5热水系统解读课件

封面封面建建 筑筑 给给 水水 排排 水水 工工 程程 课课 件件太太太太 原原原原 理理理理 工工工工 大大大大 学学学学 环环环环 工工工工 学学学学 院院院院主讲人：王主讲人：王主讲人：王主讲人：王 孝孝孝孝 维维维维教教教教 材：建筑给水排水工程（建工第材：建筑给水排水工程（建工第材：建筑给水排水工程（建工第材：建筑给水排水工程（建工第5 5版）版）版）版）目目 录录第第0部分部分绪论第第1部分部分建筑内部给水系统第第2部分部分建筑消防给水系统第第3部分部分建筑内部排水系统第第4部分部分建筑雨水排水系统第第5部分部分建筑热水供应系统第第6部分部分饮水供应系统第第7部分部分居住小区给水排水工程第第8部分部分建筑中水工程第第9部分部分专用建筑给水排水工程第第10部分部分建筑给水排水设计程序、竣工验收及运行管理目录目录第第5 5部分部分建筑热水供应系统建筑热水供应系统5.1系统分类、组成、供水方式系统分类、组成、供水方式5.3热源热源、加、贮热、加、贮热设备设备及管材附件及管材附件5.35.3热水热水用水定额、水温及水质用水定额、水温及水质5.45.4耗热量耗热量、热水量、热媒耗量计算、热水量、热媒耗量计算5.55.5热水热水加热及贮存设备选择计算加热及贮存设备选择计算5.65.6热水热水管网的水力计算管网的水力计算7.1系统分类、组成、供水方式系统分类、组成、供水方式热水供应也属于给水，与冷水供应的区别是水温，必须热水供应也属于给水，与冷水供应的区别是水温，必须热水供应也属于给水，与冷水供应的区别是水温，必须热水供应也属于给水，与冷水供应的区别是水温，必须满足用水点对水温、水量的要，因此热水系统除了水的满足用水点对水温、水量的要，因此热水系统除了水的满足用水点对水温、水量的要，因此热水系统除了水的满足用水点对水温、水量的要，因此热水系统除了水的系统：管道、用水器具等，还有系统：管道、用水器具等，还有系统：管道、用水器具等，还有系统：管道、用水器具等，还有“热热热热”的供应，热源、的供应，热源、的供应，热源、的供应，热源、加热系统等等加热系统等等加热系统等等加热系统等等。5.1系统分类、组成、供水方式系统分类、组成、供水方式系统组成系统组成热水供应系统由下列部分组成热水供应系统由下列部分组成1.热媒系统（第一循环系统）热媒系统（第一循环系统）发热设备发热设备加热设备加热设备2.热水系统（第二循环系统）热水系统（第二循环系统）加热设备加热设备用水设备用水设备7.1系统分类、组成、供水方式系统分类、组成、供水方式 5.1系统分类、组成、供水方式系统分类、组成、供水方式1 1、热水、热水供应范围的供应范围的大小：大小：集中集中热水供应系统热水供应系统和和局部热水供应系统局部热水供应系统。集中集中热水供应系统热水供应系统特点：特点：供水范围大，热水集中制备，管道输送到供水范围大，热水集中制备，管道输送到个配水点。个配水点。适用：适用：适用于使用要求高，耗热量大，用水点多且分布适用于使用要求高，耗热量大，用水点多且分布较密集的建筑。较密集的建筑。热源：热源：应首先利用工业余热、废热、地热和应首先利用工业余热、废热、地热和太阳热，如无以上热源，应优先采用能保证全年供热的城市热力太阳热，如无以上热源，应优先采用能保证全年供热的城市热力管网或区域性锅炉房供热。管网或区域性锅炉房供热。局部热水供应系统局部热水供应系统特点：特点：供水范围小，热水分散制备，配水点较少，供水范围小，热水分散制备，配水点较少，且和热源较近，热水管路短，热损失小。且和热源较近，热水管路短，热损失小。适用：适用：适用于使用要求不适用于使用要求不高，用水点少且分散的建筑。高，用水点少且分散的建筑。热源：热源：宜采用蒸汽、煤气、炉灶余热宜采用蒸汽、煤气、炉灶余热或太阳能等。或太阳能等。7.1系统分类、组成、供水方式系统分类、组成、供水方式 5.1系统分类、组成、供水方式系统分类、组成、供水方式2、管网压力工况不同：开式、闭式供水方式开式供水方式：开式供水方式：配水点关闭，系统仍与大气相通配水点关闭，系统仍与大气相通特点：特点：在管网顶部设水箱，管网与大气相通，系统水压决定于水在管网顶部设水箱，管网与大气相通，系统水压决定于水箱的设置高度，而不受室外给水管网的水压的波动影响。箱的设置高度，而不受室外给水管网的水压的波动影响。适用：适用：室外水压变化较大，且用户要求水压稳定时采用。室外水压变化较大，且用户要求水压稳定时采用。注意：注意：该方式必须设置高位冷水箱和膨胀管。该方式必须设置高位冷水箱和膨胀管。闭式供水方式：闭式供水方式：配水点关闭，系统不与大气相通配水点关闭，系统不与大气相通特点：特点：冷水直接进入加热器，管路简单，水质不易受污染，但供冷水直接进入加热器，管路简单，水质不易受污染，但供水水压稳定性差，安全可靠性差。水水压稳定性差，安全可靠性差。适用：适用：屋顶不设水箱且对供水压力要求不太严格的建筑采用屋顶不设水箱且对供水压力要求不太严格的建筑采用。注意：注意：为了确保系统的安全运转，需设安全阀。为了确保系统的安全运转，需设安全阀。直接加热供水方式直接加热供水方式3.按加热方式：直接加热和间接加热直接加热（一次换热）供水方式：热媒与冷水直接混合特点：热水锅炉将冷水直接加热到所需的温度，或将蒸汽直接通如冷水混合制备热水。前者热效率高，节能；后者设备简单热效率高，不需凝水管，但噪音高，运行费用高。适用：适用于具有合格的蒸汽热媒，且对噪音无严格要求的公共浴室，洗衣房、工矿企业等。间接加热（二次换热）供水方式：传热面传递能量特点：将热媒通过水加热器把热量传递给冷却水达到加热冷水的目的，在加热过程中热媒和冷水不接触。该方式冷凝水可重复使用，运行费用低，不产生噪音，供水稳定。适用：适用于要求供水稳定、安全、噪音要求低的旅馆、住宅、医院、办公楼等建筑。5.1系统分类、组成、供水方式系统分类、组成、供水方式全循环供水方式全循环供水方式4、按循环与否：全循环、半循环、不循环全循环供水方式：配水干管、立管设回水管，保证任意点水温；特点：指热水干管、立管及支管均能保持热水的循环，各配水龙头随时打开都能提供符合设计水温要求的热水。适用：适用于有特殊要求的高标准建筑中，如：高级宾馆、饭店、高级住宅等。半循环供水方式：只在干管设回水管道，保证干管水温特点：半循环供水方式又分为立管和干管循环供水方式。前者是指热水干管和立管均能保持热水的循环；后者是指仅保持热水干管的热水循环。适用：干管循环用于全日供应热水的建筑和设有定时供水的高层建筑中；后者多用于定时供应热水的建筑中。不循环供水方式特点：没有循环管道，适用于定时供热水系统，如公共浴室、旅馆等，每天定时供应热水，其他时间没有热水，一般不设循环管道，节约投资。适用：适用于热水供应系统较小，使用要求不高的定时供应系统，如：公共浴室、洗衣房等。5.1系统分类、组成、供水方式系统分类、组成、供水方式膨胀排气管膨胀排气管膨胀排气管膨胀排气管冷水箱冷水箱冷水箱冷水箱循环水泵循环水泵循环水泵循环水泵加热器加热器加热器加热器3a全循环供水方式全循环供水方式全循环供水方式全循环供水方式膨胀排气管膨胀排气管膨胀排气管膨胀排气管冷水箱冷水箱冷水箱冷水箱循环水泵循环水泵循环水泵循环水泵加热器加热器加热器加热器3b半循环：立管循环方式半循环：立管循环方式半循环供水方式半循环供水方式3b半循环：干管循环方式半循环：干管循环方式膨胀排气管膨胀排气管膨胀排气管膨胀排气管冷水箱冷水箱冷水箱冷水箱循环水泵循环水泵循环水泵循环水泵加热器加热器加热器加热器半循环供水方式半循环供水方式膨胀排气管膨胀排气管膨胀排气管膨胀排气管冷水箱冷水箱冷水箱冷水箱加热器加热器加热器加热器3c不循环供水方式不循环供水方式不循环供水方式不循环供水方式自然自然循环供水方式循环供水方式h2hh1供热供热中心中心P1=h1 2+h 1+h 21P2=h1 2+h 2+h 21P=P2-P1=h（2-1）P：自然循环水头：自然循环水头t1，1t2，2P1P2用热用热中心中心5、按循环动力：按循环动力：自然循环和机械循环自然循环和机械循环利用自然循环水头使热水在管路中循环流动条件：利用自然循环水头使热水在管路中循环流动条件：自然循环水头自然循环水头循环水头损失循环水头损失 5.1系统分类、组成、供水方式系统分类、组成、供水方式机械机械循环供水方式循环供水方式机械循环的热水供应系统机械循环的热水供应系统t1，1t2，2h2hh1P1P2供热供热中心中心用热用热中心中心利用水泵提供压力使热水在管路中循环流动利用水泵提供压力使热水在管路中循环流动,条件：条件：自然循环水头自然循环水头循环水头损失循环水头损失 7.1系统分类、组成、供水方式系统分类、组成、供水方式一、水加热器1）容积式水加热器容积式加热器是内部设有热媒导管的热水贮存器，具有加热冷水和贮存热水两种功能。组成：贮水罐：钢板、密闭压力容器。盘管：铜、钢7.2热源、加、贮热设备热源、加、贮热设备 5.2热源、加、贮热设备及管材附件热源、加、贮热设备及管材附件热媒：蒸汽、高温水热媒：蒸汽、高温水特点：特点：具有较大的贮存、调节能力；具有较大的贮存、调节能力；出水温度稳定；出水温度稳定；水头损失小；水头损失小；传热系数小，热交换效率低；传热系数小，热交换效率低；占地面积大，容积利用率低。占地面积大，容积利用率低。适用：用水温度要求均匀、需要贮存调节用水量场所。适用：用水温度要求均匀、需要贮存调节用水量场所。2）快速加热器快速加热器就是热媒与被加热水通过较大速度的流动进行快速换的一种间接加热设备。类型：按热媒：水水：以高温水为热媒汽水：以蒸汽为热媒按导管：单管式、多管式、板式、管壳式、波纹管式、螺旋管式7.2热源、加、贮热设备热源、加、贮热设备 5.2热源、加、贮热设备及管材附件热源、加、贮热设备及管材附件特点：特点：效率高、体积小、安装搬运方便；效率高、体积小、安装搬运方便；无调节能力、水头损失大、在热媒或被加热水的压力不稳定无调节能力、水头损失大、在热媒或被加热水的压力不稳定时，出水温度波动大。时，出水温度波动大。7.2热源、加、贮热设备热源、加、贮热设备 5.2热源、加、贮热设备及管材附件热源、加、贮热设备及管材附件3）半容积式水加热器）半容积式水加热器半容积式水加热器是带有适量贮存与调节半容积式水加热器是带有适量贮存与调节容积的内藏式容积式水加热器。容积的内藏式容积式水加热器。v 组成：组成：贮水罐贮水罐内藏式快速换热器内藏式快速换热器内循环泵内循环泵v 工作过程：工作过程：循环泵作用：循环泵作用：提高被加热水流速，增大传热系数和换热能力。提高被加热水流速，增大传热系数和换热能力。克服水头损失。克服水头损失。形成水的连续内循环，消除冷水区，提高贮罐形成水的连续内循环，消除冷水区，提高贮罐利用率利用率特点：特点：体型小、加热快、换热充分、供体型小、加热快、换热充分、供热温度稳定、节水节能，但对循环泵热温度稳定、节水节能，但对循环泵要求质量高。要求质量高。4）半即热式水加热器半即热式水加热器是带有超前控制，具有量贮存容积的快速式水加热器。(见附图7)v 特点：有预测温控装置，出水温度稳定；传热系数大，换热速度快；体积小，占地面极小，水流停留时间短，能有效的防止军团菌的滋生；自动除垢。v 适用：各种不同负荷需要的机械循环热水供应7.2热源、加、贮热设备热源、加、贮热设备 5.2热源、加、贮热设备及管材附件热源、加、贮热设备及管材附件二、局部加热设备：有燃气热水器、电热水器和太阳能热水器等。7.2热源、加、贮热设备热源、加、贮热设备集热器集热器导水管导水管热水贮罐热水贮罐热水管热水管给水管给水管通气管通气管平板型太阳能热水器平板型太阳能热水器 5.2热源、加、贮热设备及管材附件热源、加、贮热设备及管材附件三、加热水箱和热水贮水箱加热水箱是一种简单的热交换设备。在水箱中安装蒸汽多孔管或蒸汽喷射器，可构成直接加热水箱；在水箱中安装排管或盘管即构成间接加热水箱。热水贮水箱（罐）是一种专门调节热水量的容积。可在用水不均匀的热水供应系统中设置，以调节水量，稳定出水温度。7.2热源、加、贮热设备热源、加、贮热设备 5.2热源、加、贮热设备及管材附件热源、加、贮热设备及管材附件7.3管材和附件管材和附件 5.2热源、加、贮热设备及管材附件热源、加、贮热设备及管材附件四、自动温度调节装置四、自动温度调节装置 直接温度调节装置：温包直接温度调节装置：温包自动调节阀自动调节阀控制热媒量控制热媒量 间接温度调节装置：温包间接温度调节装置：温包电触点温度计电触点温度计变速开关阀门变速开关阀门五、减压阀五、减压阀原理：利用流体通过阀瓣产生阻力而减压。原理：利用流体通过阀瓣产生阻力而减压。型式：波纹管式、活塞式、膜片式等型式：波纹管式、活塞式、膜片式等计算：计算：F=G/q流量系数，流量系数，0.45 0.6。q通过每平方厘米孔口截面的理论流量，通过每平方厘米孔口截面的理论流量，kg/cm2h；G蒸汽流量，蒸汽流量，kg/h；f孔口截面积，孔口截面积，cm2；7.3管材和附件管材和附件 5.2热源、加、贮热设备及管材附件热源、加、贮热设备及管材附件四、自动温度调节装置四、自动温度调节装置 直接温度调节装置：温包直接温度调节装置：温包自动调节阀自动调节阀控制热媒量控制热媒量 间接温度调节装置：温包间接温度调节装置：温包电触点温度计电触点温度计变速开关阀门变速开关阀门五、减压阀五、减压阀原理：利用流体通过阀瓣产生阻力而减压。原理：利用流体通过阀瓣产生阻力而减压。型式：波纹管式、活塞式、膜片式等型式：波纹管式、活塞式、膜片式等计算：计算：F=G/q流量系数，流量系数，0.45 0.6。q通过每平方厘米孔口截面的理论流量，通过每平方厘米孔口截面的理论流量，kg/cm2h；G蒸汽流量，蒸汽流量，kg/h；f孔口截面积，孔口截面积，cm2；7.3管材和附件管材和附件 7.3管材和附件管材和附件六六.疏水器疏水器作用：保证冷凝水及时排放、防止蒸汽漏失作用：保证冷凝水及时排放、防止蒸汽漏失位置：安装于以蒸汽为热媒、间接加热，第一循环系统凝结水位置：安装于以蒸汽为热媒、间接加热，第一循环系统凝结水管道上。管道上。型式型式:浮筒式、吊桶式、热动力式。浮筒式、吊桶式、热动力式。七七.自动排气阀自动排气阀作用：排出上行下给管网中热水气化产生的气体，以保证管内作用：排出上行下给管网中热水气化产生的气体，以保证管内热水畅通。热水畅通。位置：在管网的最高处安装自动排气阀。位置：在管网的最高处安装自动排气阀。7.3管材和附件管材和附件 5.2热源、加、贮热设备及管材附件热源、加、贮热设备及管材附件八八.自然补偿管道和伸缩器自然补偿管道和伸缩器钢管热伸长量为：钢管热伸长量为：L0.012（t2r-t1r）L式中：式中：L钢管热伸长量。钢管热伸长量。mm；t2r管中热水最高温度，管中热水最高温度，；t1r管道周围环境温度，管道周围环境温度，一般取，一般取t1r5；L计算管段长度，计算管段长度，m；0.012普通钢管的线膨胀系数，普通钢管的线膨胀系数，mm/m.补偿管道热伸长措施：补偿管道热伸长措施：1）自然补偿：利用管路布置时形成自然补偿：利用管路布置时形成L、Z型转向，在转弯前后的直线段上设型转向，在转弯前后的直线段上设置固定支架。置固定支架。2）伸缩器补偿：）伸缩器补偿：套管伸缩器：适用于管径套管伸缩器：适用于管径DN100mm，伸长量，伸长量250400mm。方型伸缩器：安全可靠、不漏水，但占用空间大。方型伸缩器：安全可靠、不漏水，但占用空间大。波型伸缩器：安装方便、节省面积、外形美观、耐高温。波型伸缩器：安装方便、节省面积、外形美观、耐高温。7.3管材和附件管材和附件 5.2热源、加、贮热设备及管材附件热源、加、贮热设备及管材附件九、膨胀管和膨胀罐九、膨胀管和膨胀罐8.1热水用水定额、水温及水质热水用水定额、水温及水质 5.35.3热水用水定额、水温及水质热水用水定额、水温及水质5.3.15.3.1热水定额热水定额1 1）按建筑物的使用性质和卫生器具完善程度确定的热水用水定额）按建筑物的使用性质和卫生器具完善程度确定的热水用水定额,具体见表具体见表8.1.1 8.1.1 热水用水定额（水温按热水用水定额（水温按6060计）计）2 2）卫生器具）卫生器具1 1次或次或1 1小时的热水用水定额，见表小时的热水用水定额，见表8.1.28.1.2，水温按使用要求计。，水温按使用要求计。5.3.25.3.2热水水温热水水温1 1）冷水水温：以当地最冷月的平均水温为标准，无气候资料时，以表）冷水水温：以当地最冷月的平均水温为标准，无气候资料时，以表8.1.58.1.5为标为标准准.2 2）热水水温（供应温度）见下表：）热水水温（供应温度）见下表：水质处理情况水质处理情况出口最高温度出口最高温度配水点最低温度配水点最低温度原水水质无需软化处理，原水水质需水质处理且有水质处理7550原水水质需水质处理但未进行水质处理60508.1热水用水定额、水温及水质热水用水定额、水温及水质 5.35.3热水用水定额、水温及水质热水用水定额、水温及水质5.3.35.3.3热水水质热水水质1 1）生活热水水质的卫生指标，应符合现行的生活热水水质的卫生指标，应符合现行的生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准的要的要求求2 2）洗衣房日用热水量（按洗衣房日用热水量（按6060计）大于或等于计）大于或等于10m310m3且原水总硬度（以碳酸钙且原水总硬度（以碳酸钙计）大于计）大于300mg/L300mg/L时，应进行水质软化处理；原水总硬度（以碳酸钙计）为时，应进行水质软化处理；原水总硬度（以碳酸钙计）为150150300mg/L300mg/L时，宜进行水质软化处理。时，宜进行水质软化处理。3 3）其它生活日用热水量（按其它生活日用热水量（按6060计）大于或等于计）大于或等于10m310m3且原水总硬度（以碳且原水总硬度（以碳酸钙计）大于酸钙计）大于300mg/L300mg/L时，宜进行水质软化或稳定处理。时，宜进行水质软化或稳定处理。4 4）经软化处理后的水质总硬度宜为：洗衣房用水：经软化处理后的水质总硬度宜为：洗衣房用水：5050100mg/L100mg/L；其它用水：；其它用水：7575150mg/L150mg/L。5 5）水质稳定处理应根据水的硬度、适用流速、温度、作用时间或有效长度水质稳定处理应根据水的硬度、适用流速、温度、作用时间或有效长度及工作电压等选择合适的物理处理或化学稳定剂处理方法。及工作电压等选择合适的物理处理或化学稳定剂处理方法。6 6）系统对溶解氧控制要求较高时，宜采取除氧措施。系统对溶解氧控制要求较高时，宜采取除氧措施。8.2耗热量、热水量、热媒耗量计算耗热量、热水量、热媒耗量计算 5.45.4耗热量、热水量、热媒耗量计算耗热量、热水量、热媒耗量计算5.4.15.4.1设计小时耗热量的计算设计小时耗热量的计算 1)1)全日供应热水的住宅、别墅、招待所、培训中心、旅馆、宾全日供应热水的住宅、别墅、招待所、培训中心、旅馆、宾馆的客房（不含员工）、医院住院部、养老院、幼儿园、托儿馆的客房（不含员工）、医院住院部、养老院、幼儿园、托儿所（有住宿）等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗电量应所（有住宿）等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗电量应按下式计算按下式计算：Qh-设计小时耗热量(W)；m-用水计算单位数(人数或床位数)；qr-热水用水定额(L/人d或L/床d)应按表8.1.1采用；C-水的比热，=4187(J/Kg)；tr-热水的温度，=60；tl-冷水温度，按表8.1.5选用；r-热水的密度(Kg/L)；Kh-小时变化系数,可按表8.2.1表8.2.3采用。8.2耗热量、热水量、热媒耗量计算耗热量、热水量、热媒耗量计算 5.45.4耗热量、热水量、热媒耗量计算耗热量、热水量、热媒耗量计算2)2)定时供应热水的住宅、旅馆、医院及工业企业生活间、公共定时供应热水的住宅、旅馆、医院及工业企业生活间、公共浴室、学校、剧院、体育馆（场）等建筑的集中热水供应系统浴室、学校、剧院、体育馆（场）等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量应按下式计算：的设计小时耗热量应按下式计算：Qh-设计小时耗热量(W)；qh-卫生器具热水的小时用水定额(L/h),应按表8.1.2采用；C-水的比热，C=4187(J/Kg)；tr-热水的温度（），按表8.1.2采用tL-冷水温度（），按表8.1.5采用；r-热水的密度(Kg/L)；N0-同类型卫生器具数；b-卫生器具的同时使用百分数：住宅、旅馆、医院、疗养院病房，卫生间内浴盆或淋浴器可按70%100%计，其他器具不计，但定时连续供水时间应不小于2h。工业企业生活间、公共浴室、学校、剧院、体育馆（场）等的浴室内淋浴器和洗脸盆均按100%计。住宅一户带多个卫生间时，只按照一个卫生间计算。定时供应热水的住宅、旅馆、医院及工业企业生活间、公共浴室、学校、剧院、体育馆（场）等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量应按下式计算：定时供应热水的住宅、旅馆、医院及工业企业生活间、公共浴室、学校、剧院、体育馆（场）等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量应按下式计算：（5.3.1-25.3.1-2）8.2耗热量、热水量、热媒耗量计算耗热量、热水量、热媒耗量计算 5.45.4耗热量、热水量、热媒耗量计算耗热量、热水量、热媒耗量计算3 3）设有集中热水供应系统的居住小区的设计小时耗热量，设有集中热水供应系统的居住小区的设计小时耗热量，当公共建筑的最大用水时时段与住宅的最大用水时时段一致当公共建筑的最大用水时时段与住宅的最大用水时时段一致时，应按两者的设计耗热量叠加计算，当公共建筑的最大用时，应按两者的设计耗热量叠加计算，当公共建筑的最大用水时时段与住宅的最大用水时时段不一致时，应按住宅的设水时时段与住宅的最大用水时时段不一致时，应按住宅的设计小时耗热量加公共建筑的计小时耗热量加公共建筑的平均小时耗热量叠加计平均小时耗热量叠加计算。算。4 4）具有多个不同使用热水部门的单一建筑或具有多种使用具有多个不同使用热水部门的单一建筑或具有多种使用功能的综合性建筑，当其热水由同一热水供应系统供应时，功能的综合性建筑，当其热水由同一热水供应系统供应时，设计小时耗热量，可按同一时间内出现用水高峰的主要用水设计小时耗热量，可按同一时间内出现用水高峰的主要用水部门的设计小时耗热量加其他部门的部门的设计小时耗热量加其他部门的平均小时耗热量平均小时耗热量计算。计算。8.2耗热量、热水量、热媒耗量计算耗热量、热水量、热媒耗量计算 5.45.4耗热量、热水量、热媒耗量计算耗热量、热水量、热媒耗量计算5.4.25.4.2热热水水量的计算量的计算 热水量应按下式计算：热水量应按下式计算：Qr-设计小时热水量(L/h)；Qh-设计耗热量(W)；tr-设计热水温度（）；tL-设计冷水温度（）；r-热水的密度(Kg/L)；8.2耗热量、热水量、热媒耗量计算耗热量、热水量、热媒耗量计算 5.45.4耗热量、热水量、热媒耗量计算耗热量、热水量、热媒耗量计算5.4.35.4.3热热媒耗媒耗量的计算量的计算 1 1、采用蒸汽直接加热：、采用蒸汽直接加热：Gm=Gm=（1.11.11.21.2）3.6Q3.6Qh h/（i im m -i-ir r）GmGm：蒸汽耗量：蒸汽耗量,kg/h;,kg/h;Q Qh h：设计小时耗热量，：设计小时耗热量，W W；I Im m :蒸汽热焓，蒸汽热焓，kJ/kgkJ/kg；i ir r蒸汽与冷水混合后的热焓，蒸汽与冷水混合后的热焓，i ir r4.1874.187tr,kJ/kgtr,kJ/kg，、采用蒸汽间接加热：、采用蒸汽间接加热：G Gm m=（1.11.11.21.2）3.6Q3.6Qh h/h h （h h 为蒸汽的汽化热）为蒸汽的汽化热）3 3、采用热水间接加热：、采用热水间接加热：G Gm m=（1.11.11.21.2）3.6Q3.6Qh h/C CB B（t tmcmc-t-tmzmz）8.3热水加热及贮存设备选择计算热水加热及贮存设备选择计算 5.55.5热水加热及贮存设备选择计算热水加热及贮存设备选择计算1 1、容积式水加热器、快速式水加热器和加热水箱的加热排管或、容积式水加热器、快速式水加热器和加热水箱的加热排管或盘管传热面积的计算盘管传热面积的计算 根据热平衡原理，制备热水所需的热量应等于水加热器传递根据热平衡原理，制备热水所需的热量应等于水加热器传递的热量，即的热量，即 W W K K t tj j F Fp p (复合换热量计算公式）复合换热量计算公式）则则有有 F Fp p（1.11.11.21.2）W/W/K K t tj j F Fp p:水加热器的传热面积；水加热器的传热面积；W W ：制备热水所需的热量，取设计小时耗热量；：制备热水所需的热量，取设计小时耗热量；：考虑表面结垢而乘的修正系数；：考虑表面结垢而乘的修正系数；K K ：传热材料的传热系数；：传热材料的传热系数；t tj j：热媒和被加热水的计算温差。：热媒和被加热水的计算温差。8.3热水加热及贮存设备选择计算热水加热及贮存设备选择计算 5.55.5热水加热及贮存设备选择计算热水加热及贮存设备选择计算1 1t tj j 的的 确定：确定：（1 1）容积式（半容积式）水加热器）容积式（半容积式）水加热器 （式（式8.3.13)8.3.13)（2 2）快速式（半即热式）水加热器）快速式（半即热式）水加热器 （式（式8.3.14)8.3.14)2 2、热水贮水器的容积计算、热水贮水器的容积计算 按经验法确定按经验法确定 （贮存热量占设计小时耗热量的百分数）（贮存热量占设计小时耗热量的百分数）V VT T W/(t W/(tr r-t-tl l)C)CB B 60 60 （L）（式（式9 910)10)T T：表：表8.3.48.3.4中规定的时间（中规定的时间（min).min).8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 5.65.6热水管网的水力计算热水管网的水力计算热水管网水力计算内容：热水管网水力计算内容：第一循环管网（热媒管网）的管径和水头损失第一循环管网（热媒管网）的管径和水头损失第二循环管网（配水管网和回水管网）的设计秒流量、循环流第二循环管网（配水管网和回水管网）的设计秒流量、循环流量、管径、水头损失；量、管径、水头损失；确定循环方式，进行设备选型（循环泵、疏水器、膨胀水箱等）确定循环方式，进行设备选型（循环泵、疏水器、膨胀水箱等）8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 5.65.6热水管网的水力计算热水管网的水力计算一、热媒循环管网的水力计算步骤一、热媒循环管网的水力计算步骤 1 1、热媒为热水时、热媒为热水时 （1 1）计算热媒流量）计算热媒流量GmsGms （2 2）确定管径（）确定管径（控制热媒流速不大于控制热媒流速不大于1.2m/s 1.2m/s；每米管长的沿程水头损失在每米管长的沿程水头损失在 5050100Pa(5100Pa(510mmH2O)10mmH2O)范围内范围内 （3 3）计算热媒管的循环水头损失）计算热媒管的循环水头损失Hh Hh 为沿程和局部水头损失（按沿程损失的为沿程和局部水头损失（按沿程损失的100100 估算）之和估算）之和.（4 4）计算热媒管路的自然循环水头）计算热媒管路的自然循环水头HzrHzr 12热水锅炉热水锅炉水加热器水加热器8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 5.65.6热水管网的水力计算热水管网的水力计算（5 5）比较自然循环水头和循环水头损失的大小）比较自然循环水头和循环水头损失的大小 A.A.满足满足HzrHzr（1.11.11.151.15）Hh Hh 时，采用自然循环时，采用自然循环.B.B.不满足上述条件时，需设循环水泵不满足上述条件时，需设循环水泵.（6 6）循环水泵的选型）循环水泵的选型 水泵扬程确定水泵扬程确定 HbHhHbHh 流量确定流量确定 QbGmsQbGms 2 2、热媒为蒸汽时、热媒为蒸汽时 高压蒸汽高压蒸汽 相对压力相对压力70kPa70kPa 低压蒸汽低压蒸汽 相对压力相对压力70kPa70kPa 热水供应系统常用高压蒸汽为热媒热水供应系统常用高压蒸汽为热媒.8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 5.65.6热水管网的水力计算热水管网的水力计算（1 1）计算蒸汽耗量）计算蒸汽耗量GmGm （2 2）确定蒸汽管的管径）确定蒸汽管的管径 依据：依据：a.a.蒸汽耗量蒸汽耗量G G，b.b.管道允许流速管道允许流速 c.c.比压降比压降R R 管道的比压降管道的比压降R R由下式决定：由下式决定：R R1000010000（Pc-Pz)/(L+LN)Pc-Pz)/(L+LN)Pc:Pc:锅炉出口的蒸汽压力（锅炉出口的蒸汽压力（Pa);Pa);Pz:Pz:加热器蒸汽进口处压力（加热器蒸汽进口处压力（Pa);Pa);L L：蒸汽管总长（：蒸汽管总长（m m）；）；LN LN：管道局部阻力的当量长度，取（：管道局部阻力的当量长度，取（0.50.51 1）L.L.查附录查附录9 92 2确定管径和水头损失确定管径和水头损失8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 5.65.6热水管网的水力计算热水管网的水力计算（3 3）确定凝水管的管径）确定凝水管的管径 凝水管的管长分为两部分：凝水管的管长分为两部分：a ab b段（水加热器出口至疏水器前部）：段（水加热器出口至疏水器前部）：根据设计小时耗热量根据设计小时耗热量W W确定确定 b bc c段（疏水器后部至凝水管末端）：段（疏水器后部至凝水管末端）：按通过管段的热量计算按通过管段的热量计算 WjWj1.25W (KJ/h)1.25W (KJ/h)查表时，管道的比压降查表时，管道的比压降R R控制在控制在15mmH2O/m15mmH2O/m范围内范围内.8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 5.65.6热水管网的水力计算热水管网的水力计算二、热水配水与回水管网的水力计算二、热水配水与回水管网的水力计算 （一）热水配水管网的水力计算（一）热水配水管网的水力计算 计算内容：计算内容：（1 1）确定各配水管段的设计秒流量）确定各配水管段的设计秒流量 （2 2）确定配水管管径）确定配水管管径 （计算方法同冷水系统）（计算方法同冷水系统）不同点：不同点：（1 1）确定管径时不计循环流量，查）确定管径时不计循环流量，查“热水水力计算表热水水力计算表”；(或用放大管径法）或用放大管径法）（2 2）管内水流速度较低）管内水流速度较低 （3 3）热水管网的最小管径为）热水管网的最小管径为20mm20mm，以防结垢堵塞，以防结垢堵塞.8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 5.65.6热水管网的水力计算热水管网的水力计算1 1、自然循环管网的计算、自然循环管网的计算 计算内容：计算内容：A.A.确定回水管管径确定回水管管径 B.B.循环流量计算和最不利管段水温校核循环流量计算和最不利管段水温校核 （热水管网的最不利点指水温最难获得（热水管网的最不利点指水温最难获得 保证的用水点）保证的用水点）C.C.计算自然循环水头和循环水头损失计算自然循环水头和循环水头损失 计算要求：计算要求：配水管网的温降差（从水加热器出口配水管网的温降差（从水加热器出口 至管网最不利点的温差）不大于至管网最不利点的温差）不大于1515；(自然循环管网取自然循环管网取1010）8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 5.65.6热水管网的水力计算热水管网的水力计算（1 1）回水管管径确定）回水管管径确定 按经验法确定。回水管管径比相应配水管管径小一号。按经验法确定。回水管管径比相应配水管管径小一号。DN70DN50DN40DN50DN40DN3201234567回水管网计算示意图回水管网计算示意图水加热器水加热器（最不利点）（最不利点）8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 5.65.6热水管网的水力计算热水管网的水力计算（2 2）循环流量计算）循环流量计算 A.A.初步估算最不利配水管各节点水温和各管段热水初步估算最不利配水管各节点水温和各管段热水 平均温度平均温度t tm m.t tz zt tc c-t-tl l （起点水温为（起点水温为65657070）t tc c,t tz z:计算管段起点和终点水温；计算管段起点和终点水温；t t:每米管长的温降，每米管长的温降，t tT/LT/L，T T10101515;l l:计算管段长度计算管段长度.t tm m(t(tc c+t tz z)/)/2 28.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 5.65.6热水管网的水力计算热水管网的水力计算B.B.确定各计算管段的热损失确定各计算管段的热损失 WsWsDlK(1-)(tm-tj)DlK(1-)(tm-tj)tm tm：计算管段的平均水温，：计算管段的平均水温，；tj:tj:计算管段周围的空气温度，计算管段周围的空气温度，；C.C.确定循环流量确定循环流量 总循环流量总循环流量 QxQxWs/Ws/TTCBCB Ws:Ws:管网的总热损失，取设计小时耗热量的管网的总热损失，取设计小时耗热量的5 51010（经验）；（经验）；T T：配水管网的允许温降差，取配水管网的允许温降差，取10101515 各计算管段循环流量各计算管段循环流量 qxqxn qxqxn-1 式中：式中：qxqxn_计算管段的循环流量；计算管段的循环流量；qxqxn-1计算管段前一个管段的循环流量；计算管段前一个管段的循环流量；WsWsn _计算管段本身的热损失及其后各管段热损失之和；计算管段本身的热损失及其后各管段热损失之和；WsWsn-1 _前一个管段的热损失及其后各管段热损失之和；前一个管段的热损失及其后各管段热损失之和；WsWsn-1 _前一个管段的热损失前一个管段的热损失.8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 5.65.6热水管网的水力计算热水管网的水力计算【附附】计算管段循环流量公式推导计算管段循环流量公式推导 （1 1）求管段）求管段（管段（管段0 01 1）的循环流量）的循环流量q qx x q qx xQ Qx x(总循环流量）总循环流量）（2 2）求管段）求管段（管段（管段1 12 2）的循环流量）的循环流量q qx x 在点在点1 1的左侧选一点的左侧选一点A A，则，则通过点通过点A A处的循环流量所携带的处的循环流量所携带的热量用于补偿热量用于补偿A A点后管道的热损失点后管道的热损失。即有即有 q qx xC CB B（t t1(A)1(A)-t-tz z)=Ws)=Ws+Ws+Ws+WsWs+WsWs (1)(1)同理，在点同理，在点1 1的右侧选一点的右侧选一点B B，则有，则有 q qx xC CB B（t t1(B)1(B)-t-tz z)=Ws)=Ws+Ws+Ws+WsWs8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 5.65.6热水管网的水力计算热水管网的水力计算DN70DN50DN40DN50DN40DN3201234567回水管网计算示意图回水管网计算示意图水加热器水加热器AB8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 5.65.6热水管网的水力计算热水管网的水力计算 由由(1)/(2)(1)/(2)得得 q qx x q qx x 用同样的方法可求得用同样的方法可求得 写成普遍式即为写成普遍式即为WsWs+Ws+Ws+WsWsWsWs WsWs+WsWs+WsWsq qx x q qx x WsWsWsWs+WsWsq qx xn q qx xn-1 WsWsnWsWsn-1-WsWsn-18.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 5.65.6热水管网的水力计算热水管网的水力计算（3 3）最不利管段水温校核）最不利管段水温校核 根据循环流量和热损失计算各管段终点水温根据循环流量和热损失计算各管段终点水温 由由 WsWsn qxqxn CBCB（tztz-tc)-tc)，可得，可得 tztz tc-Wstc-Wsn/qx/qxn CB CB (9-21)(9-21)将将tztz 与原来初定的与原来初定的tztz进行比较进行比较.A.A.若两者相差不大于若两者相差不大于11，则说明，则说明qxqxn和和tztz计算值与实际相符计算值与实际相符.B.B.若两者相差大于若两者相差大于11，则说明，则说明qxqxn和和tztz计算值与实际不相符，计算值与实际不相符，应以应以tztz=(tz=(tz+tz)/2+tz)/2作为计算管段终点水温，重新计作为计算管段终点水温，重新计 算循环流量并再次进行终点水温校核。算循环流量并再次进行终点水温校核。8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 5.65.6热水管网的水力计算热水管网的水力计算 （4 4）计算自然循环水头和循环水头损失）计算自然循环水头和循环水头损失 A.A.上行下给管网的自然循环水头上行下给管网的自然循环水头 HzrHzrh(h(4-3)h h:水加热器中心距上行干管中心的高差；水加热器中心距上行干管中心的高差；4 ：距水加热器最远的配水立管中热水的平均容重；：距水加热器最远的配水立管中热水的平均容重；3 ：水加热器出水总立管中热水的平均容重：水加热器出水总立管中热水的平均容重.水加热器水加热器34h8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 5.65.6热水管网的水力计算热水管网的水力计算 B.B.下行上给管网的自然循环水头下行上给管网的自然循环水头 HzrHzrh(h(5-6)+h)+h1 1(7-8)h:h:下行干管中心距立管顶端的高差；下行干管中心距立管顶端的高差；h h1 1：水加热器中心距下行干管中：水加热器中心距下行干管中 心的高差；心的高差；5,6 ：距水加热器最远的回水：距水加热器最远的回水 立管与配水立管中热水立管与配水立管中热水 的平均容重；的平均容重；7,8 ：下行回水干管和配水干：下行回水干管和配水干 管中热水的平均容重管中热水的平均容重.5678hh18.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 8.4热水管网的水力计算热水管网的水力计算 C.C.循环水头损失的计算循环水头损失的计算 H=(Hp+Hx)+HjH=(Hp+Hx)+Hj H:H:循环管网的总水头损失循环管网的总水头损失,kPa;,kPa;Hp:Hp:循环流量和使用流量通过配水计算管路的沿程和局部循环流量和使用流量通过配水计算管路的沿程和局部 损失损失,kPa;,kPa;Hx:Hx:循环流量通过回水计算管路的沿程和局部损失循环流量通过回水计算管路的沿程和局部损失,kPa;,kPa;Hj:Hj:循环流量通过水加热器的水头损失循环流量通过水加热器的水头损失,kPa.(,kPa.(自学自学)（5 5）校核自然循环条件）校核自然循环条件 Hzr(1.1Hzr(1.11.15)H1.15)H