采暖水力平衡计算
试论采暖系统中异程单、双管系统水力平衡计算
Ｓ ｋ
Ｌ ｋ ＋ ∑ ② 同理 散热器支 路 阻 力特 性 系 数 Ｓ ； 值 按下式计算：
ｎ —
ｓ ＝ 葫
散热器温控阀的阻力特性系数 （ Ｐ ａ ／ （ ｍ ３ ／ ｈ ） ） ， 综合考 虑了室温控制 的稳定 性和 适宜的室温 由生产厂家提供的温控阀的流通能力 Ｋｖ 值， 变化范 围， 它表 示阀门在室温高 出设定值 ２ Ｋ （ ℃）时关 闭。如果温 控阀预设值选择过小 ， 按 下式 推 导 得 出 ： × １ ０ （ Ｐ ａ）， ｘ口太小 时，控 制上不 容易 实现较 好 的稳定 Ｓ ￣ ＝Ｉ Ｏ ／ Ｋｖ 性 ，尤其在低 负荷运行时容易形成震荡 。 ３ 温 以上 各式中 ：Ｇ 一立 管流量 ；Ｇ 。 、Ｇ ｒ 控阀预设值选择过 小，阀门压差过大 ，会产 流经散热 器支路和跨越 管支路 的流量 ；ｓ 。 、 生噪声 ，且 由于 阀孔减 小，对水质 的要求更 ｓ 一 散热器支 路和跨越管支路 的阻力特性系 高，如水 质不 能保证 ，阀门极 易堵塞 失效。ａ 数； Ａ Ｐ —跨越 管支路管道总阻力 ； △ Ｐ ｒ 跨 垂直双管系统 中由于 自然循环作用压力造 成 越管 支路管道沿 程阻力 ；△ Ｐ ｛ ｒ一 跨 越管支路 的垂直失调也应通过 调整管径来解决 。对 于 管道局部 阻力； 。 、ｄ ｊ ｒ 散热器支路和跨越 层高为 ｈ（ ｍ）的建筑 ，各层之 间散热器 自然 管支路 的管道计 算内径 ； 、 一散热器 支路 循环作用压力差 Ｈ 随水温变化也是变化的 ， 和跨越管支路 的管道摩擦 阻力系数； Ｌ 目 、 Ｌ 广 ２．， 般近似按下式计算 ： 爿 ｒ 【 一 旭（ Ｐ ａ ） 散热器支路和跨越 管支路的管道长度；∑ 、 式中 Ｐ 、ｐ 一 设计供 、回水温度下水 的密度； ∑ ｒ 散热器支 路 （ 不含温控 阀）和跨越管支 一 重 力 加 速 度 ，ｇ ＝ ９ ． ８ １ ｍ／ ｓ 。 路 的管道 局部阻力系数和： △ Ｐ 一散热器温控 ｇ 下供下 回双管系统中 ，当末端 阻力相差 阀的压力损失。 当 已知立管流量 Ｇ 、各管段管径及连接 不大 时，如果每层增加 的管道阻力能和上式 方 式以及散热器温控 阀流通 能力，通过式② 中自然循环作 用压力相抵则 可解 决因 自然循
水力平衡计算
水力平衡计算方法
室内热水供暖管路水力计算的主要任务；
1．按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力，确定各管段的管径。
为了各循环环路易于平衡，最不利循环环路的平均比摩阻Rpj不易选得过大，目前一般取值60～120Pa/m。
2．按已知系统各管段的流量和各管段的管径，确定系统所必需的循环作用压力。
水力计算的计算要求：
管径25mm，v<1.2m/s，
3．热水供暖系统的循环压力，一般宜保持在10～40kPa左右。
4．对于单层家用采暖系统，一般最不利环路与最有利环路仅靠管径的调整仍然会超过压力损失的最大允许差值，此时需加设自动恒温控制阀，保证满足所开房间的热量。
第四章室内热水供暖系统的水力计算
最不利环路计算
7. 求最不利环路总压力损失 即 8. 计算富裕压力值 考虑由于施工的具体情况，可能增加一些在设计计算中未 计入的压力损失。因此，要求系统应有10%以上的富裕度。
式中
⊿%——系统作用压力的富裕率； ⊿P＇Ⅰ1——通过最不利环路的作用压力，Pa；
∑(⊿Py+⊿Pj) 1～14——通过最不利环路的压力损失，Pa。
计算最不利环路的阻力及富裕压头值。
散热器的进流系数α
3. 最末端第二根立管的计算 • 最末端第二根立管的作用压头P2 为与其并联的最不利环路的 各管段的压力损失总和。 • 先确定计算立管的平均比摩阻Rpj。 • 根据计算的Rpj和已知的各管段设计流量，查水力计算表，得 到在设计流量下各管段的管径和实际比摩阻R的值。并计算 管段的压力损失△H2。 • 最末端第二根立管的压力损失与其作用压头的不平衡率应保 持在±15%之内。 4. 计算其他立管 用同样的方法，由远及近计算其他立管，并使其不平衡率应 保持在±15%之内，必要时通过立管的阀门节流来达到。 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
2. 3.
4.
计算简图
一、等温降法计算步骤（异程系统）
1. 计算最不利环路 异程式系统的水力计算从系统的最不利环路开始。最不利 环路是指允许平均比摩阻R最小的一个环路。一般取最远立 管的环路作为最不利环路。 2. 计算各管段的流量 根据Rpj 值和已知的各管段设计流量，查水力计算表，
9 9 9 9 9 9 得到在设计流量下各管段的管径d和实际比摩阻R值。 最不利环路的平均比摩阻应在60～120Pa/m范围。 并计算各管段的局部阻力，计算各管段的压力损失。 根据最不利环路的各管段的阻力，计算出的总阻力H 。 比较系统可利用的作用压头，求出富裕压头值。 系统的作用压头应留有10%以上的富裕度，如不满足，则需要调整 环路中某些管段的管径。
室内热水供暖系统的水力计算
确定立管1的管径
立管1与管段3~10并联。同理，资用压力
立管选用最小管径DN15*15。
计算结果，立管1总压力损失为3517pa。
不平衡率24.3%，超过允许值，剩余压头用立管阀门消除。
通过上述计算可以看出：
例题1与例题2的系统热负荷，立管数，热媒参数和供热半径都相同，机械循环系统的作用压力比重力循环系统大地多，系统的管径就细很多。
根据并联环路节点平衡原理（管段15，16与管段1，14为并联管路），通过第二层管段15，16的资用压力为
确定通过立管1第二层散热器环路中各管段的管径
求平均比摩阻
管段15，16的总长度为5，平均比摩阻为
根据同样方法，按15和16管段的流量G及Rpj，确定管段的d，将相应的R,v值列入表中。
根据各管段的热负荷，求接近Rpj的管径。 将查出的d,R,v,G值列入表中。
2
确定长度压力损失
01
将每一管段R与l相乘，列入水力计算表中
02
根据系统图中管路的实际情况，列出各管段局部阻力管件名称。利用附录表，将其阻力系数 记于表中，最后将各管段总局部阻力系数 列入表中。
由于机械循环系统供回水干管的R值选用较大，系统中各立管之间的并联环路压力平衡较难。例题2中，立管1，2，3的不平衡率都超过 ±15% 的允许值。在系统初调节和运行时，只能靠立管上的阀门进行调节，否则例题2的异程式系统必然回出现近热远冷的水平失调。如系统的作用半径较大，同时又采用异程式布置管道，则水平失调现象更难以避免。
进行第一种情况的水力计算时，可以预先求出最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻 。
01
Pa/m
02
式中 ——最不利循环环路或分支环路的循环作用压力，Pa； ——最不利循环环路或分支环路的管路总长度，m； ——沿程损失约占总压力损失的估计百分数
采暖系统设计中水力平衡计算的分析
03
采暖系统水力平衡计算的具体步 骤
采暖系统模型的建立
建立模型
首先，需要根据实际采暖系统的布局和构造，建立一个准确的水力模型。这个 模型应该包括所有的管道、暖气片、阀门和其他水力组件。
考虑影响因素
在建立模型的过程中，需要考虑到各种影响水力平衡的因素，如管道的长度、 直径、摩擦系数，暖气片的阻力，阀门的开度等。
伯努利方程是水力平衡计算的基础公式，描述了流体在管道中流动时的压力、速度和高度 之间的关系。
压降公式
压降公式用于计算管道中的压力损失，包括沿程压降和局部压降，是水力平衡计算中不可 或缺的一部分。
水力平衡原理
水力平衡原理指在保证采暖系统各散热器需求流量的前提下，通过调整管道直径、阀门开 度等手段，使得各支路之间的压力损失达到平衡状态，以确保系统的正常运行和高效供暖 。
节阀门的开度来改变环路的水力阻力，从而达到水力平衡。 • 采用自力式平衡装置：这种装置能够根据环路的水流量自动
调节环路的水力阻力，从而实现自动的水力平衡。 • 采用水力计算软件进行模拟与优化：通过水力计算软件对采
暖系统进行建模，模拟系统的运行状况，并根据模拟结果对 系统进行优化，从而达到水力平衡。这种方法能够更精确地 实现水力平衡，提高系统的整体性能。
05
采暖系统水力平衡计算的优化和 改进
采暖系统水力平衡计算的优化和改进
• 采暖系统作为建筑能源消耗的主要部分，其设计效率至关重要 。其中，水力平衡计算是采暖系统设计的核心技术，决定了系 统的运行效果和能源效率。下面，我们将深入探讨采暖系统水 力平衡计算的优化和改进，以及展望未来的发展趋势。
THANKS
3. 水力平衡调节 比较各环路阻力，选择合适的平衡调节方法（如：安装平衡阀）。
第四章供暖系统水力计算
第二节机械循环单管热水供暖系统管路的水力 计算方法和例题
• 机械循环系统的作用半径大，其室内热水供暖系统的总 压力损失一般控制在10-20kPa，对水平式或较大型系统， 可达20-50kPa • 进行水力计算时，机械循环室内热水供暖系统一般先设 定入口处的资用循环压力，按最不利循环环路的平均比 摩阻Rpj,来选用该环路的各管段管径。当入口处的资用 压力较高，管道流速和系统的实际总压力损失可相应提 高。但在实际工程设计中，最不利循环环路的各管段水 流速过高（即管径过小），各并联环路的压力损失势必 难以平衡。所以常用控制Rpj值的方法，取Rpj=60120Pa/m选取管径，剩余的资用循环压力，用入口处的 调压装置节流。
3）根据G、 Rpj，查水力计算表，选择接近Rpj的管径， 查出d、R、v列入表中。 例如管段1，Q=74800W，则 根据G=2573kg/h, Rpj=45.3Pa/m,查表，d=40mm, 用插入法计算出R=116.41Pa/m，v=0.552m/s
R的计算： 118.76 110.04 (2573 2500) 110.04 116.41 Pa/m 2600 2500 v的计算： 0.56 0.53 (2573 2500) 0.53 0.55 m/s 2600 2500
6）求各管的阻力△P P Py Pj Rl Pj 7） 求最不利环路的总压力损失（总阻力）
( Rl P )
j 112
8633 Pa
入口处的剩余循环作用压力用调节阀门节流消耗掉。 4.确定其它立管的管径。立管Ⅳ: 1）求立管Ⅳ的资用压力 它与立管Ⅴ为并联环路，即与 管段6、7为并联环路。根据并联环路节点压力平衡原 理， △P’Ⅳ=（△Py+△Pj)6、7-（ △P’Ⅴ-△P’Ⅳ） = （△Py+△Pj)6、7 Pa 2)求Rpj R pj P 0.5 2719 81.4 Pa/m
采暖系统设计中水力平衡计算的分析
加强维护和管理
定期对系统进行检查和维护，及时发现和解决水 力不平衡问题，能够提高系统的运行效率和延长 其使用寿命。
07
结论与展望
研究结论
水力平衡计算对于采暖系统设计至关重要，有助于 确保系统运行的稳定性和高效性。
在不同规模和类型的建筑中，水力平衡计算的应用 有助于减少能源浪费和降低运行成本。
本文通过对实际工程案例的分析，验证了水力平衡 计算在采暖系统设计中的重要性和有效性。
水力平衡计算需要考虑系统的复杂性 和不确定性，因此常常需要进行多次 迭代和调整。
水力平衡计算的主要步骤
01
02
03
04
确定系统模型
包括管道的长度、直径、弯头 、阀门等元件的阻力特性。
确定流量分配
根据分支管道的阻力和系统总 流量，确定各分支管道的流量 分配。
校核水力平衡
通过比较实际测量值和计算值 ，验证水力平衡是否满足系统 要求。
提高水力平衡的措施及优化建议
精确计算
进行精确的水力平衡计算是确保系统正常运行的 关键，应根据建筑物的特点和实际需求进行计算 。
合理设计
在系统设计时，应充分考虑各环路的阻力特性和 流量需求，合理分配各环路的流量。
选用高质量的管材和设备
高质量的管材和设备能够减少系统的阻力损失和 水力不平衡现象的发生。
采暖系统的构成
热源
提供热量的设备，如锅炉、热泵等。
输配系统
将热量从热源输送到各房间的管道和设备，如水泵 、阀门等。
散热设备
将热量散发到室内空气中的设备，如散热器、地暖 等。
采暖系统的分类
02
01
03
按热媒种类分类
热水采暖系统、蒸汽采暖系统、热风采暖系统等。
第四章室内热水供暖系统的水力计算
1.42
(
g
Re
d K
)2
（３）紊流粗糙区（阻力平方区）尼古拉兹公式
Re>445d/D
1
(1.14 2 g
d )2 K
当管径d≥40mm时， 采用希弗林松推荐的公式
λ=0.11(K/d)0.25
（４）流态判别
临界流速
1
Hale Waihona Puke 11临界雷诺数
d
Re1
11
2
445
第2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量和已知各 管段的管径，利用水力计算图表，确定该循环 坏环路各管段的压力损失以及系统必需的循环 作用压力，以检查循环水泵扬程是否满足要求。
进行第3种情况的水力计算，就是根据管段的管 径d和该管段的允许压降，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，校该 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。这个问题将在本章第五 节“不等温降”计算方法和例题中详细阐述。
m/s
Re 2
445 d
(5)紊流区统一公式
柯列勃洛克公式 阿里特舒里公式
1
2
g
(
2.51
Re
K /d) 3.72
0.11( K 68 )0.25
d Re
阿里特舒里公式是布拉修斯公式和希弗林公式的综合
当量绝对粗糙度K 对于室内的热水供暖系统
K=0.2mm=0.0002m 对于室外热水系统
阻R与流量G的平方成正比，上式可改写为：
采暖、给排水负荷、水力计算
采暖、给排水负荷、水力计算
李纲
1、为什么要计算供暖热负荷（1）
当室外温度低于室内温度时，室内的热量就会 通过建筑物的围护结构散失到室外去，这就需 要用供热设备补充散失的热量。 在实际工作中，由于暖气片或管道选择不合适， 或者不知道热负荷的重要性，造成供暖系统的 水力和热力失调现象十分普通，不热现象时常 发生，有的因随意更改管道，把原来好好的采 暖系统，反而在无意中把暖气搞不热了。
16、循环水泵流量、扬程计算（2）
循环水泵扬程计算： H=（1.1一1.2）(H1+H2+H3) H=循环水泵的扬程.m H1=锅炉房内部的压力损失.(一般取10一15米) H2=室外供回水干管的压力损失(m) H3=最不利环路未端用户内部系统的压力损 失.(一般取2一4米)
17、室内水、暖系统压力的确定
9、供暖系统定压方式
常用三种定压方式 1、补水泵定压。简单易行、但使用不方便 2、膨胀水箱定压。维修方便、造价低 3、自动变减器定压。 4、压力容器定压。 5、供暖机组定压。
10、膨胀水葙作用及计算（1）
膨胀水箱的作用 1、容纳系统中水因受热而增加的体积。 2、补充系统中水的不足。 3、排出系统中的空气。 4、指示系统中的水位。 5、控制系统中静水压力的作用。 6、系统定压的作用。
3、基本耗热量计算（2）
计算公式2： RF =Q/ F（面积指标法） RF=建筑面积热指标。W/m2 Q=建筑物的耗热量。W/ m2 F=建筑物的建筑面积。M2 计算公式3：Rv=Q/V（体积热指标法） Rv=体积热指标。W/m3（瓦/米3） Q=建筑物耗热量W/ m2、V=建筑物外轮廓体积m3
采暖系统设计中水力平衡计算的分析研究
采暖系统设计中水力平衡计算的分析研究【摘要】本文对采暖系统中典型的单管跨越式系统和双管系统的水力平衡计算进行分析研究，总结出分流系数在单管跨越式系统中的影响和重要性以及在双管系统中末端各散热器环路之间的平衡问题中应选用高阻力型温控阀，并按温控阀预设值为n时的流通能力进行水力平衡计算，并总结了散热器温控阀在采暖系统中的调节作用。
关键词分析研究单管跨越式系统双管系统分流系数散热器温控阀中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：1、引言《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》gb 507369－2012及现行有关节能设计标准，均对集中热水散热器采暖系统的水力平衡计算有严格的规定，即要求采暖系统在设计工况下应达到静态平衡，通过各种措施使并联环路之间的压力损失相对差额不大于15%。
近年来由于散热器温控阀的使用，增大了采暖系统末端的阻力，给系统的平衡设计创造了有利条件，但也给采暖系统水力计算带来一些新的问题；随着节能对设计的严格要求，设计人员对采暖系统水力平衡计算也应更加重视。
笔者总结了异程单管和双管系统水力平衡计算的几个问题，以及散热器温控阀的作用，供同行探讨分析。
2、异程单管系统——分流系数及对散热器数量的影响根据众多设计文献，热水散热器采暖单管系统应采用跨越式，散热器应采用低阻力温控阀。
典型垂直单管跨越式系统举例见图1，每组散热器(支路s)与其供回水管之间跨越管(支路k)为并联关系，其流量和阻力存在以下关系式：（1）由此可导出散热器支路分流系数α：根据流体力学基本公式，跨越管支路阻力特性系数sk值按下式推导得出：（2）同理，散热器支路阻力特性系数ss值按下式计算：（3）式（3）中sv为散热器温控阀的阻力特性系数（pa/(m3/h)2），由生产厂家提供的温控阀的流通能力kv值，按下式推导得出：（pa）以上各式中：g ——立管流量（m3/h）；gs、gk——流经散热器支路和跨越管支路的流量（m3/h）；ss、sk——散热器支路和跨越管支路的阻力特性系数（pa/(m3/h)2）；δpk——跨越管支路管道总阻力（pa）；δpmk——跨越管支路管道沿程阻力（pa）；δpjk——跨越管支路管道局部阻力（pa）；djs、djk——散热器支路和跨越管支路的管道计算内径（m）；λs、λk——散热器支路和跨越管支路的管道摩擦阻力系数；ls、lk——散热器支路和跨越管支路的管道长度（m）；∑ξs、∑ξk——散热器支路（不含温控阀）和跨越管支路的管道局部阻力系数和；δpv——散热器温控阀的压力损失（pa）。
采暖系统设计中水力平衡计算的分析
案例三：公共设施采暖系统设计
公共设施采暖系统设计
在公共设施采暖系统设计中，水力平衡计算的应用同样不可 或缺。公共设施通常包括图书馆、医院、商场等，这些场所 对采暖的需求也各不相同。通过水力平衡计算，可以确保这 些场所的采暖需求得到满足，同时避免能源浪费。
06
结论与展望
水力平衡计算在采暖系统设计中的重要性
采暖系统设计中水力平衡计 算的分析
汇报人： 2024-01-03
目录
• 引言 • 采暖系统基础知识 • 水力平衡计算方法 • 水力平衡计算在采暖系统设计
中的应用 • 水力平衡计算的实际案例分析 • 结论与展望
01
引言
研究背景
采暖系统在建筑能耗中占据重要地位 ，优化设计对降低能耗具有重要意义 。
提高系统稳定性
水力平衡计算能够确保采暖系统在运行过程中各分支路流量分配的稳 定性，避免出现局部过热或过冷的情况。
节能降耗
通过精确计算和调整，水力平衡计算有助于降低系统的能耗，减少不 必要的能源浪费。
提高居住舒适度
合理的水力平衡设计有助于提高室内温度的均匀性，提升居住舒适度 。
降低维护成本
准确的水力平衡计算有助于减少因流量分配不均导致的设备损坏，降 低维护成本。
3
按供热方式分类
分为集中供热系统、分散供热系统等。
水力平衡的基本概念
水力平衡是指采暖系统中各管 段或散热设备的流量与设计要 求一致，使得系统达到理想的 供暖效果。
水力失衡会导致供暖效果不佳 ，出现室温不均、能耗增加等 问题。
水力平衡的调节对于采暖系统 的性能和节能具有重要意义。
03
水力平衡计算方法
水力平衡计算是采暖系统设计的关键 环节，对系统运行效果和能耗具有直 接影响。
采暖管道水力计算(精)
K ——管壁的当量绝对粗糙度（m），室内闭式采暖热水管路K ＝0.2×103m ，室外供热管网
－
K ＝0.5×103m ；
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）；
，根据供回水平均温度按按本院技术措施表A. 2.1取值。 γ——热媒的运动粘滞系数（m2/s）
λ={
d j ⎡
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
H z =
2
h (ρh −ρg g （Pa ） 3
式中 h ——计算环路散热器中心之间的高差 (m；
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：
=G
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（℃）。 ∑Q, G,t 0
i-1
si
ki
si i h
1.6 散热器数量N
N =N ' ⋅β1⋅β2⋅β3=
Q
β1⋅β2⋅β3 （1.6） n
C ⋅Δt s
N ’——设计工况下散热器数量（长度或片数）；
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。
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：
天正采暖水力计算
天正采暖水力计算【最新版】目录一、天正采暖水力计算的基本概念二、天正采暖水力计算的步骤三、天正采暖水力计算的注意事项四、天正采暖水力计算的实际应用案例五、天正采暖水力计算的优点与局限性正文一、天正采暖水力计算的基本概念天正采暖水力计算是指在暖通设计中，根据建筑物的热负荷、供暖系统的形式、供回水温度等因素，通过一定的计算方法和公式，确定供暖系统中各管道的管径、阻力和流量等参数，以保证供暖系统的正常运行和热力平衡。
二、天正采暖水力计算的步骤1.确定供暖系统的形式和各部件的参数。
包括供暖系统的类型（如机械循环、自然循环等）、热源、热负荷、供回水温度等。
2.绘制水系统图。
根据设计的供暖系统，绘制出供暖系统的水力平衡图，包括各干管、立管、支管等。
3.进行热负荷计算。
根据建筑物的热负荷和供暖系统的形式，计算出各房间的热负荷。
4.计算流量。
根据热负荷和供回水温差，计算出供暖系统的流量。
5.进行水力平衡计算。
根据流量和各管道的阻力，计算出各管道的管径和系统的总阻力。
6.选择水泵。
根据最不利环路的阻力，选择合适的水泵。
三、天正采暖水力计算的注意事项1.确保初始条件正确。
如建筑物的热负荷、供暖系统的形式、供回水温度等。
2.校核计算控制。
检查计算过程中的各项参数是否正确。
3.注意管径和阻力的平衡。
避免出现水力不平衡的情况，如某个管道的阻力过大，可能导致水流不畅或无法满足供暖需求。
四、天正采暖水力计算的实际应用案例以一个 5 层楼的住宅楼为例，首先根据建筑的热负荷和供暖系统的形式，计算出各层的热负荷。
然后，根据热负荷和供回水温差，计算出各层的流量。
接着，根据流量和各管道的阻力，计算出各层的管径和系统的总阻力。
最后，根据最不利环路的阻力，选择合适的水泵。
五、天正采暖水力计算的优点与局限性优点：天正采暖水力计算可以确保供暖系统的正常运行和热力平衡，避免水力不平衡的情况，保证供暖效果。
同时，通过计算可以选择合适的水泵，避免过大或过小的水泵导致能源浪费或供暖不足。
室内热水供暖系统的水力计算
进行第一种情况的水力计算时，可以预先求出最不 利循环环路或分支环路的平均比摩阻，即
式中 P ——最不利循环环路或分支环路的循环作用压力；
L
——最不利循环环路或分支环路的管路总长度；
a ——沿程损失约占总压力损失的估计百分数
根据Rpj及环路中各管段的流量G，可选出最接 近管径，并求出最不利循环环路或分支环路中各管 段的实际压力损失和整个环路的总压力 损失值。
计算管段 – 在管路的水力计算中，通常把管路中水流量和管径都 没有改变的一段管子称为一个计算管段。 比摩阻 – 每米管长的沿程损失 – 达西．维斯巴赫公式
R
–
d 2
2
Pa / m
式中 λ——管段的摩擦阻力系数； d——管子内径，m； v——热媒在管道内的流速，m／s； ρ——热媒的密度；kg／ms。
R 6.25108
G2 5 d
Pa / m
R=f(d,G) 附录4-1给出室内热水供暖系统的管路水力计 算表。
管段的局部损失
Pj
v 2
2
Pa
式中
–
——管段中总的局部阻力系数。
水流过热水供暖系统管路的附件(如三通、弯 头、阀门等)的局部阻力系数值，可查附录4— 2。 附录4—3给出热水供暖系统局部阻力系数 1 时的局部损失值。
室外热水网路（K=0.5mm）
– 设计都采用较高的流速(流速常大于0．5mss) – 水在热水网路中的流动状态，大多处于阻力平方区内。
5.管路热媒流速与流量的关系式
v G 3600
d
4
采暖系统设计中水力平衡计算的分析研究
采暖系统设计中水力平衡计算的分析研究作者：黎东平来源：《城市建设理论研究》2013年第05期摘要:本文对采暖系统中典型的单管跨越式系统和双管系统的水力平衡计算进行分析研究，总结出分流系数在单管跨越式系统中的影响和重要性以及在双管系统中末端各散热器环路之间的平衡问题中应选用高阻力型温控阀，并按温控阀预设值为N时的流通能力进行水力平衡计算，并总结了散热器温控阀在采暖系统中的调节作用。
关键词:分析研究;单管跨越式系统;双管系统;分流系数;散热器温控阀Abstract: This research and calculation of hydraulic balance in heating system of single typical leapfrog system and double pipe system, summarizes the shunt coefficient type system and the importance of stride in single and dual system between end in the radiator loop balance ask high resistance type temperature control valve should be in the title, and the default value for the calculation of N flow capacity of hydraulic balance according to the temperature control valve, and summarized the regulation effect of thermostatic radiator valves in the heating system of.Keywords: analysis; of single-pipe heating system; dual system; distribution coefficient; the radiator temperature control valve中图分类号： TU832 文献标识码：文章编号：1、引言;《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 507369－2012及现行有关节能设计标准，均对集中热水散热器采暖系统的水力平衡计算有严格的规定，即要求采暖系统在设计工况下应达到静态平衡，通过各种措施使并联环路之间的压力损失相对差额不大于15%。
浅议采暖系统中的水力计算和水力平衡
浅议采暖系统中的水力计算和水力平衡在管网的新建和扩建中，准确、迅速的供热管网水力计算是实现高质量的管网设计、施工以及运行调度的必要条件。
设计者设计热水路网是根据用户已知的热负荷来确定各管段的管径和阻力损失以及网路的阻力损失，进而确定循环水泵的扬程。
然而当今的计算方法各有优劣，水力平衡问题有待提高。
1.采暖系统中的水力计算1.1水力计算的基本概念这里的水力计算指的是通风空调，热水采暖、给排水中流体输配管网设计时根据要求的流量分配，确定管网的各段的管径和阻力，求得管网特性曲线，为匹配管网动力设备准备好条件，进而确定动力设备的型号和动力消耗；或根据已定的动力设备，确定保证流量分配的管道尺寸。
是流体输配管网设计的基本手段，是管网设计质量的基本保证。
1.2采暖系统中水力计算的基本方法（1）树状管网的计算。
确定各管段的流量；根据经济流速选取标准管径；计算各管段的水头流失；确定控制点；计算控制线路的总水头损失，确定水泵扬程或水塔高度；确定各支管可利用的剩余水头；计算各支管的平均水力坡度，选定管径。
（2）环状网的计算。
根据已知节点（控制点和泵站）的水压，初步确定其他各节点的水压；根据流量与水头损失的关系求出各管段的流量；计算各节点的不平衡流量；计算各节点的校正压力；重复上述步骤直到校正压力符合要求为止。
1.3当今水力计算的优劣优点：当今通常使用等降温法或变降温法来进行水力计算。
第一步，选择最不利的环路，确定管径和压力损失。
第二，按照平衡要求一一确定剩下环路的管径和压力损失。
如等降温法是假设各立管的“温降”相同，这时便可以根据其热负荷确定立管的流量，在流量一定的前提下一一计算各管段的管径、压力损失。
这种方法很容易确定立管流量，而且各立管温降一致，因此相同楼层不同房间的散热器的平均温度可看做近似相等，散热器片数很容易计算。
然而由于是根据流量选管径，而管径的型号、系列、规格有限，而且并联环路产生的阻力损失很难符合平衡要求，而对异程式系统来说这种缺陷更为严重，因此容易产生“水平失调”现象。
供暖系统水力平衡计算
采暖系统水力平衡计算中的几个问题总结了异程单管和双管系统水力平衡计算的几个问题，以及散热器温控阀的作用 1 异程单管系统——分流系数及对散热器数量的影响根据文献［1］，单管系统应采用跨越式，散热器应采用低阻力温控阀。
典型垂直单管跨越式系统举例见图1，每组散热器(支路s)与其供回水管之间跨越管(支路k)为并联关系，其流量和阻力存在以下关系式：ks G G G +=2k k 2s s G S G S =由此可导出散热器支路分流系数α：ks s11S S GG +==α （1）根据流体力学基本公式，跨越管支路阻力特性系数S k 值按下式推导得出：∑∑=+⨯=+∆+∆=∆22k 4222k kk )L (90022)L d P k k k k jkk jk k k j kjk mk G S G d d v P P ξλπρρξλ＝（∑+⨯=)L (9002k 422k jkk jk k d d S ξλπρ（2） 同理，散热器支路阻力特性系数S s 值按下式计算：v s jss js s S d d S ++⨯=∑)L (9002s 422ξλπρ（3） 式（3）中S v 为散热器温控阀的阻力特性系数（Pa/(m 3/h)2），由生产厂家提供的温控阀的流通能力K v 值，按下式推导得出：522s v 10G P ⨯∆v K ＝ （Pa ）2510v v K S ＝以上各式中：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）； ΔP k ——跨越管支路管道总阻力（Pa ）； ΔP mk ——跨越管支路管道沿程阻力（Pa ）； ΔP jk ——跨越管支路管道局部阻力（Pa ）；d js、d jk——散热器支路和跨越管支路的管道计算内径（m）；λs、λk——散热器支路和跨越管支路的管道摩擦阻力系数；L s、L k——散热器支路和跨越管支路的管道长度（m）；∑ξs、∑ξk——散热器支路（不含温控阀）和跨越管支路的管道局部阻力系数和；ΔP v——散热器温控阀的压力损失（Pa）。
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0.00 3662.84
0.00 7850.98 7850.98
9 10 11
28995.00 51569.00 104538.00 104539.00
997.43 1773.97 3596.11 3596.14 2938.48 2507.73 1731.18 997.43 1164.51 1822.13
15.51 84.47
232.71 1520.50
0.18 0.36
16.30 62.28
23.00 45.00
374.89 2802.82
607.59 4323.32 4930.91
平衡阻力=6055 K=(5965-6055)/6055=-1.7%≤15%（满足要求） 22574 776.55 21.25 4.00 321.39 （九） 22574 776.55 27.00 16.00 94.21 环路
管
径
计
算
表
管 段 W
热负荷 Kg/h 管径 d mm 41.00 53.00 53.00 53.00 80.50 80.50 53.00 53.00 41.00 管长 L m 10.00 32.00 4.00 12.00 5.00 5.00 3.50 33.00 20.00 单位摩阻 R Pa/m 16.19 12.70 19.65 34.05 20.35 20.35 34.05 13.02 27.16 摩损 RxL Pa 161.91 406.29 78.61 408.56 101.73 101.73 119.16 429.65 543.27 速度 V m/s 0.20 0.21 0.26 0.34 0.35 0.35 0.34 0.21 0.26 0.23 动压头 hw Pa 19.03 20.66 32.75 58.17 58.64 58.64 58.17 21.22 32.84 局部 阻力 系数 2.50 4.00 1.00 4.00 2.00 2.00 6.00 2.00 3.50 局部阻 力损失 Z=hw(pa) 47.57 82.65 32.75 232.69 117.27 117.27 349.04 42.44 114.95 总阻力 RL+Z Pa 209.48 488.94 111.36 641.25 219.00 219.00 468.20 472.08 658.22 3487.53
35.75 53.00 53.00 53.00 53.00 53.00 53.00 41.00 41.00 53.00
31.00 3.00 5.00 5.00 2.00 16.00 5.00 23.00 11.00 12.00
36.53 14.93 57.82 57.82 39.16 28.88 14.26 18.29 24.53 15.71
1514.79 1594.13
0.31 0.19
48.20 18.49
33.50 86.00
1614.74 1590.51
3129.52 3184.64 6314.16
1676.87 2055.74
0.33 0.20
53.59 20.56
30.00 79.00
1607.83 1624.52
3284.70 3680.26 6964.96
1285.55 1507.29
0.61 0.38
181.82 69.76
11.50 15.50
2090.91 1081.31
3376.46 2588.60 5965.06
平衡阻力=6435 K=(6661-6435)/6435=-3.5%≤15%（满足要求） 12522 430.76 27.00 15.00 30.58 （十） 12522 430.76 21.25 30.00 102.79 环路 平衡阻力=6465 K=(6481-6465)/6465=-1%≤15%（满足要求） 19117 657.62 27.00 49.00 68.45 （十 19117 657.62 21.25 0.00 232.63 一）环路
1 2 3 4 5
27186.00 47338.00 59594.00 79430.00 183968.00 183969.00
935.20 1628.43 2050.03 2732.39 6328.50 6328.53 2732.39 1650.20 1228.60
6 7 8
79430.00 47971.00 35715.00
平衡阻力=7460 K=(7850-7460)/7460=5.2%≤15%（满足要求） 19836 682.36 21.25 0.00 249.92 （五） 19836 682.36 27.00 57.00 73.48 环路
0.00 4188.14
0.53 0.33
140.39 53.87
0.00 68.00
9206.55
4554.39 1202.32 5756.71
平衡阻力=6607 第 1 页，共 6 页
K=(6314-6607)/6607=-4.4%≤15%（满足要求） 11623 399.83 21.25 17.00 89.11 （三） 11623 399.83 27.00 60.00 26.57 环路 平衡阻力=7074 K=(6964-7074)/7074=-1.6%≤15%（满足要求） 12256 421.61 21.25 17.00 98.64 （四） 12256 421.61 27.00 70.00 29.37 环路
458.77 3083.66
0.21 0.34
21.47 55.95
15.00 50.00
321.99 2797.29
780.76 5880.95 6661.71
3354.26 0.00
0.32 0.52
50.03 130.39
62.50 0.00
3126.95 0.00
6481.21 0.00 6481.21
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第 5 页，共 6 页
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85421.00 72899.00 50325.00 28995.00 33852.00 52969.00
（六） 环路
平衡阻力=4165 K=(4298-4165)/4165=3%≤15%（满足要求） 15170 521.85 21.25 0.00 15170 521.85 27.00 54.00
6a
31459.00
1082.19
41.00
4.50
21.34
96.04
25.48
4.00
101.92
197.97
（一） 环路
15563 15563
535.37 535.37
21.25 27.00
0.00 66.00
156.22 46.21
0.00 3049.80
0.42 0.26
86.42 33.16
1132.51 44.79 289.08 289.08 78.31 462.08 71.28 420.61 269.84 188.50
0.28 0.22 0.45 0.45 0.37 0.32 0.22 0.21 0.25 0.23
37.45 24.52 100.76 100.76 67.28 49.00 23.35 21.65 29.50 25.87
148.69 44.01
0.00 2376.69
0.41 0.25
82.11 31.50
0.00 61.00
0.00 1921.77
0.00 4298.47 4298.47
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平衡阻力=4165 K=(3940-4165)/4165=-5.4%≤15%（满足要求） 13825 475.58 21.25 0.00 124.33 （七） 13825 475.58 27.00 49.00 36.89 环路0.00 80源自500.00 2669.22
0.00 5719.02 5719.02
最不利环路阻力损失 平衡阻力=5928 K=(5756-5928)/5928=-3.0%≤15%（满足要求） （二） 环路 20152 20152 693.23 693.23 27.00 35.75 26.00 37.00 75.74 18.32 1969.21 677.77 0.34 0.19 55.60 18.09 46.50 29.00 2585.18 524.55
0.00 1807.80
0.37 0.23
68.19 26.17
0.00 81.50
0.00 2132.50
0.00 3940.30 3940.30
（八） 环路
平衡阻力=5431 K=(4930-5431)/5431=-9%≤15%（满足要求） 21330 733.75 37.75 15.00 21330 733.75 27.00 18.00
3.00 3.50 3.00 5.50 3.50 2.50 1.50 5.50 2.50 4.50
112.34 85.82 302.29 554.21 235.48 122.50 35.03 119.05 73.76 116.42
1244.84 130.61 591.37 843.29 313.79 584.58 106.30 539.66 4354.44 343.60 304.92 648.52