热水管网的计算

图9-1 自然循环压力
表9-15
图9-6 计算用图
计算表
计算用图
①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， 从而计算各管段的水温降落值。
∆t =
∆T F
t z = t c − ∆t ∑ f
∆t——配水管网中的面积比温降，℃/m2； ∆T——配水环路起点和终点的温差，一般∆T=5～15℃； F——计算管路的总外表面积，m2； tc 、tz——计算管路起点、终点的水温，℃； Σf ——计算管段的散热面积，m2，可查表计算。
7） 复核各配水点水温
∆t =
W C ⋅Q
8) 计算循环流量的水头损失
∑ h = ∑ h + ∑ h = ∑ i ⋅ l ⋅ (1.20 ~ 1.30 ) = 1.25 × 2.018 = 2.524 m
l j
9) 循环作用水头
H Zr = h(γ L − γ r ) mmH 2O
已知：
10) 机械循环计算 全日制：循环泵选择
定时循环管网计算 循环水泵流量：
Vgs——循环管网的全部容积，L； ts——在最长配水和回水环路中，循环一次所需时间 ts=15~30min 循环水泵扬程： Hb≥Hp+Hx+Hj
举例
热水供应系统如图 1)管道节点编号, A ~ J
2)按给水管网方法配水管管径。 3)定回水管径比给水管径小1~2#。 4)选定水温降落值：
②分支环路循环流量确定 节点1： 流入节点1时流量Q1=Qx携带热量为 W1~ 2 + W 2 ~ 3 + W A + W B + WC 流离节点1进入Ⅱ时Q1~2携带热量为 ：
W1~ 2 + W 2 ~ 3 + W B + WC
W1−2 + W2−3 + WB + WC Q1−2 = Q1 W1−2 + W2−3 + W A + WB + WC
热媒耗量计算
1 采用蒸汽直接加热：
W G m = (1.1 ~ 1.2 ) i − Qhr
Gm——蒸汽直接加热热水时的蒸汽耗量，kg/h； W ——设计小时耗热量，kJ/h； i——蒸汽热焓，kJ/h，按蒸汽绝对压力查表决定。 Qhr——蒸汽与冷水混合后的热焓，kJ/h， Qhr=C • tr
2 采用蒸汽间接加热：
Qr——设计小时用水量，L/h； qh——卫生器具的小时用水定额，L/h； 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： 根据混合水、冷水、热水以及水温之间的关系，按照热 平衡方程式，求出冷热水混合百分数。
Qr+QL=Qh Qr·tr·CB+QL·tL·CB=Qh·th·CB
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、局部
比较Hzr、Hx判断能否实现自然循环
2 机械循环
间断的进行水循环的方 式 全日制循环— 全天或一天较长时间不 机械循环 定时制循环
全日制循环——计算方法、步骤同自然循环。 循环水泵流量： 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。 循环水泵扬程：
表9-1 冷水计算温度
表9-2 热水水温计算
△t的计算 ①容积式加热器——算术平均温度差：
tmc、tmz——容积式水加热器热媒的初温和终温，℃； tc、tz——被加热水的初温和终温，℃。 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，℃。 半容积式水加热器——按照容积式水加热器公式计算。 半即热式水加热器——按照快速式水加热器公式计算。 返回
tc + t z Ws = πDLK (1 − η )( −tj) 2
管段的循环流量：
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。
（2）计算方法与步骤 1）选择计算管路（管路最长、水头损失最 大）。 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。 （从加热器出口 到最不利 配水点）。 5）求配水管路的各管段的热损失及循环流量 具体算法
6）计算配水管网的热损失，求总循环流量。
将∑Ws代入下式求解热水系统的总循环流量Qx ：
7）复核各管段终点的水温
8）计算循环管网的总水头损失
损失，kPa； kP 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； 9）计算计算环路的自然循环作用水头。
热水占混合水的百分数系数： Kr＝ ＝
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，℃
耗热量计算
W = C B ⋅ (t r − t L )Q r
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，℃。
W2 ~ 3 + WB + WC
Q2 −3 W2 −3 + WC = Q1− 2 W2 −3 + WB + WC
W2 −3 + WC
Q2−3
W2 −3 + WC = ⋅ Q1~ 2 W2−3 + WB + WC
QB = Q1− 2 − Q2−3
W2 350 = 400 × = 47.5l / h W2 + W3 + W4 + W5 + W6 3200 − 250
W3 + W4 + W5 + W6 2600 或Q3 = Q2 ⋅ = 47.5 × = 352.5l / h W2 350 W4 350 Q4 = Q3 ⋅ = 352.5 × = 112l / h 1100 W4 + W5 + W6 W5 450 Q5 = Q3 ⋅ = 352.5 × = 144.2l / h W4 + W5 + W6 1100 Q6 = Q3 − Q4 − Q5 = 352.5 − 112 − 144.2 = 96.1
t 5)按面积比温降法算出计算管段 c、 t z 水温
6)按
求各管段热损失(见下表)
① 总循环流量 ②各管段的循环流量： 热水到达B点时携带热量为：W2+W3+W4+W5+W6, （W1 已损失掉）
。
Q3 = (Q1 − Q2 ) = 400 − 47.5 = 352.5l / h
Q2 = Q1 ⋅
第二循环系统的计算
一．配水系统 内容：确定DN及∑ h （系统所需总水压） 方法：同冷水，但因水温高， 和粘滞系 数小于冷水，且考虑结垢等因素，水力 计算采用热水水力计算表.
v ≤1.2m/ s, min ≥ 20mm d
二、回水管系
1. 自然循环 （见图9-6） 内容：确定管网的自然压力、回水管经、循环流量及循 环流量在配水、回水管路中的水头损失。 实现自然循环条件：Hzr>1.35Hx 循环作用水头：
第9章 热水供应系统的计算
9-1 水质、水温及热水用水量定额
一 、水质 水质应符合我国现行的《生活饮用水卫生标准》; 钙镁离子含量：日用水量<10m3(按60℃计算) 可不进行水质处 理；日用水量≥10m3且原水总硬度>357mg/L时，需进行水质处 理。 二 、水温 冷水计算水温为当地最冷月平均水温，按表9-1选用。 热水水温按表9-2选用。 三、 用水定额 1 按建筑物使用性质和卫生器具完善程度来确定。 2 按建筑物使用性质和卫生器具的单位用水量来确定。
Gmh = (1.1 ~ 1.2)
W
γh
Gmh——蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，kg/h； γh ——蒸汽的气化热，可查表决定； W——设计小时耗热量，kJ/h。 3 采用热水间接加热 Q Gms = (1.1 ~ 1.2 ) C B (t mc − t mz ) Gms——蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，kJ/h； tmc——热媒热水供应温度，℃； tmz——热媒热水回水温度，℃； Q、CB同上。
9-3 加热器及贮存设备的选择计算
1. 传热面积的计算 Fp——水加热器的传热面积，m2； W——制备热水所需的热量，可按设计小时耗热量计算，W； W—— W ε——传热效率的修正系数， α——热损失附加系数，一般取α＝1.1～1.2 ； K——传热材料的传热系数，W/m2•℃； ⊿tj——热媒和被加热水的计算温差，℃；具体计算方法
W2 +W3 +WB +WC Q1~2 = ⋅ Q1 W2 +W3 +WA +WB +WC
流入A管段循环流量QA携带的热量为WA
QA WA = Q1~ 2 W1~ 2 + W2 ~ 3 + WB + WC WA QA = Q1− 2 W1− 2 + W2 − 3 + W B + Wc
节点2： 流入节点2的流量Q1-2,所携带的热量为 流离节点2 流量Q2-3,用来补充热损失
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。
(1) 管网循环流量 管段的热损失：
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； tj——计算管段周围空气温度，℃； D——管道的外径，m； L——计算管段的长度，m； tc——计算管段的起点水温，℃； tz——计算管段的终点水温，℃。