第二章 热水供热系统的水力计算

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第三节 水力计算的方法和步骤
2．热力网各管段的流量 管段的计算流量就是该管段承担的各用户的计算流 量之和，即 G zh Gi
3．热水网路的主干线 热水网路水力计算是从主干线开始计算。网路中平 均比摩阻最小的一条管线，称为主干线。《热网规 范》规定，可取30~70 Pa/m 。
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①在稳定状态下，0点的水头 （压力）为Hjo（mH2O）。 ②当系统工作时，A点的测压 管水头必然高于0点的测压管 的水头，其差值为0A管段的 压力损失HjA′，即可确定A′在 坐标中的位置。 ③同理，可确定B，C，D和E 点的测压管水头高度，亦即和 各点在坐标中的位置。 ④顺次连接各点，就形成热水 供暖系统的水压图。 图2-4 室内热水供暖系统的水压图
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2．补给水泵间歇补水定压方式 (1)原理
作用原理：补给水泵的启动和停止运行是由电接点式压力表 的表盘上的触点开关控制的。 到达定压点的上限值时，补给水泵停止运行。当网路循环水 泵的吸入端压力下降到定压点的下限值时，补给水泵重新启 动补水。
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⑵特点 优点：补水泵间歇运行，减少电耗。 缺点：压力有一定的波动，造成补水泵的频繁 启动，影响补水泵的使用寿命。 ⑶适用范围 宜使用在系统规模不大、供水温度不高、系统 漏水量较小的供热系统中。
一、热网循环水泵的选择 1．流量
G (1.1 ~ 1.2)G
2．扬程
H (1.1 ~ 1.2) H r H wg H wh H y
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3.循环水泵的选择原则
水泵Gxh≮管网Gw.z； 当装有旁通管时，应计旁 通管流量。 循环水泵特性曲线，工作 点附近较平缓，G变化时， H变化较小。 循环水泵安装在回水管上， 允许工作温度≮80℃； 安装供水管上，必须采用 热水循环水泵。 水泵工作点应在水泵的高 效区内。
100 / % 15%
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第五节 热水网路的水压图
水力计算只能确定热水管道中各管段的压力损 失（压差）值，但不能确定热水管道上各点的 压力（压头）值。 水压图可以清晰地表示出热水管路中各点的压 力。
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第五节 热水网路的水压图
通过绘制系统水压图可分析和确定： ①管道任何一点P ②各管段ΔP ③各管段R ④系统中是否汽化、超压、倒空 ⑤供、回水管压力差是否≥用户系统所需的作用压头 ⑥系统正常运行或循环水泵停运时，系统各点的压力 变化等
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Δp H
η
G
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循环水泵不少于两台，其中一台备用。当四台 或四台以上并联运行时，可不设置备用水泵。 采用集中质调节时，宜选用相同型号水泵并联 工作。 多热源联网运行或质量—流量调节的单热源供 热系统，热源循环水泵应采用变频调速。 当采用分阶段改变流量的质调节时，宜选用流 量和扬程不等的泵组。 对具有热水供应的热水供热系统，可考虑专设 热水供应循环水泵。 多台水泵并联运行，选择水泵时，应绘制水泵 和热网水力特性曲线，确定其工作点。
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4．结构：一般用钢板制成，通常是圆形或矩形。 膨胀水箱上一般装有膨胀管、溢流管、信号管、 循环管和排污管 5．膨胀水箱容积 V p tVs
6．膨胀水箱的高度
Zj
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Pq
g
(2 ~ 5) H P 40
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膨胀水箱 1-溢流管 2-排水管 3-循环管 4-膨胀管 5-信号管 6-箱体 7-人孔 8-扶梯
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无混合装置的直接连接
适用于热网压力、温度 都能满足用户的情况 适用于绝大多数低温水 热水供热系统 连接方式最简单，造价 低，无额外运行费用 大型供暖系统资用压头 为2~5mH2O 小型供暖系统资用压头 为1~2mH2O
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适用于热网压力满足、温 度不能满足（过高）用户 的情况 一般只用于单栋建筑物的 供暖系统 造价低，费用少 资用压头为8~12mH2O
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2．静水压线 静水压曲线是网路循环水泵停运时网路上各点测压管 水头的连接线。它是一条水平线。 ⑴与热水网路直接连接的供暖用户系统内，静态压力 不应超过系统中任何一点的允许压力。 ⑵不应使热水网路任何一点的水汽化，应保持3-5m 的富裕压力。 ⑶与热力网直接连接的用户系统内，不会出现倒空。
第一节 概
述
水力计算的作用 (1)绘制热网水压图，确定供热系统最佳运行工况，分析 供热系统正常运行的压力工况，确保热用户有足够的 资用压头，系统不超压、不汽化、不倒空。 (2)选择用户系统与供热管网的合理连接方式、选定用户 入口装置。 (3)选定供热系统的循环水泵。 (4)确定定压方式，系统加压方式，节能措施。选定补给 水泵。 (5)计算供热管网的建设投资、金属耗量和施工安装工程 量。
定压点--设在网路循环水泵的吸入端。 压力调节阀--保持定压点恒定的压力。 作用原理：定压点压力作用在调节 阀膜上，从而控制阀芯的移动，调 节阀孔流动面积，调节流量，维持 定压点压力。
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(2)特点 补水泵始终连续运行，即使供热系统停止运行时也 如此，水压曲线稳定，电耗大。 (3)适用范围 适用于系统规模较大、供水温度较高(如130℃以上) 的供热系统。
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第三节 水力计算的方法和步骤
水力计算的基本步骤 1．热用户的设计流量 ⑴采暖、通风、空调热用户及闭式热水供热系 统生活热水热用户
3.6Q G t2 ) c(t1
⑵开式热水供热系统生活热水热用户
G
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3.6Q tl ) c(t1
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二、补给水泵的选择 补给水泵定压时 流量 开式 Gb G xt . max Gbs
闭式 扬程
Gb 4Gbs
H b H j H b Z b
H j —补水点的压力，即系统静水压曲线的高度，mH20； H b —补水系统管路的压力损失，mH2O； Z b —补水箱水位与补水泵之间的高度差，m。
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第二节 热水网路水力计算的基本公式
ΔP=ΔPy+ΔPj 一、沿程损失
Py Rsh l
二、局部损失
ld d

Pj Rshld
三、总阻力损失
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P Rsh L Ld Rsh Lzh
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第三节 水力计算的方法和步骤
水力计算的基本原则 1．管网干管d≮50mm，通往各单体建筑物 不宜d≮32mm。 2．当有的点出现静压值超过允许值时，应分 设独立的供热系统。
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7．特点 优点：压力稳定，不怕停电。 缺点：水箱高度受限，当最高建筑物层数较高 且远离热源，或为高温水供热时，膨胀水箱的 架设高度难以满足设计要求。 8．适用范围 适合于建筑层数较低的小区低温热水供热系统。
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二、补给水泵定压 ⑴定义：用供热系统的补给水泵保持定压点压力固 定不变的方法称为补给水泵定压。 ⑵补给水泵定压方式 补给水泵连续补水定压方式 补给水泵间歇补水定压方式 补给水泵定压点设在旁通管处的定压方式
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热网压力、温度都不能满足 （高）用户的情况 网路水力稳定性好 造价、运行费用比直接连接 高很多 资用压头3~8mH2O
间接连接
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思考题：
通过网络或其它途径，总结通风用户、热水 用户与热网的连接方式有哪些？
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第六节 水泵的选择
第三节 水力计算的方法和步骤
4．支干线、支线 按管段资用压力 Pz → R pj，各管段G、R， 查附录2-1→实际d和R。 据d和局部阻力形式，查附录2-2，确定→ P 5．环路压力降平衡 主干线和各支干线、支线环路之间压力应进 行平衡，控制不平衡率在15％之内，即
X
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Pz Psh Pz
装水喷射器的直接连接
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水喷射器原理图
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装混合水泵的直接连接
适用于热网供回水压差较 小、温度不能满足（过高） 用户的情况 多用于向多栋或街区建筑 物供暖的场合 高温水供暖系统中应用较 多的一种直接连接方式 运行费用较高 资用压头为2~5mH2O
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⑶补水泵定压的特点 优点：设备简单，投资少，便于操作。 缺点：怕停电，对于大型供热系统应设双路电 源。 ⑷适用范围 当系统恒压点压力要求较高，无法采用膨胀水 箱定压时，可采用补给水泵定压。是目前国内 集中供热系统中最普遍的一种定压方式。
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1．补给水泵连续补水定压方式 (1)原理
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⑶与热水网路直接连接的用户系统，无论网路循环水泵 是否运行，其用户系统回水管出口处的压力必须高于用 户系统的充水高度，以防止系统倒空吸入空气，破坏正 常运行和腐蚀管道。 P回＞H系统（系统充水高度）不倒空 ⑷网路回水管道内任一点的压力，都应比大气压力至少 高出5mH2O ，以免吸入空气。 P回=大气压+5mH2O ⑸在热水网路的热力站或用户引入口处，供、回水管的 资用压差，应满足热力站或用户所需的作用压头。P资 ≥∑Δ P作用
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第七节 供热系统的定压方式
供热系统的定压方式主要有：膨胀水箱定压， 补给水泵定压，补给水泵变频调速定压，气 体定压罐定压和蒸汽定压等。
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一、膨胀水箱定压 1．定义：利用膨胀水箱来维持定压点压力恒定 的定压方式称为膨胀水箱定压。 2．作用：贮水、排气、定压。 3．原理
第二章 热水供热系统的水力计算
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第一节 概
述来自百度文库
为什么要进行热网的水力计算？
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第一节 概
述
水力计算的主要任务 ⑴已知G和ΔP，确定d ； ⑵已知G和d ，计算ΔP； ⑶已知d 和允许ΔP，计算或校核G； ⑷根据水力计算结果，确定循环水泵的流量和 扬程。
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3．热水网路补水泵的选择原则
闭式热水供热系统的补给水泵的台数，不应 少于两台，可不设备用泵。 开式热力网补水泵不宜少于三台，其中一台 备用。 当动态水力分析考虑热源停止加热的事故时： 事故补水能力≮ΔV95-70+Gbs 事故补水时，软化除氧水量不足时，可补充 工业水。
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(1)试问在下述有关机械循环热水供暖系统的表述中,( )是错 误的。 A.供水干管应按水流方向有向上的坡度 B.集气罐设置在系统的最高点 C.使用膨胀水箱来容纳水受热后所膨胀的体积 D.循环水泵装设在锅炉入口前的回水干管上
解 析：在机械循环热水供暖系统中．由于供水干管 沿水流方向有向上的坡度，因此在供水干管的末端，也 就是供水干管的最高点设置集气罐，而非系统的最高点。 而系统的最高点应是膨胀水箱的位置
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3.热网与供暖用户的连接方式 直接连接：同一供热介质从热网直接流入热用户系 统。热用户与热网的水力工况直接发生联系，二者 热媒温度相同。
间接连接：热用户系统通过表面式换热器与热网连 接，热网的压力不能作用于热用户系统的连接方式。 热用户与外网是各自独立的系统，二者热媒温度不 同，水力工况互不影响。
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图2-4 室内热水供暖系统的水压图
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图2-5 膨胀水箱连接在供水干管上的水压图
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热水网路压力状况的基本技术要求
1．动水压线 在网路循环水泵运行时，网路上各点测压管水头连线， 称为动水压曲线。 ⑴在与热力网路直接连接的用户系统内，压力不应超过 该用户系统用热设备及管道构件的承压能力。P系统≯ 设备及关键承压能力 ⑵在高温水网路和用户系统，水温超过100℃的地点， 热媒压力应不低于该水温下的汽化压力。还应留有 30~50Kpa富裕压力。P≮P汽化+30~50kPa。不同温度下的 汽化压力如表2-3所示。