热水管网的水力计算
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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。
一.设计用水量计算
1 按用水单位数计算：
Qr——设计小时用水量，L/h； m——用水计算单位数，人数或床位数； Kh——热水小时变化系数（P246表8.2.1~8.2.3)；
qr——热水用水量定额，L/人·d或L/床·d。（P240 表8.1.1） 。
一、设计用水量计算
2 按使用热水的卫生器具数计算
2）计算配水管网总的热损失
3）总循环流量：
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。
4）计算循环管路各管段循环流量qx求定
（ 具体算法）
5）复核各管段的终点水温
6）计算循环管网的总水头损失
H——循环管网的总水头损失，kPa； Hp——循环流量通过配水计算管路的沿程、局
2 贮水器容积的计算 1）理论法： 热水用水曲线→逐时耗热曲线→绘出耗热积分曲线
→拟定供热曲线 2)经验法 贮水器的贮热量可按经验,由下表确定
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、
第二循环系统：（配水管、回水管系统）
目的：确定热水系统的D、
第二循环系统的计算
一．配、回水管系计算 1.配水管系
3.6W
tmc
tmz
Gms——热媒热水的耗量，kg/h； tmc——热媒热水供应温度，℃； tmz——热媒热水回水温度，℃；
9-3 加热器及贮存设备的选择计算
1. 传热面积的计算
Fp——水加热器传热面积，m2； Q——所需的热量，按设计小时耗热量计算，w； ε——传热效率修正系数， α——热损失附加系数，一般取α＝1.1～1.2 ； K——传热系数，W/m2•℃； ⊿tj——热媒和被加热水的计算温差，℃；具体计算方法
1.全日制热水供应系统 1）管段热损失：
ws
DLK(1)(tc
tz 2
tj)
ws——计算管段热损失,kJ/h； K——无保温时管道的传热系数， kJ/(m2•h•℃) ； η——保温系数； tDj————计管算道管的段外周径围，空m气；温（度见表，9℃-3；） L——计算管段的长度，m； ttcz————计计算算管管段段的的终起点点水水温温，，℃℃。；
实现自然循环条件：Hzr >1.35Hx
循环作用水头：
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。
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）
部损失，kPa；
Hx——循环流量通过回水计算管路的沿程、局
部损失，kPa；
hj——循环流量通过水加热器的水头损失，kPa；
7）选循环泵
•流量：
Qb = Qx + Qf
Qx—循环流量，L/s； Qf—循环附加流量，取设计小时水量 15%，L/h。
•扬程：
计算方法与步骤
1）选择计算管路 2）按冷水计算方法确定配水管路的管径 3）初选回水管径，比相应配水管小1#~2# 4）选定计算管路水温降落值 5）计算各管段热损失 6）计算配水管网的总热损失
•tz 的计算
假设水温落与管道表面积成正比，近似算出单位面 积的温降值，计算各管段的水温降落值。
t T F
tz tc t f
Δt——配水管网中的面积比温降，℃/㎡； ΔT——配水环路起点和终点的温差，ΔT=5～15℃； F——计算管路的总外表面积，㎡； tc 、tz——计算管路起点、终点的水温，℃； Σf ——计算管段的散热面积，㎡，可查表计算。
8.2.4）。
ir——蒸汽与冷水混合后的热焓，kJ/kg， ir=4.187× tr
2 蒸汽间接加热：
Gmh
1.1
~
1.2
3.6W
h
Gmh——间接加热的蒸汽耗量，kg/h；
rh——蒸汽气化热，查表（P248表8.2.4） ； W——设计小时耗热量，kJ/h。
3 热水间接加热
Gms
1.1
~
1.2
CB
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
二、耗热量计算
W CB tr tl Qr
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：
Gm
1.1
~ 1.2 3.6W
im ir
GWm————设直计接小加时热耗的热蒸量汽，耗k量J/，h；kg/h； im——蒸汽百度文库焓，kJ/h，按蒸汽绝对压力查表确定（P248表
Qr——设计小时用水量，L/h； qh—— 卫 生 器 具 的 小 时 用 水 定 额 ， L/h ； （ P241 表 8.1.2） b——同类卫生器具同时使用百分数； Kr——热水混合系数。
Kr热水占混合水的百分数系数求定： 流量平衡 热平衡
热水占混合水的百分数：
tr——热水系统供水温度， th——混合后卫生器具出水温度，℃ tL——冷水计算温度，℃ 冷水按P244表8.1.5选用。热水按P244表8.1.4选用。
•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。
一.设计用水量计算
1 按用水单位数计算：
Qr——设计小时用水量，L/h； m——用水计算单位数，人数或床位数； Kh——热水小时变化系数（P246表8.2.1~8.2.3)；
qr——热水用水量定额，L/人·d或L/床·d。（P240 表8.1.1） 。
一、设计用水量计算
2 按使用热水的卫生器具数计算
2）计算配水管网总的热损失
3）总循环流量：
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。
4）计算循环管路各管段循环流量qx求定
（ 具体算法）
5）复核各管段的终点水温
6）计算循环管网的总水头损失
H——循环管网的总水头损失，kPa； Hp——循环流量通过配水计算管路的沿程、局
2 贮水器容积的计算 1）理论法： 热水用水曲线→逐时耗热曲线→绘出耗热积分曲线
→拟定供热曲线 2)经验法 贮水器的贮热量可按经验,由下表确定
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、
第二循环系统：（配水管、回水管系统）
目的：确定热水系统的D、
第二循环系统的计算
一．配、回水管系计算 1.配水管系
3.6W
tmc
tmz
Gms——热媒热水的耗量，kg/h； tmc——热媒热水供应温度，℃； tmz——热媒热水回水温度，℃；
9-3 加热器及贮存设备的选择计算
1. 传热面积的计算
Fp——水加热器传热面积，m2； Q——所需的热量，按设计小时耗热量计算，w； ε——传热效率修正系数， α——热损失附加系数，一般取α＝1.1～1.2 ； K——传热系数，W/m2•℃； ⊿tj——热媒和被加热水的计算温差，℃；具体计算方法
1.全日制热水供应系统 1）管段热损失：
ws
DLK(1)(tc
tz 2
tj)
ws——计算管段热损失,kJ/h； K——无保温时管道的传热系数， kJ/(m2•h•℃) ； η——保温系数； tDj————计管算道管的段外周径围，空m气；温（度见表，9℃-3；） L——计算管段的长度，m； ttcz————计计算算管管段段的的终起点点水水温温，，℃℃。；
实现自然循环条件：Hzr >1.35Hx
循环作用水头：
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。
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）
部损失，kPa；
Hx——循环流量通过回水计算管路的沿程、局
部损失，kPa；
hj——循环流量通过水加热器的水头损失，kPa；
7）选循环泵
•流量：
Qb = Qx + Qf
Qx—循环流量，L/s； Qf—循环附加流量，取设计小时水量 15%，L/h。
•扬程：
计算方法与步骤
1）选择计算管路 2）按冷水计算方法确定配水管路的管径 3）初选回水管径，比相应配水管小1#~2# 4）选定计算管路水温降落值 5）计算各管段热损失 6）计算配水管网的总热损失
•tz 的计算
假设水温落与管道表面积成正比，近似算出单位面 积的温降值，计算各管段的水温降落值。
t T F
tz tc t f
Δt——配水管网中的面积比温降，℃/㎡； ΔT——配水环路起点和终点的温差，ΔT=5～15℃； F——计算管路的总外表面积，㎡； tc 、tz——计算管路起点、终点的水温，℃； Σf ——计算管段的散热面积，㎡，可查表计算。
8.2.4）。
ir——蒸汽与冷水混合后的热焓，kJ/kg， ir=4.187× tr
2 蒸汽间接加热：
Gmh
1.1
~
1.2
3.6W
h
Gmh——间接加热的蒸汽耗量，kg/h；
rh——蒸汽气化热，查表（P248表8.2.4） ； W——设计小时耗热量，kJ/h。
3 热水间接加热
Gms
1.1
~
1.2
CB
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
二、耗热量计算
W CB tr tl Qr
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：
Gm
1.1
~ 1.2 3.6W
im ir
GWm————设直计接小加时热耗的热蒸量汽，耗k量J/，h；kg/h； im——蒸汽百度文库焓，kJ/h，按蒸汽绝对压力查表确定（P248表
Qr——设计小时用水量，L/h； qh—— 卫 生 器 具 的 小 时 用 水 定 额 ， L/h ； （ P241 表 8.1.2） b——同类卫生器具同时使用百分数； Kr——热水混合系数。
Kr热水占混合水的百分数系数求定： 流量平衡 热平衡
热水占混合水的百分数：
tr——热水系统供水温度， th——混合后卫生器具出水温度，℃ tL——冷水计算温度，℃ 冷水按P244表8.1.5选用。热水按P244表8.1.4选用。