供热管网水力平衡计算及分析

1 问题的提出

中南建筑设计院西区(生活区)集中低温热水采暖系统于1991年完成设计及施工，并于当年年底投入运行。系统运行至今已有十年，大大改善了我院职工的生活条件。但该热水采暖系统自运行之初起，就存在着热力失衡问题。后随着用户的增加，管网作用半径的增大，随着燃煤蒸汽锅炉、汽-水换热器、热水循环泵运行效率的降低，也随着采暖系统阀件及沿程管道性能的弱化，采暖系统运行效率降低，热力失衡问题越来越严重，具体表现在管网末端用户的采暖效果越来越差。为配合我院沿街开发的形势，院西区两栋临街多层住宅拆除，由于采暖用户(以下均指单栋或单元建筑)减少采暖外网须相应调整，此举可部分程度缓解采暖系统效果恶化情况，但热力管网水力失衡问题尚未得到解决。

2 管网水力计算及平衡分析

基于上述原因，我们对院西区采暖热网进行水力计算及分析，拟采取水力平衡阀等技术措施对该采暖热网进行水力平衡，以期改善西区整体采暖效果。 2.1 计算条件

已知条件

(1)外网各环路管段管径及沿程长度，各单位采暖设计热负荷及总设计热负荷。各环路用户采暖热负荷说“表1”

表一

1,34,7北大28单29单幼儿幼儿用户名称单元单元单元单元单元板元元园南园北

热负荷126.1 126.1 160.0 51.0 33.6 44.1 38.0 70.7 70.7 78.2 (kw) 续表一

3334357,1011,14中南海15,21用户名称 23户中单单元单元单元单元

单元单元热负荷(kw) 55.7 60.9 60.9 155.8 184.7 184.7 527.6 115.0

(2)各环路用户室采暖水系统所需资用压头，由各单体采暖设计图纸及资料获得，参见“表四”及“表五”中“用户所需资用压头”项。

假定条件:

(1)由于锅炉及换热器效率的降低，根据该系统运行经验采暖供水最高温度为80?，最大供回水温差15,18?。采暖供回水温度取80/60?。

(2)由于系统运行多年外管内壁粗糙度增大，外管内壁粗糙度取K=0.5mm。 2.2 环路外网摩阻计算

1#环路负担总热负荷为1219kw，循环水量为52.8kg/h，其供回水总管管径为DN125，环路外网摩阻计算说“表二”

表二

管段长管段编流量管径流速单位摩阻管段摩阻累计摩阻度号 (t/h) (mm) (m/s) (Pa/m) (Pa/m) (Pa/m) (m)

L1 52.8 125 1.25 171 154 26.30 26.3

L2 47.3 125 1.11 135 134 18.10 44.4

L3 41.9 125 0.99 107 124 13.30 57.7

L4 31.3 125 0.74 60 10 0.60 58.3

L5 26.3 125 0.62 42 26 1.10 59.4

L6 23.3 125 0.55 33 26 0.86 60.3

L7 18.1 100 0.67 66 54 3.56 63.8

L8 13.4 100 0.50 36 20 0.72 64.6

L9 10.8 100 0.41 25 20 0.50 65.1

L10 6.5 50 0.96 330 24 7.90 73.0 L11 10.5 65 0.90 157 20 3.14 60.9

L12 9.07 65 0.70 116 20 2.32 63.2 L13 6.93 65 0.62 80 50 4.00 67.2 2#环路负担总热负荷为897kw，循环水量为22.9kg/h，其供回水总管管径为

DN125，环路外网摩阻计算详“表三”。

表三

管段流公称直管段流管段长管段编单位摩阻管段摩阻累计摩阻量径速度号 (Pa/m) (Pa/m) (Pa/m) (t/h) (mm) (m/s) (m)

L14 38.8 125 0.92 92.4 200 18.48 18.5 L15 22.9 100 0.85 104.8 50

5.24 23.7 L16 22.9 80 1.26 300.4 200 60.0 83.7 L17 15.9 80 0.88 145.3 50 7.27 31.0 L18 7.94 80 0.44 3

6.4 130 4.73 35.7 2.3 环路外网水力平衡分析及平衡措施

2.3.1 1#环路外网水力平衡

1#环路最不利用户为“23户”，其外网沿程摩阻为73.0kpa，考虑沿程局部阻力为摩阻的10%即7.3 kpa，沿程总阻力为80.3 kpa，“23户”资用压头为30 kpa，因此，1#环路所需资用压头为110.3 kpa，，可取值为115 kpa。各用户之入户管径及所需资用压头不等。1#环路水力平衡计算详“表四”。从水力平衡计算表“表四”可以看出，近端用户入户供水管均设数字锁定平衡阀，阀门口径均比相应管径小一号，同时可以看出各平衡阀的开度均较小，尚未达到开度应在60,90%的

理想范围。最不利用户“23户”入口不设平衡阀。

表四

用户流环路提供用户所需资平衡阀用入户管平衡阀平衡阀用户名量压头用压头压头径阀径开度称 (t/h) (kpa) (kpa) (kpa) (mm) (mm) (%) 4,6单5.42 83.7 30 53.7 50 40 30 元

1,3单5.42 65.6 30 35.6 50 40 38 元

幼儿园1.90 52.3 20 32.3 40 32 25 南

30单元 3.04 52.3 25 27.3 50 32 35 31单元 30.4 51.7 25 26.7 50 32 37 幼儿园1.64 50.6 20 30.6 40 32 23 北

32单元 3.36 49.7 25 24.7 50 32 42 18户 2.75 46.2 25 21.2 40 32 38 33单元 2.41 46.2 25 21.2 50 40 33 34单元 2.64 45.4 25 20.4 50 40 38 35单元 2.96 44.9 25 19.9 50 40 40 23户 7.79 30.0 30 7.0 50 不设阀 28单元1.44 49.1 25 24.1 50 32 23 29单元 2.11 46.8 25 21.8 50 32 29 北大板

6.88 42.8 30 12.8 50 40 50

2.3.2 2#环路外网水力平衡

2#环路最不利用户为“中南海15,21单元”，其外网沿程摩阻为83.7kpa,考虑沿程局部阻力为摩阻的10%即8.4 kpa,沿程总阻力为91.7 kpa,该用户资用压头为30 kpa,因此，2#环路所需资和压头为121.7 kpa,取值为125 kpa。各用户之入户管径及所需资用压头不等。2#环路水力平衡计算详“表五”。从水力平衡计算表“表五”可以看出，近端用户入户供水管均设数字锁定平衡阀，阀门口径均比相应管径小一号。最不利用户“中南海15,21单元”之各单元供回水管为水平同程布置，因此不设平衡阀。

表五

用户流环路提供用户所需平衡阀用入户管平衡阀平衡阀用户名量压头资用压头压头径阀径开度称 (t/h) (kpa) (kpa) (kpa) (mm) (mm) (%) 7,10单

7.95 83.7 30 90 50 40 30 元

11,147.956 65.6 30 85 50 40 38 单元

DN25× 中南海19 15,2122.9 30 30 0 不设阀DN20× 单元 6

2.3.3 3#环路外网水力平衡

3#环路沿程总阻力为5 kpa,用户资用压头为25 kpa,因此，3#环路所需资用压头为30 kpa。入户管径DN65，而该环路外管管径DN100相对过大，若仅靠调整在换热站内该环路供回水管DN100口径阀门开度难以达到环路所需较低的资用压头，因此建议在其用户“中单公寓”之进水干管设口径DN40数字锁定平衡阀，也可为将来院内发展再增加该环路之用户作准备。具体的平衡方案是，在换热站内适当关小3#环路供回水总管阀门开度使环路资用压头为50 kpa,用户采用DN40数字锁定平衡阀消耗富裕压头20 kpa,该平衡阀开度设定为42%。 3 供热管网改造及效果在2000年采暖季之前，中南院西区集中供热管网已根据上述水力平衡方案进行了改造。具体做法是:(1)对绝大多数热用户热力入口处的供水干管均增设SP型数字锁定平衡阀，并将平衡阀设定在计算所确定的开度，用户供回水干管上原有手动截止阀或闸阀全部满开;(2)通过调节换热站内集分水器处各环路供回水管上的主阀，使1#，2#，3#环路的资用压头分别为115 kpa,125 kpa,50 kpa。

2000年入冬后，院西区集中供暖系统投入运行，长期以来困绕我院的热力失衡问题得到了解决。例如，1#环路原采暖效果最差的用户“23户”室内采暖系统完全正常，该环路已实现热力平衡，其水力平衡已得到体现。2#环路除“中南海15,16单元”个别室内立管外，该环路也基本正常。“中南海”各单元供暖系统为水平同程布置，系统投入运行的头几年各单元属正常，“15,16单元”个别室内立管不热的原因初步分析结果是，部分住户近几年装修时对室内系统改动较大导致水流不畅，部分室内立管上回水失灵无法开启或被杂物堵塞，目前该问题正在整改中。3#环路“中单公寓”略有过热现象，后经过系统微调完全正常。 4.小结

(1)该供热和网改造后的运行效果证明上述水力平衡的计算及分析结果是正确可靠的，为今后热网的平衡积累了一定的经验。

(2)平衡阀是热力管网平衡的有力工具，借助于平衡阀可以实现水力平衡的量化。

(3)对于整个热力管网而言，单体室内采暖系统设计的入户管径偏大的情况普遍存在，对树状管网的近端用户尤为严重，值得我们在今后的设计中注意。

采暖系统水力计算

在《供热工程》P97和P115有下面两段话：可以看出对于单元立管平均比摩阻的选择需要考虑重力循环自然附加压力的影响，试参照下面实例，分析对于供回水温60/50℃低温热水辐射供暖系统立管比摩阻的取值是多少？

实例：

附件6.2关于地板辐射采暖水力计算的方法和步骤（天正暖通软件辅助完成） 6.2.1水力计算界面：菜单位置：【计算】→【采暖水力】（cnsl）菜单点取【采暖水力】或命令行输入“cnsL”后，会执行本命令，系统会弹出如下所示的对话框。功能：进行采暖水力计算，系统的树视图、数据表格和原理图在同一对话框中，编辑数据的同时可预览原理图，直观的实现了数据、图形的结合，计算结果可赋值到图上进行标注。快捷工具条：可在工具菜单中调整需要显示的部分，根据计算习惯定制快捷工具条内容；树视图：计算系统的结构树；可通过【设置】菜单中的【系统形式】和【生成框架】进行设置；原理图：与树视图对应的采暖原理图，根据树视图的变化，时时更新，计算完成后，

可通过【绘图】菜单中的【绘原理图】将其插入到dwg中，并可根据计算结果进行标注；数据表格：计算所需的必要参数及计算结果，计算完成后，可通过【计算书设置】选择内容输出计算书；菜单：下面是菜单对应的下拉命令，同样可通过快捷工具条中的图标调用； [文件] 提供了工程保存、打开等命令；新建：可以同时建立多个计算工程文档；打开：打开之前保存的水力计算工程，后缀名称为.csl；保存：可以将水力计算工程保存下来； [设置] 计算前，选择计算的方法等； [编辑] 提供了一些编辑树视图的功能；对象处理：对于使用天正命令绘制出来的平面图、系统图或原理图，有时由于管线间的连接处理不到位，可能造成提图识别不正确，可以使用此命令先框选处理后，再进行提图； [计算] 数据信息建立完毕后，可以通过下面提供的命令进行计算； [绘图] 可以将计算同时建立的原理图，绘制到dwg图上，也可将计算的数据赋回到原图上； [工具] 设置快捷命令菜单； 6.2.2采暖水力计算的具体操作： 1.下面以某住宅楼为例进行计算：住宅楼施工图如下：

水力计算

室内热水供暖系统的水力计算本章重点 ? 热水供热系统水力计算基本原理。 ? 重力循环热水供热系统水力计算基本原理。 ? 机械循环热水供热系统水力计算基本原理。本章难点 ? 水力计算方法。 ? 最不利循环。第一节热水供暖系统管路水力计算的基本原理一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其与管壁间的摩擦，就要损失能量；而当流体流过管道的一些附件 ( 如阀门、弯头、三通、散热器等 ) 时，由于流动方向或速度的改变，产生局部旋涡和撞击，也要损失能量。前者称为沿程损失，后者称为局部损失。因此，热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下式表示： Δ P ＝Δ P y + Δ P i ＝ R l + Δ P i Pa 〔 4 — 1 〕式中Δ P ——计算管段的压力损失， Pa ；

Δ P y ——计算管段的沿程损失， Pa ； Δ P i ——计算管段的局部损失， Pa ； R ——每米管长的沿程损失， Pa ／ m ； l ——管段长度， m 。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。任何一个热水供暖系统的管路都是由许多串联或并联的计算管段组成的。每米管长的沿程损失 ( 比摩阻 ) ，可用流体力学的达西．维斯巴赫公式进行计算 Pa/m （ 4 — 2 ）式中一一管段的摩擦阻力系数； d ——管子内径， m ； ——热媒在管道内的流速， m ／ s ；一热媒的密度， kg ／ m 3 。在热水供暖系统中推荐使用的一些计算摩擦阻力系数值的公式如下： ( — ) 层流流动当 Re ＜ 2320 时，可按下式计算；

采暖管道水力计算

采暖供热管道水力计算表说明 1 电算表编制说明 1.1 采暖供热管道的沿程损失采用以下计算公式： ΔP m =L λρ?v 2 d j ?2 （1.1）；式中：△Pm——计算管段的沿程水头损失（Pa） L ——计算管段长度（m）； λ——管段的摩擦阻力系数； d j ——水管计算内径（m），按本院技术措施表A.1.1-2～A.1.1-9编制取值； 3 ρ——流体的密度（kg/m）,按本院技术措施表A.2.3编制取值；v —— 流体在管内的流速（m/s）。 1.2 管道摩擦阻力系数λ 1.2.1采用钢管的采暖供热管道摩擦阻力系数λ采用以下计算公式： 1 层流区（R e ≤2000） λ=

64 Re 2 紊流区（R e ＞2000）一般采用柯列勃洛克公式 1 ?2. 51K /d j =?2lg?+?λ?Reλ3.72 ?K 68? ?λ=0.11?+??d ?j Re? 0. 25 ???? 简化计算时采用阿里特苏里公式雷诺数 Re= v ?d j γ 以上各式中 λ——管段的摩擦阻力系数；Re ——雷诺数； d j ——管子计算内径（m），钢管计算内径按本院技术措施表A.1.1-2取值；

－ 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） 1.2.2塑料管和内衬（涂）塑料管的摩擦阻力系数λ，按下式计算： λ={ d j ? b 1. 312(2 lg 3. 7??b 0. 5?+ lg Re s?1?2 ?? 3. 7d j lg K ?????? }2

供热系统的水力平衡

再议供热系统的水力平衡清华大学石兆玉摘要：由于水力失调，引起的冷热不均，至今仍然是困扰本行业的难题。本文重点指出：积极推广热计量收费，是实现水力平衡、消除冷热不均的关键技术措施。文中还就节流式水力平衡、有源式水力平衡技术的关键环节，进行了具体分析，提出了解决办法。关键词：供热系统、水力平衡、计量收费、节流、有源供热、空调系统的水力失调进而引起的冷热不均现象，历来是困扰业内人员的老大难问题。20世纪七十年代末，八十年代初，我国科技人员和管理运行人员在学习国外先进经验的基础上，对这一难题从理论到技术进行了比较深入的探讨。30年来，随着国家的改革、开放，经济发展、节能减排和环境保护，本行业也有了长足的进步。但是在供热体制改革，建筑节能和热计量收费的推广应用过程中，仍然存在着各种不同的争论。比如如何解决系统的水力平衡进而消除冷热不均？再如水力平衡与节能减排、计量收费到底有着什么样的因果关系？就是其中的一个重要的争论热点。为了进一步推动行业的技术进步，有必要在新的形势下，就这一问题进行“老话新说“，以期达到更多的共识。 1、推广热计量收费是消除冷热不均最有效的措施在二十世纪七十年代末，八十年代初，我们在研究供热系统水力工况的基础上，拓展研究了热力工况，并就水力工况与热力工况的相互关系给出了奠基性的结论：指出系统的水力不平衡，是导致系统冷热不均的重要原因；并就国内长期推行的“大流量、小温差”运行方式从理论上进行了深入的利弊分析，明确指出“大流量、小温差”运行方式虽然能自动消除系统的冷热不均，但这是一种大投入、高能耗、低产出因而是落后的运行方式。上述结论在我的《供热系统运行调节与控制》[1]这本书中，有详细的论述。在[1][2]文献中，对水力不平衡引起的冷热不均，进而造成的能量浪费，进行了数量分析：一般情况下，能量浪费20-30%；如果采用“大流量、小温差”运行方式，既加大循环水泵又增加锅炉台数提高供水温度，则能量浪费可能达到40-50%。至今业内有人仍然不承认系统冷热不均会造成能量浪费；有的虽然承认，但往往把这部分能量的浪费，统计到管网的散热损失中。这是理念上的错误。我们应该明白，冷

供热管网水力平衡

保障供热管网水力平衡的关键环节引言集中供热系统在采暖季运行初期存在水力平衡问题，其调试期的长短与精度不仅关系到供暖质量，更涉及节能减排与社会和谐。水力平衡主要包括供热系统的充水及排气、管网水力调节、系统的运行管理三个方面。根据多年运行管理经验认为，抓好这三个关键环节；可极大地促进供热节能减排。 1、供热系统充水、排气是管网良性循环的首要工作 1.1确保系统充水、排气顺序系统的充水、排气是开始供暖前的必备条件，正确的充水顺序为：锅炉——一次网——换热站——二次网——热用户。系统充水顺序一定要正确，否则在管道中会产生“空气塞”，这是造成局部热用户不热的主要原因。用补水泵进行系统充水，所用水质应符合GBl576《低压锅炉水质标准》。对于目前普遍采用的补水泵间歇补水定压方式的定压系统来讲，维持定压点压力的稳定是供热系统正常运行的基本前提。电接点压力上下限的设定应满足运行要求。锅炉充水是从锅炉迸水口开始充水，当其顶部集气罐放气阀经过数次排气后有大量水冒出时，关闭放气阀，锅炉充水完毕。外管网充水前，应关闭所有泄水阀，同时打开各支线阀门及管线末端连接供回水管的旁通阀门。在关闭所有热用户人口阀门的条件下，将水由回水压入网路，当其最高点上排气阀经数次排气后有大量水冒出时，表明管网已充满水，外管网充水完毕。楼内充水时，应由回水压入系统中，先将热力入口处的所有泄水阀门关闭，并缓慢打开热力入口处的回水阀门。充水速度不宜太快，

以便从系统中排出空气。然后将供水阀门打开，同时迅速开启楼道内立管顶部排气阀进行排气，当立管顶部排气阀排出大量的水时，立管充水完毕。热用户充水启动的顺序必须按先远后近、先打开回水阀再打开供水阀的原则进行。当每个楼栋的热用户的水满后，对最末端的热用户进行l——2次排气。这样可避免大量空气带入热用户系统中，减少运行期排气次数。系统应边充水边排气，最好把系统内气体一次排净，以免造成气塞现象。对热用户本着“先远后近”的原则进行排气，有利于将系统中的空气赶向近端，减少维修人员往返路程，避免重复劳动，缩短调试时间，同时避免大量热水排放，节约能源。 1.2 保证循环系统顺利启动，维持稳定压差在循环水泵启动前应再次确认一、二次网补水泵的上下限定压点数值是否在合理范围内；另外还应确认管网各支线末端连接供、回水的旁通阀门是否开启，将二次网高点排若干次气后，打开楼栋口的回水阀门，再打开供水阀门，才可启动循环水泵。这样做可避免将大量空气通过循环泵带入热用户系统中。循环水泵启动完毕后，须将末端旁通阀门关闭。运行初期，必须严密注意网路中的压力，随时调整变频大小或调节循环泵阀门的开启度，楼栋口平衡阀的开启度，使集、分水器压差保持稳定。经多年运行经验，分、集水器供回水压差范围为O．1～0．2MPa。 2、供热系统调节是管网水力平衡的核心工作供热管网调节分为系统的初调节和运行调节以间接供暖为例，其调节顺序为：一次网——换热站——二次网——热力入口——热用户。

采暖系统水力计算

在《供热工程》Ｐ97与P11５有下面两段话:可以瞧出对于单元立管平均比摩阻得选择需要考虑重力循环自然附加压力得影响,试参照下面实例，分析对于供回水温６0/50℃低温热水辐射供暖系统立管比摩阻得取值就是多少? 实例: 附件６、２关于地板辐射采暖水力计算得方法与步骤（天正暖通软件辅助完成） 6.2。１水力计算界面：菜单位置：【计算】→【采暖水力】(c ｎsl ）菜单点取【采暖水力】或命令行输入“cnsL”后,会执行本命令，系统会弹出如下所示得对话框。

功能：进行采暖水力计算，系统得树视图、数据表格与原理图在同一对话框中，编辑数据得同时可预览原理图，直观得实现了数据、图形得结合,计算结果可赋值到图上进行标注。快捷工具条:可在工具菜单中调整需要显示得部分,根据计算习惯定制快捷工具条内容；树视图：计算系统得结构树；可通过【设置】菜单中得【系统形式】与【生成框架】进行设置; 原理图：与树视图对应得采暖原理图,根据树视图得变化，时时更新，计算完成后,可通过【绘图】菜单中得【绘原理图】将其插入到dwg中，并可根据计算结果进行标注; 数据表格：计算所需得必要参数及计算结果，计算完成后,可通过【计算书设置】选择内容输出计算书；菜单：下面就是菜单对应得下拉命令，同样可通过快捷工具条中得图标调用；

［文件] 提供了工程保存、打开等命令; 新建:可以同时建立多个计算工程文档；打开:打开之前保存得水力计算工程,后缀名称为、ｃsl; 保存：可以将水力计算工程保存下来；［设置] 计算前，选择计算得方法等；［编辑］提供了一些编辑树视图得功能；对象处理：对于使用天正命令绘制出来得平面图、系统图或原理图,有时由于管线间得连接处理不到位，可能造成提图识别不正确，可以使用此命令先框选处理后，再进行提图；［计算］数据信息建立完毕后,可以通过下面提供得命令进行计算；［绘图] 可以将计算同时建立得原理图，绘制到dwｇ图上，也可将计算得数据赋回到原图上； [工具] 设置快捷命令菜单; 6。2。2采暖水力计算得具体操作: 1、下面以某住宅楼为例进行计算:住宅楼施工图如下：

地采暖的水力计算

地暖系统在混接中的水力计算作者：孙德兴阅读：1451 次上传时间： 2005-05-04推荐人：zulizhu (已传论文1 套)简介：地板采暖目前在我国尚属新兴的采暖方式，它常常处于周围全是散热器采暖的包围之中，很少能够为地板采暖单独安排热源，而只能用散热器采暖的高温（相对而言）水热源。本文提出了地暖工程中的阻力计算问题，分析了其具体计算过程，进行了实例计算与分析，阐述了混接系统的阻力匹配问题。关键字：地板采暖阻力计算混接系统阻力匹配相关站中站：阀门专辑散热器选型专区地板辐射采暖技术教您计算水力平衡 1．引言目前，地板采暖技术在推广应用过程中，与散热器采暖系统混接是经常遇到的问题，通常散热器需供水温度80℃左右，水系统压力损失很小，而地板采暖需供水温度低于65℃，其末端阻力可达3米以上水柱。因此简单地共用一个水系统是不行的。然而，地板采暖目前在我国尚属新兴的采暖方式，它常常处于周围全是散热器采暖的包围之中，很少能够为地板采暖单独安排热源，而只能用散热器采暖的高温（相对而言）水热源。例如城市热网、区域锅炉房等。房屋开发商希望在散热器采暖的楼中某几层甚至某几个房间安装地板采暖，这种情况有时是由于补建、扩建，更多情况是开发商对较新的事物有个认识过程，非要亲自看到效果才肯大面积推广。作为工程设计人员简单说“不”是不利于新技术推广的。但是，在具体的设计过程中却遇到一个致命的问题：即资用压力是否够用，散热器系统与地板采暖能否同时达到水力与热力平衡，在保证地暖系统室内温度的同时，不影响散热器系统，这是技术人员及热用户共同关心的问题。正因为这种压力问题的存在，使得众多的设计人员在一种抽象的概念条件下进行设计安装，将管长减短，管径放大成为设计的主要措施，而实际情况却表明，大多数工程均出现了过热现象，而有个别工程室内偏冷。因此在混接系统中盲目地或定性地设计计算是不可以的，理应根据实际情况进行定量分析计算。 2．沿程阻力与局部阻力计算沿程阻力计算与传统型类似，根据管径与设计流量查设计标准，其计算过程如下：设布管间距S、管长L、其铺设面积m=S×L、单位面积散热量q、设计供回水温度差Δt、流量g=(0.86×q×m)/Δt，则实际管径Φ及流量g可以查得比摩阻R，故Py=R×L。局部阻力计算，包括两部分，一是分集水器及其进出口阀门局部阻力ξ1，二是埋地塑料管的弯头局部阻力ξ2，ξ1的计算较为复杂，而且不能精确计算，虽然阀及分集水器的局部阻力系数均有实验数据，但是因为相距太近，相互影响程度较大，只能将其作为一个局部整体处理，就目前来讲尚无实验数据。它的计算只能定性分析。目前，埋地管有三种走向，分回字路型、S路型和L路型。在实际工程中，作者对这三种走向都有过实践，但是在用S路型时，曾受到不少专家的否定，认为S型局部阻力较另外两种路型阻力大，不提倡。作者通过仔细的研究发现，实际情况正好相反，S路型阻力较回字路及L型路偏小。一定的管径Φ在一定的流量条件g下，有一定的流速v，而弯头的个数n曾是设计人员头痛的问题，本文作者在此提出计算方法：若铺设面积中长为a、宽为b，回字路型中n=（b/s）

采暖系统水力计算

实例：

附件6.2关于地板辐射采暖水力计算的方法和步骤（天正暖通软件辅助完成） 6.2.1水力计算界面：菜单位置：【计算】→【采暖水力】（cnsl）菜单点取【采暖水力】或命令行输入“cnsL”后，会执行本命令，系统会弹出如下所示的对话框。功能：进行采暖水力计算，系统的树视图、数据表格和原理图在同一对话框中，编辑数据的同时可预览原理图，直观的实现了数据、图形的结合，计算结果可赋值到图上进行标注。快捷工具条：可在工具菜单中调整需要显示的部分，根据计算习惯定制快捷工具条容；树视图：计算系统的结构树；可通过【设置】菜单中的【系统形式】和【生成框架】进行设置；原理图：与树视图对应的采暖原理图，根据树视图的变化，时时更新，计算完成后，

可通过【绘图】菜单中的【绘原理图】将其插入到dwg中，并可根据计算结果进行标注；数据表格：计算所需的必要参数及计算结果，计算完成后，可通过【计算书设置】选择容输出计算书；菜单：下面是菜单对应的下拉命令，同样可通过快捷工具条中的图标调用； [文件] 提供了工程保存、打开等命令；新建：可以同时建立多个计算工程文档；打开：打开之前保存的水力计算工程，后缀名称为.csl；保存：可以将水力计算工程保存下来； [设置] 计算前，选择计算的方法等； [编辑] 提供了一些编辑树视图的功能；对象处理：对于使用天正命令绘制出来的平面图、系统图或原理图，有时由于管线间的连接处理不到位，可能造成提图识别不正确，可以使用此命令先框选处理后，再进行提图； [计算] 数据信息建立完毕后，可以通过下面提供的命令进行计算； [绘图] 可以将计算同时建立的原理图，绘制到dwg图上，也可将计算的数据赋回到原图上； [工具] 设置快捷命令菜单； 6.2.2采暖水力计算的具体操作： 1.下面以某住宅楼为例进行计算：住宅楼施工图如下：

地热盘管的水力计算

摘要: 有时候我们需要计算采暖系统的阻力，以便校核采暖入口的资用压力是否够用。有的时候需要给系统选泵，需要计算系统阻力，以确定水泵的扬程。本节就谈谈这个问题。关键词:地暖水力计算选择采暖管道管径，是最简单的水力计算，即根据经济比摩阻选择。我们在以前的《管径确定》专题已经介绍过了手算和软件计算的方法，在此不再重复。单元式住宅的系统阻力由以下部分组成:户内末端盘管阻力，分户热表、集分水器等设备，采暖立管、采暖入户干管，单元热力入口组成。 1) 户内末端盘管阻力一套80多平米的住宅的分集水器大概带了3～4个环路，每个环路的长度不同，所带的负荷也不同，原则上应该分别计算各个环路的阻力，然后取阻力最大的环路作为最不利环路，进行下一部的计算。一个环路有时候可能穿越两个房间。如果是这样，计算此环路所带负荷的时候，应该把两个房间的负荷进行累加。假如某环路穿越的是某个整个房间和另一个房间的一部分，可以这样处理:取那个整个房间的负荷与那个穿越部分房间的部分负荷(可以用相对盘管面积，相对负荷的原则，按他们所占的面积进行取值。如果这部分靠近外围护结构，应该把其适当地放大，比如乘以1.2的修正系数，以减少实际情况与理论分析的误差。)知道了盘管所带的负荷就可以用我们以前介绍过的方法确定环路的流量、流速、单位长度的沿程阻力。局部阻力的计算方法有两种:一种是逐个数出此管段倒角(管道绕弯)的个数，将其看成90度弯头，查设计手册，得到局部阻力系数，进而得到局部阻力；另一种是用折算长度的方法，把总的局部阻力看成沿程阻力的某个倍数，比如取0.3。局部阻力和沿程阻力的和就是我们所要求的该环路的末端阻力。依此方法，逐个计算各个环路的阻力，取最大数值，作为住户末端阻力。 2)分户热表、集分水器等设备接下来要确定分水器、集水器、过滤器、热表、测温调节锁闭阀的阻力了。热表的阻力可以查厂家样本或设计手册，各个厂家的参数不同，笔者就不给参考数值了，以免误导读者。需要指出的是，热表的阻力和实际流量有关，同一热表流量越大，阻力越大。我们要计算用户的设计流量，查出该型号热表的流量--阻力曲线，确定热表的阻力。集分水器的阻力计算:实际是计算和最不利环路接在一起集分水器的阻力。可分别视为分流三通、合流三通，查局部阻力系数确定之。请注意，不要把盘管各环路上小阀门的阻力丢掉，还是用查局部阻力系数的方法确定阻力。过滤器、测温调节锁闭阀如果样本没有给出阻力，可以查阅设计手册查局部阻力系数的方法确定阻力。

采暖水力计算之设备阻力

采暖水力计算之设备阻力假定散热器采暖负荷指标50w/m2，户内面积120m2，温差20℃。则热负荷6000W，流量 0.258m3/h，管径DN20。一、阀门类阻力计算公式：△P=100*(L/Kv)^2 (kPa) L ---- 流量m3/h； Kv ---- 阀门流通系数阀门开度可取80~90%。局部阻力系数ζ=L^2/(Kv^2*ρ*ν^2)*2*10^5=π^2*D^4/(8*Kv^2*ρ)*3600^2*10^5 =π^2*D^4/(Kv^2*ρ)*1.62*10^11=D^4/(Kv^2*ρ)*1.6*10^12 ρ---- 密度kg/m3 ν---- 流速m/s 结论:ζ仅和Kv、管径、流体密度有关。 1、锁闭阀（静态平衡阀）：但系统压差变化时，不随系统变化而改变阻力系数，需重新手动调节。 2、恒温阀：(最大压差100kPa) 某品牌Kv∈(0.22,0.62) Kv取0.45，计算△P= 32 kPa, ζ=1663 ZWT-15二通直阀Kv=0.7，计算△P= 14 kPa, ζ=687 ZWT-20二通直阀Kv=0.82，计算△P= 10 kPa, ζ=501 ZWT-20三通阀Kv缺，取0.7，计算△P= 14 kPa, ζ=687 双管系统楼层较多时，应采用带预设定作用的恒温阀。 3、自力式压差控制阀，适用于分户计量供暖系统。 ZTY47型自力式压差控制阀Kv 管径Kv 管径Kv DN20 0.07～5.4 DN80 1.8～80 DN25 0.1～8.5 DN100 3～118 DN32 0.3～13.2 DN125 5～214 DN40 0.5～25 DN150 8～285 DN50 0.7～39 DN200 10～603 Kv取4.0，计算△P=0.42kPa, ζ=21 4、自力式流量控制阀，适用于集中供暖。 ZL-4M型自力式压差控制阀Kv DN20 0.10～1.5 DN80 5～25 DN25 0.2～2.0 DN100 10～35 DN32 0.5～4.0 DN125 5～214 DN40 1.0～6.0 DN150 15～50 DN50 2.0～10 DN200 40～160 Kv取1.2，计算△P=5kPa, ζ=233 二、设备类 1、散热器：局部阻力系数取2；

供热管网水力平衡计算及分析

供热管网水力平衡计算及分析 1 问题的提出中南建筑设计院西区(生活区)集中低温热水采暖系统于1991年完成设计及施工，并于当年年底投入运行。系统运行至今已有十年，大大改善了我院职工的生活条件。但该热水采暖系统自运行之初起，就存在着热力失衡问题。后随着用户的增加，管网作用半径的增大，随着燃煤蒸汽锅炉、汽-水换热器、热水循环泵运行效率的降低，也随着采暖系统阀件及沿程管道性能的弱化，采暖系统运行效率降低，热力失衡问题越来越严重，具体表现在管网末端用户的采暖效果越来越差。为配合我院沿街开发的形势，院西区两栋临街多层住宅拆除，由于采暖用户(以下均指单栋或单元建筑)减少采暖外网须相应调整，此举可部分程度缓解采暖系统效果恶化情况，但热力管网水力失衡问题尚未得到解决。 2 管网水力计算及平衡分析基于上述原因，我们对院西区采暖热网进行水力计算及分析，拟采取水力平衡阀等技术措施对该采暖热网进行水力平衡，以期改善西区整体采暖效果。 2.1 计算条件已知条件 (1)外网各环路管段管径及沿程长度，各单位采暖设计热负荷及总设计热负荷。各环路用户采暖热负荷说“表1” 表一 1,34,7北大28单29单幼儿幼儿用户名称单元单元单元单元单元板元元园南园北热负荷126.1 126.1 160.0 51.0 33.6 44.1 38.0 70.7 70.7 78.2 (kw) 续表一

3334357,1011,14中南海15,21用户名称 23户中单单元单元单元单元单元单元热负荷(kw) 55.7 60.9 60.9 155.8 184.7 184.7 527.6 115.0 (2)各环路用户室采暖水系统所需资用压头，由各单体采暖设计图纸及资料获得，参见“表四”及“表五”中“用户所需资用压头”项。假定条件: (1)由于锅炉及换热器效率的降低，根据该系统运行经验采暖供水最高温度为80?，最大供回水温差15,18?。采暖供回水温度取80/60?。 (2)由于系统运行多年外管内壁粗糙度增大，外管内壁粗糙度取K=0.5mm。 2.2 环路外网摩阻计算 1#环路负担总热负荷为1219kw，循环水量为52.8kg/h，其供回水总管管径为DN125，环路外网摩阻计算说“表二” 表二管段长管段编流量管径流速单位摩阻管段摩阻累计摩阻度号 (t/h) (mm) (m/s) (Pa/m) (Pa/m) (Pa/m) (m) L1 52.8 125 1.25 171 154 26.30 26.3 L2 47.3 125 1.11 135 134 18.10 44.4 L3 41.9 125 0.99 107 124 13.30 57.7 L4 31.3 125 0.74 60 10 0.60 58.3 L5 26.3 125 0.62 42 26 1.10 59.4 L6 23.3 125 0.55 33 26 0.86 60.3 L7 18.1 100 0.67 66 54 3.56 63.8 L8 13.4 100 0.50 36 20 0.72 64.6 L9 10.8 100 0.41 25 20 0.50 65.1

采暖系统水力平衡计算中的几个问题

采暖系统水力平衡计算中的几个问题北京市建筑设计研究院王冷非贺克瑾摘要：通过对典型的单管跨越式系统和双管系统的计算分析，介绍分流系数在单管跨越式系统中的作用及影响，总结了散热器温控阀在采暖系统中的调节作用。关键词：单管双管分流系数散热器温控阀 0引言《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019－2003及现行有关节能设计的标准，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，供同行参考。 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： G＝G s+G k S s G s2=S k G k2 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：同理，散热器支路阻力特性系数Ss值按下式计算：

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：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）。

供热工程水力计算说明书

供热工程课程设计说明书设计题目: 城市某住宅小区热力外网设计专业学生姓名: 班级: 学号: 设计完成时间:

目录第一章设计任务书——————————————————————1 第二章热网水力计算—————————————————————2 2.1 小区热负荷的计算———————————————————2 2.2 小区总设计流量的计算—————————————————2 2.3 主干线，支线的水力计算————————————————3 表1————————————————————————————5 表2————————————————————————————6 第三章施工组织部分设计——————————————————8 设计总结——————————————————————————8 参考文献——————————————————————————9

供热工程课程设计任务书一．题目：花园小区热力外网设计。二．设计任务: 1.完成该小区的热网施工图设计。注明：学号为单号的选择课程设计（09A）底图，供热建筑选择1#，2#，3#，4#楼。学号为双号的选择课程设计（09B）底图，供热建筑选择5#，4#，3#，1#楼。三．设计资料： 1．建筑性质、设施及规模该建筑群为一城市住宅小区，住宅为地上六层的多层建筑，地下车库不采暖。具体详见建筑总平面图。 2．依据的建筑图纸 ⑴小区建筑总平面图。 3．资料 ⑴供热热源为小区热力站，供回水温度为95/70 oC。 ⑵住宅采暖热指标60W/m2，按每个单元均分考虑。 ⑶建筑物热力入口位置按每个单元入口处考虑。 ⑷建筑物热力入口管道高度为室外地面下800mm。 ⑸各建筑物面积如下：1# 1885 m2、2# 3100 m2、3# 7503 m2、4# 12868 m2、5# 12615 m2、四．设计依据 1.《城市热力网设计规范》CJJ34-2002 2.《城市居住区规划设计规范》GB50180－93（2002版） 3.《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242－2002 4. 《供热工程制图标准》CJJ/T78-2010 5. 《集中供热设计手册》.李善化，康慧等编.电力工业出版社，1996年 6. 相关设计用图集五．设计要求 1．根据上述要求，进行该住宅小区热网各环节的设计计算并绘制施工图。 2．提交成果。 ⑴设计计算说明书一份 ⑵工程设计图纸，包括： ①设计施工说明；②图纸目录及图例；③管道平面布置图； ④管道横断面、纵断面布置图；⑤阀门井、热力入口大样图； ⑥绘制主干线水压图。