算方法； 2.了解集中供热系统的年耗热量计算方法； 3.掌握热水管网水力计算的基本原理、方法与步骤。 【能力目标】 1.能进行集中供热系统各热用户热负荷的确定； 2.会进行热水管网的水力计算，确定供热管道的管径。
——采暖期天数，d； n ——采暖室内计算温度，℃； t pj ——供暖期室外平均温度，℃； twn ——采暖室外计算温度，℃； 0.0864——公式化简和单位换算后的数值（0.0864=24×3600×10-6）。
n pj 24Qn N tn twn tn t pj 0.0864Qn N tn twn
t
N
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（2）通风年耗热量
tn t pj Qt ,a ZQt tn twt
式中 Qt ,a ——通风年耗热量，按不同式子计算时，单位分别 为kWh/a或GJ/a； Z ——采暖期内通风装置每日平均运行小时数，h/d； Qt ——通风设计热负荷，kW； ——冬季通风室外计算温度，℃； t wt 0.0036——单位换算系数（1kWh =3600×10-6 GJ）。
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（2）面积热指标法 建筑物的采暖热负荷可按下式进行概算: 式中 Qn——建筑物的采暖热负荷，kW； F ——建筑物的建筑面积，m2； q f ——建筑物采暖面积热指标，表示每平方米建筑 面积的采暖热负荷， W/m2 。 我国《城市热力网设计规范》给出了采暖面积热指标的推 荐值，见表1-1。
2011.3
R ——每米管长的沿程压力损失（比摩阻），Pa/m；
——沿程阻力系数；
G ——管段的热媒流量，t/h；
d ——管道的内径，m； ——热媒的密度，kg/m 。
3
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水力计算
热水管网的水流速度通常大于0.5m/s，其流动状况大多处 于阻力平方区。阻力平方区的沿程阻力系数值，可用下式 1 确定： 2 (式2-5) d 1.14 2 lg K 对于管径等于或大于40mm的管道，也可用下式计算：
表1-1 采暖面积热指标
Qn q f F 103
注：热指标中已包括约5%的管网热损失在内。
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1.2.2通风热负荷 为了保证室内空气具有一定的清洁度及温湿度等要求，就 要求对生产厂房、公共建筑及居住建筑进行通风或空气调 节。在采暖季节里，加热从室外进入的新鲜空气所耗的热 量称为通风热负荷。 建筑物的通风热负荷，可采用通风体积热指标法或百分数 法进行概算。
集中供热系统的热用户有采暖、通风、热水供应、空气调 节、生产工艺等各种用热系统。用热系统的热负荷，按其 性质可分为季节性热负荷和常年性热负荷两大类。 季节性热负荷包括采暖、通风、空气调节等系统的热负荷。 这类热负荷的特点是与室外温度、湿度、风向、风速和太 阳辐射强度等气候条件密切相关，其中对它的大小起决定 性作用的是室外温度。 常年性热负荷包括生活用热（主要指热水供应）和生产工 艺系统的热负荷。这类热负荷的特点是与气候条件关系不 大，因而在全年中变化幅度较小，用热比较稳定。
Qr ,a
t
（4）生产工艺年耗热量 生产工艺年耗热量可按下式计算：
Qs ,a QT i i
式中 : Qs ,a ——生产工艺年耗热量，GJ/a； Qi ——1年12个月中第个月的日平均耗热量，GJ/d； Ti ——1年12个月中第个月的天数，d。
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1.2 集中供热系统热负荷的确定
1.2.1采暖热负荷 采暖热负荷的概算，可采用体积热指标法或面积热指标法 进行计算。 （1） 体积热指标法 建筑物的采暖热负荷可按下式进行概算。
3 Qn qvVw (tn twn ) 10
式中 Qn ——建筑物的采暖热负荷，kW； Vw——建筑物的外围体积，m3； tn ——采暖室内计算温度，℃； twn——采暖室外计算温度，℃； qv ——建筑物的采暖体积热指标，W/(m3·℃)，它 表示各类建筑物，在室内外温差1℃时，每1m3建筑物外围 体积的采暖热负荷。
d 0.11 K
式中
0.25
(式2-5)
K——管壁的当量绝对粗糙度，m；热水管网中取
K 0.5 10 m
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1.3 集中供热系统的年耗热量
集中供热系统的年耗热量是各类热用户年耗热量的总和，可按下述方法计算。 （1）采暖年耗热量 t t
Qn,a
Qn ,a ——采暖年耗热量，按不同式子计算时，单位分别为kWh/a或GJ/a；
Qn ——采暖设计热负荷，kW；
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（1）通风体积热指标法 建筑物的通风热负荷可按下式进行概算 ：
) 103 Qt qtVw (tn twt
式中 Qt ——建筑物的通风热负荷，kW； Vw ——建筑物的外围体积，m3； tn ——采暖室内计算温度，℃； ——通风室外计算温度，℃； t wt qt ——通风的体积热指标，它表示建筑物在室内外 温差1℃时，每立方米建筑物外围体积的通风热负 荷,W/(m3·℃)。 通风体积热指标 qt 的值取决于建筑物的性质和外围体积。
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（2）百分数法 民用建筑（如旅馆、体育馆等）有通风空调热负荷时， 可按该建筑物的采暖设计热负荷的百分数进行概算。计算 公式为：
Qt Kt Qn
式中 Qt ——建筑物的通风热负荷，kW； K t ——计算建筑物通风、空调热负荷的系数，一般 取0.3~0.5； Qn ——建筑物的采暖热负荷，kW。
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目 录
1
课题1 集中供热系统的热负荷
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
课题2 热水管网水力计算的基本原理
课题3 热水热网的水力计算
3 4
课题4 蒸汽热网的水力计算
课题5 凝结水热网的水力计算
5
2011.3
山东科技大学土建学院建环系
第一章 集中供热系统的热负荷
1.1 集中供热系统热负荷的特征
2011.3
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水力计算
2.2 基本公式
2.2.1 沿程损失 因热水管网的水流量较大，所以通常以t/h为单位。表达 每米管长的沿程损失（比摩阻）R、管径d和水流量G的关 系式，可改写为：
2 G 2 R 6.25 10 d5
(式2-4)
——热水供应年耗热量，按不同式子计算时，单位分别 为kWh/a或GJ/a； ——采暖期热水供应的平均热负荷，kW； Qrp tr ——热水供应设计温度，℃； tlx ——夏季冷水温度（非采暖期平均水温），℃； l ——冬季冷水温度（采暖期平均水温），℃； 350 N ——全年非采暖期的工作天数(扣去15天检修期),d。 2011.3 山东科技大学土建学院建环系
第二章 热水供热系统的水力计算
2.1 概述 热水管网水力计算的主要任务有： （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 道中的热媒流量。
热水管网水力计算的基本原理与室内热水采暖系统管 路水力计算的基本原理相同，即使用的基本公式相同。
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1.2.5生产工艺热负荷 生产工艺热负荷是指为了满足生产过程中用于加热、烘干、 蒸煮、清洗、熔化等过程的用热，或作为动力用于驱动机 械设备（蒸汽锤、蒸汽泵等）工作的耗汽。 集中供热系统中，生产工艺热负荷的用热参数，按照工艺 要求热媒温度的不同，大致可分为三种： 供热温度在130~150℃以下称为低温供热，一般靠 0.4~0.6MPa蒸汽供热； 供热温度在130~150℃以上到250℃以下时，称为中温供热。 供热温度高于250~300℃时，称为高温供热。
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N tn t pj 0.0036ZQt tn twt
N
（3）热水供应年耗热量 热水供应年耗热量可按下式计算：
Qr ,a tr tlx N Qrp 24 Qrp 350 N tr tl
表1- 居住区采暖期生活热水指标
用水设备情况 住宅无生活用水设备，只对公共建筑供热水时
全部住宅有浴盆并供给生活热水时
3 Qrp qs F 10
热指标/ W/m2 2.5~3.0
15~20
注：1.冷水温度较高时用较小值，冷水温度较低时用较大值。 2.热指标中已包括了约10%的管网热损失。
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2）生活热水最大热负荷
max 式中 Qr ——生活热水最大热负荷，kW； ——小时变化系数，一般可取2~3。 在计算管网热负荷时，其中生活热水热负荷按下列规定取 用：热网干线的热水供应热负荷采用采暖期生活热水平均 热负荷；支线用户全部有储水箱时，采用采暖期生活热水 平均热负荷；当用户无储水箱时，采用采暖期生活热水最 大热负荷。
Q
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1.2.4 生活热负荷 生活热负荷可以分为热水供应热负荷和其他生活用热热负 荷两类。 (1) 热水供应热负荷 热水供应热负荷是日常生活中用于洗脸、洗澡、洗衣服以 及洗刷器皿等所消耗的热量。热水供应热负荷取决于热水 用量。 热水供应系统的工作特点是热水用量具有昼夜的周期性。 每天的热水用量变化不大，但小时热水用量变化较大。
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1.2.3 空调设计热负荷 （1）空调冬季设计热负荷 空调冬季设计热负荷包括围护结构的耗热量和加热新风耗 热量。
' Qa qa F 103
式中：式中 Qa'——空调冬季设计热负荷，kW； F——建筑物的建筑面积，m2； qa——建筑物空调面积热指标，表示每平方米建 筑面积的空调冬季设计热负荷， W/m2 。 （2）空调夏季设计冷负荷
Qrmax KQrp
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(2) 其他生活用热热负荷 其他生活用热热负荷是指在工厂、医院、学校等地方，除 热水供应外，还可能有开水供应、蒸汽蒸饭等用热。这些 用热热负荷的概算，可根据具体的指标（如：开水加热温 度、人均饮水标准、蒸饭锅的蒸汽消耗量等）来参照确定。 例如计算开水供应用热量，加热温度可取105℃，饮水标 准可取2~3L/天·人；蒸饭锅的蒸汽消耗量，当蒸煮量为 100kg时，约需耗蒸汽100~250kg（蒸煮量越大，单位耗汽 量越小）。一般开水和蒸锅要求的加热蒸汽表压力为 0.15~0.25MPa。
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对于一般居住区，热水供应热负荷可按下式计算： 1）居住区采暖期生活热水平均热负荷
——居住区采暖期生活热水平均热负荷，kW； 式中 Qrp F ——居住区的总建筑面积，m2； qs ——居住区生活热水指标，W/m2，当无实际统 计资料时，可按表1- 取用。
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供热热网的热负荷及水力计算
供热热网的热负荷及水力计算
【知识目标】 1.理解集中供热系统中各热用户热负荷的概算方法； 2.了解集中供热系统的年耗热量计算方法； 3.掌握热水管网水力计算的基本原理、方法与步骤。 【能力目标】 1.能进行集中供热系统各热用户热负荷的确定； 2.会进行热水管网的水力计算，确定供热管道的管径。
——采暖期天数，d； n ——采暖室内计算温度，℃； t pj ——供暖期室外平均温度，℃； twn ——采暖室外计算温度，℃； 0.0864——公式化简和单位换算后的数值（0.0864=24×3600×10-6）。
n pj 24Qn N tn twn tn t pj 0.0864Qn N tn twn
t
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（2）通风年耗热量
tn t pj Qt ,a ZQt tn twt
式中 Qt ,a ——通风年耗热量，按不同式子计算时，单位分别 为kWh/a或GJ/a； Z ——采暖期内通风装置每日平均运行小时数，h/d； Qt ——通风设计热负荷，kW； ——冬季通风室外计算温度，℃； t wt 0.0036——单位换算系数（1kWh =3600×10-6 GJ）。
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（2）面积热指标法 建筑物的采暖热负荷可按下式进行概算: 式中 Qn——建筑物的采暖热负荷，kW； F ——建筑物的建筑面积，m2； q f ——建筑物采暖面积热指标，表示每平方米建筑 面积的采暖热负荷， W/m2 。 我国《城市热力网设计规范》给出了采暖面积热指标的推 荐值，见表1-1。
2011.3
R ——每米管长的沿程压力损失（比摩阻），Pa/m；
——沿程阻力系数；
G ——管段的热媒流量，t/h；
d ——管道的内径，m； ——热媒的密度，kg/m 。
3
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水力计算
热水管网的水流速度通常大于0.5m/s，其流动状况大多处 于阻力平方区。阻力平方区的沿程阻力系数值，可用下式 1 确定： 2 (式2-5) d 1.14 2 lg K 对于管径等于或大于40mm的管道，也可用下式计算：
表1-1 采暖面积热指标
Qn q f F 103
注：热指标中已包括约5%的管网热损失在内。
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1.2.2通风热负荷 为了保证室内空气具有一定的清洁度及温湿度等要求，就 要求对生产厂房、公共建筑及居住建筑进行通风或空气调 节。在采暖季节里，加热从室外进入的新鲜空气所耗的热 量称为通风热负荷。 建筑物的通风热负荷，可采用通风体积热指标法或百分数 法进行概算。
集中供热系统的热用户有采暖、通风、热水供应、空气调 节、生产工艺等各种用热系统。用热系统的热负荷，按其 性质可分为季节性热负荷和常年性热负荷两大类。 季节性热负荷包括采暖、通风、空气调节等系统的热负荷。 这类热负荷的特点是与室外温度、湿度、风向、风速和太 阳辐射强度等气候条件密切相关，其中对它的大小起决定 性作用的是室外温度。 常年性热负荷包括生活用热（主要指热水供应）和生产工 艺系统的热负荷。这类热负荷的特点是与气候条件关系不 大，因而在全年中变化幅度较小，用热比较稳定。
Qr ,a
t
（4）生产工艺年耗热量 生产工艺年耗热量可按下式计算：
Qs ,a QT i i
式中 : Qs ,a ——生产工艺年耗热量，GJ/a； Qi ——1年12个月中第个月的日平均耗热量，GJ/d； Ti ——1年12个月中第个月的天数，d。
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1.2 集中供热系统热负荷的确定
1.2.1采暖热负荷 采暖热负荷的概算，可采用体积热指标法或面积热指标法 进行计算。 （1） 体积热指标法 建筑物的采暖热负荷可按下式进行概算。
3 Qn qvVw (tn twn ) 10
式中 Qn ——建筑物的采暖热负荷，kW； Vw——建筑物的外围体积，m3； tn ——采暖室内计算温度，℃； twn——采暖室外计算温度，℃； qv ——建筑物的采暖体积热指标，W/(m3·℃)，它 表示各类建筑物，在室内外温差1℃时，每1m3建筑物外围 体积的采暖热负荷。
d 0.11 K
式中
0.25
(式2-5)
K——管壁的当量绝对粗糙度，m；热水管网中取
K 0.5 10 m
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1.3 集中供热系统的年耗热量
集中供热系统的年耗热量是各类热用户年耗热量的总和，可按下述方法计算。 （1）采暖年耗热量 t t
Qn,a
Qn ,a ——采暖年耗热量，按不同式子计算时，单位分别为kWh/a或GJ/a；
Qn ——采暖设计热负荷，kW；
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（1）通风体积热指标法 建筑物的通风热负荷可按下式进行概算 ：
) 103 Qt qtVw (tn twt
式中 Qt ——建筑物的通风热负荷，kW； Vw ——建筑物的外围体积，m3； tn ——采暖室内计算温度，℃； ——通风室外计算温度，℃； t wt qt ——通风的体积热指标，它表示建筑物在室内外 温差1℃时，每立方米建筑物外围体积的通风热负 荷,W/(m3·℃)。 通风体积热指标 qt 的值取决于建筑物的性质和外围体积。
2011.3 山东科技大学土建学院建环系
（2）百分数法 民用建筑（如旅馆、体育馆等）有通风空调热负荷时， 可按该建筑物的采暖设计热负荷的百分数进行概算。计算 公式为：
Qt Kt Qn
式中 Qt ——建筑物的通风热负荷，kW； K t ——计算建筑物通风、空调热负荷的系数，一般 取0.3~0.5； Qn ——建筑物的采暖热负荷，kW。
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目 录
1
课题1 集中供热系统的热负荷
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
课题2 热水管网水力计算的基本原理
课题3 热水热网的水力计算
3 4
课题4 蒸汽热网的水力计算
课题5 凝结水热网的水力计算
5
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第一章 集中供热系统的热负荷
1.1 集中供热系统热负荷的特征
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水力计算
2.2 基本公式
2.2.1 沿程损失 因热水管网的水流量较大，所以通常以t/h为单位。表达 每米管长的沿程损失（比摩阻）R、管径d和水流量G的关 系式，可改写为：
2 G 2 R 6.25 10 d5
(式2-4)