第八章--建筑内部热水供应系统的计算..ppt

CompanyLogo 回顾 1 膨胀管出口离接入水箱水面的高度不少于 A200mmB300mmC100mmD50mm C 2 当采用闭式热水系统时 日用水量大于 m3的热水供应系统应设置压力式膨胀罐 A10B20C30D40 C CompanyLogo 3 热水系统时起解决管道胀缩和水体积膨胀的附件为 A补偿器 膨胀罐B温度自动调节器C疏水阀D减压阀 安全阀 A 4 热水系统膨胀管上 装设阀门 A应B严禁C不宜D可以 B CompanyLogo 5 上行下给式系统配水干管的应设装置 最高点 排气 6 热水横管的坡度不应小于 以便放气和泄水 0 003 7 疏水器的作用 阻汽排水 CompanyLogo 8 已知热水系统水容积为1200L 热水60 密度为0 98kg L 冷水4 密度为1kg L 回水温度40 密度为0 99kg L 水加热器底至冷水补给水箱的水面高度为100m 试求膨胀水箱的有效容积及水面高出冷水水箱的高度 第八章 建筑内部热水供应系统的计算 CompanyLogo 水压 水质 水量 水温 满足4方面要求 CompanyLogo 建筑内部热水供应系统的计算 CompanyLogo 8 1热水用水定额 水温及水质 CompanyLogo 8 1 1热水水质 1 生产用热水 生产工艺 2 生活用热水 生活饮用水卫生标准 GB5749 3 集中热水 应根据水质 水量 水温 水加热设备的构造 使用要求等因素 经技术经济比较按一定条件确定 CompanyLogo 1 洗衣房用水 Qd 10m3 60 且原水总硬度 300mg L 应 总硬度150 300mg L 宜 2 其他用水 Qd 10m3 60 且原水总硬度 300mg L 宜 水质软化或阻垢缓蚀处理 CompanyLogo 4 系统对溶解氧控制要求高时 采取除氧措施 3 软化后 洗衣房50 100mg L 其他用水75 150mg L CompanyLogo 两个普遍问题 管道结垢和管道腐蚀 管道结垢 水中的硬度和水温导致 管道腐蚀 水被加热时 水中的溶解氧因受热而逸出 加速金属管道的腐蚀 CompanyLogo 世界卫生组织 碳酸钙计50 200mg L适中 170mg L最好 小于150mg L为软水 我们的出水在200mg L左右 因此 烧开的情况下会产生白色沉淀 主要是碳酸钙 为水的暂时硬度 永久性硬度烧开后不会去除 及时清除的原因 影响传热 细菌等生存 加食用醋烧开或者放入苹果皮烧开 CompanyLogo 硬水不宜于工业方面使用 锅炉用水切忌硬水 否则会生成锅垢 浪费燃料 硬水也不宜于生产饮用 洗衣服会浪费肥皂 衣服染成斑点或不均匀的颜色 对健康不利 能引起暂时性的胃肠功能紊乱 硬水危害 CompanyLogo 4 水处理 软化处理 阻垢缓蚀处理 离子交换法 磁水器 电子水处理器 碳铝离子处理器 归丽晶 CompanyLogo 8 1 2热水水温 冷水热水 1 冷水计算温度 设计时采用的水温 a 当地最冷月平均水温为标准 b 无气候资料时 按表8 5P261 CompanyLogo 8 1 2热水水温 2 热水温度 热水使用温度 热水供水温度 CompanyLogo 1 卫生器具使用温度 表8 2p258 259 2 淋浴器 气候条件 使用对象及使用习惯 计算耗热量和热水用量 40 3 餐厅厨房 洗衣机等 表8 3p260 4 汽车冲洗 20 25 5 生产热水使用温度根据工艺要求或同类型生产实践数据确定 热水使用温度 CompanyLogo 1 概念 指热水供应设备的出口温度 2 最低供水温度最高供水温度 热水供水温度 3 加热设备出口水温及配水点最低水温 4 洗碗机 餐具消毒等单独加热或将热水再加热 CompanyLogo 3 冷热水比例计算 冷水占混合水量的百分数 8 1 2热水水温 CompanyLogo 例1 某配水点要求的混合后热水水温为40 若冷水计算水温为10 试求 1 所需热水量 60 和冷水量的比例 2 若配水点需要40 热水500L 需要各提供多少热水量 60 和冷水量 10 CompanyLogo 解 1 2 60 热水量 10 冷水量 CompanyLogo 8 1 3热水用水定额 1 生产用热水定额 生产工艺要求 2 生活用热水定额 集中供应热水表8 1P257 258 卫生器具表8 2P258 259 热水温度60 热水温度不同 CompanyLogo 8 2耗热量 热水量和热媒耗量的计算 计算目的 选择设备和管网计算的依据 CompanyLogo 8 2 1耗热量计算 1 全日供应热水的宿舍 住宅 别墅 酒店式公寓 办公楼 宾馆客房等集中热水供应系统 CompanyLogo 内插法求Kh 某医院设公用盥洗室 淋浴室采用全日集中热水供应系统 设有病床800张 60 热水用水定额取110L 床 d 试计算热水系统的Kh值 解 1 查表8 6 医院的Kh 3 63 2 56 2 按800床位 110L 床 d定额内插法计算系统的Kh值 CompanyLogo 8 2 1耗热量计算 3 2 定时供应热水的住宅 旅馆 医院及工业企业生活间 宿舍 剧院化妆间 体育场 馆 运动员休息室 公共浴室等集中供热系统 卫生器具热水的小时用水定额 L h表8 2 当定时连续供水时间 2h的住宅 旅馆 医院 疗养院病房卫生间浴盆 淋浴器70 100 其它器具不计 公企 学校100 住宅可按1个卫生间计 CompanyLogo 3 集中热水供应系统的居住小区的设计小时耗热量 8 2 1耗热量计算 当Qhg与Qhz时段不一致时 当Qhg与Qhz时段一致时 Qh Qhg Qhz CompanyLogo 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部门的设计小时耗热量加其他用水部门的平均小时耗热量计算 8 2 1耗热量计算 CompanyLogo 8 2 2热水量计算 设计小时热水量 L h 设计小时耗热量 kJ h 设计热水温度 设计冷水温度 热水密度 kg L CompanyLogo 8 2 3热媒耗量计算 1 蒸汽直接加热 蒸汽耗量计算公式 tr 蒸汽与冷水混合后的热水温度 CompanyLogo 8 2 3热媒耗量计算 2 蒸汽间接加热 蒸汽耗量计算公式 CompanyLogo 8 2 3热媒耗量计算 3 高温热水间接加热 高温热水耗量计算公式 水水加热 CompanyLogo 例2 某宾馆有200张床位 客房均设专用卫生间 内有浴盆 洗脸盆各1件 加热器出口水温为70 全日供应热水 采用容积式水加热器 以蒸汽为热媒 蒸汽压力0 2MPa 表压 试计算 设计小时耗热量 设计小时热水量 热媒耗量 CompanyLogo 解题思路 1 确定设计小时耗热量计算公式 宾馆 全日供应 2 确定设计小时热水量 3 确定热媒耗量 容积式 蒸汽 CompanyLogo 查表8 61 宾馆的Kh 3 33 2 60 按200床位 150L 床 d定额内插法计算系统的Kh值 CompanyLogo Kh 3 30 qr 150 L 人 d m 200 C 4 187 kJ kg tr 60 tl 10 T 24h 设计参数 CompanyLogo CompanyLogo CompanyLogo 8 3热水加热及贮存设备的选择计算 CompanyLogo 8 3 1局部加热设备计算 1 燃气热水器 2 电热水器 3 太阳能热水器 CompanyLogo 8 3 1局部加热设备计算 3 1 燃气热水器计算 1 燃具热负荷 安全系数1 28 1 40 被加热水的质量 kg 热水温度 容积 75 快速 70 开水器 75 升温所需时间 h CompanyLogo 8 3 1局部加热设备计算 2 燃气耗量 燃气热负荷 kJ h 燃气的低热值 kJ m3 CompanyLogo 2 电热水器的计算 1 快速式电热水器耗电功率 8 3 1局部加热设备计算 CompanyLogo 8 3 1局部加热设备计算 2 容积式电热水器耗电功率 1 只在使用前加热 在使用过程中不再加热时 CompanyLogo 8 3 1局部加热设备计算 2 若除使用前加热外 在使用过程中还需继续加热时 CompanyLogo 8 3 1局部加热设备计算 3 需要预热时间 预热时间 h CompanyLogo 8 3 1局部加热设备计算 3 太阳能热水器系统的计算 1 热水量计算 2 集热器采光面积的确定 集热器产品性能 当地气象条件 日照季节 日照时间 热水用量和水温等 表8 8 CompanyLogo 8 3 1局部加热设备计算 3 自然循环作用水头 CompanyLogo 4 循环流量 8 3 1局部加热设备计算 CompanyLogo 8 3 1局部加热设备计算 3 5 形成自然循环的条件 CompanyLogo 6 贮热水箱容积计算 8 3 1局部加热设备计算 CompanyLogo 8 3 2集中热水供应系统加热及贮存设备的选择计算 1 容积式水加热器或贮热容积与其相当的水加热器 燃油 气 热水机组应按下式计算 1 加热设备供热量计算 容积 0 7 0 8导流 0 8 0 9 总贮热容积 L 设计水加热器出水温度或贮热温度 设计小时耗热量持续时间 2 4h CompanyLogo 8 3 2集中热水供应系统加热及贮存设备的选择计算 2 半容积式水加热器或贮热容积与其相当的水加热器 燃油 气热水机组的设计小时供热量应按设计小时耗热量计算 3 半即热式 快速式水加热器及其他无贮热容积的水加热设备的设计小时供热量应按设计秒流量所需耗热量计算 CompanyLogo 8 3 2集中热水供应系统加热及贮存设备的选择计算 2 水加热器加热面积计算 影响传热效率系数0 6 0 8 传热系数kJ m2 h 表8 9 8 10 热媒与被加热水的计算温度差 热水供应系统的热损失系数 1 10 1 15 按设计小时耗热量 CompanyLogo 1 容积式 半容积式水加热器 对流传热 CompanyLogo 热媒的初温tmc 当P 70kPa时 tmc 100 当P 70kPa时 tmc查表 按饱和蒸汽温度计算 a 热媒为饱和蒸汽时的热媒初温 终温的计算 热媒的终温tmz 由经过热工性能测定的产品提供 容积式水加热器 tmz tmc CompanyLogo b热媒为热水时 tmc 应按热媒供水的最低温度计算 tmz 应由经热工性能测定的产品提供 导流型 半容积式50 80 当tmc 70 100 时 tmz 容积式60 85 CompanyLogo c热媒为热力管网的热水时 热媒的计算温度应按热力管网供 回水的最低温度计算 tmc tz 10 北京市的热力网的供水温度冬季为70 130 夏季为40 70 CompanyLogo 2 快速式水加热器 半即热式水加热器 tj 计算温度差 tmax 热媒与被加热水在水加热器一端的最大温度差 tmin 热媒与被加热水在水加热器另一端的最小温度差 传导传热 汽 水 5 水 水 10 CompanyLogo CompanyLogo 3 加热设备加热盘管的长度 8 3 2集中热水供应系统加热及贮存设备的选择计算 水加热器的传热面积 m2 盘管外径 m CompanyLogo 例1 某工厂采用半即热式水加热器供应生活热水 热媒为0 2MPa 表压 的饱和蒸汽 冷凝后温度不变 被加热水的初温为5 终温为60 试计算水加热器热媒与被加热水的计算温度差 CompanyLogo 3 热水贮水器容积的计算 1 理论计算方法 略 集中热水供应系统的贮水器容积应根据日用热水小时变化曲线及锅炉 水加热器的工作制度和供热能力以及自动温度控制装置等因素按积分曲线计算确定 CompanyLogo 2 经验计算方法 加热时间 h 表8 11 CompanyLogo 容积式水加热器或加热水箱的容积附加系数应符合下列规定 1 当冷水从下部进入 热水从上部送出 附加20 25 2 导流型 附加10 15 3 半容积式 或带有强制罐内水循环装置的容积式水加热器时 其计算容积可不附加 CompanyLogo 3 估算法 初设阶段或方案设计阶段 表8 12 CompanyLogo 4锅炉选择计算 a 提供设计小时耗热量 b 小型建筑物的热水供应系统可单独选择锅炉 CompanyLogo 例2 某宾馆热水供应系统采用全日制热水供应 设计小时耗热量为4482000kJ h 供水温度60 冷水温度10 该系统采用0 2MPa的饱和蒸汽为热媒 饱和温度为132 9 拟采用半容积式换热器 换热器钢管的传热系数按3050kJ m2 h 计 传热效率系数取0 7 试求 1 所需加热面积 2 按30min计算 所需贮水容积 CompanyLogo 1 所需加热面积 计算温差 CompanyLogo 2 所需贮水总容积 CompanyLogo 某宾馆 建筑面积为4000m2 客房总床位数为250个 热水供应时间为24小时 用水定额为130L d 床 60 其它设计资料为 热媒为蒸汽 表压P 0 2Mpa 汽化热为2167KJ Kg 间接加热的换热器出口设计水温为70 冷水水温为10 热媒与被加热水计算温差 tj为93 铜换热盘管传热系数K为872W m2 0 75 水的比热C 4 187kJ kg 60 时水的密度0 983kg L 70 时水的密度0 978kg L 作业 CompanyLogo 计算 1 设计小时耗热量 2 最大时热水用量 3 蒸汽用量 4 换热面积 5 热水贮水器的贮水容积 加热时间按45分钟计 CompanyLogo 直接供应热水的热水锅炉 热水机组或水加热器出口的最高水温和配水点的最低水温表8 1 4 CompanyLogo 8 4热水管网的水力计算 水力计算目的 第一循环管网的DN和H 第二循环管网的设计秒流量 循环流量 管径和相应水头损失 确定循环方式 选用热水管网所需的各种设备及附件 热媒管网 配水管网和回水管网 CompanyLogo 1 热媒为热水 热水管道流速 热媒循环管路中的配 回水管管径 计算总水头损失 热媒流量G 热媒管道允许流速 热水管道水力计算表 一 第一循环管网 热媒管网 CompanyLogo 8 4 1第一循环管网的水力计算 热媒管网热水自然循环压力计算 CompanyLogo 8 4 1第一循环管网的水力计算 不满足要求时 则应采用机械循环方式 依靠循环水泵强制循环 自然循环 一般要求 CompanyLogo 8 4 1第一循环管网的水力计算 2 热媒为高压蒸汽 1 热媒流量 2 高压蒸汽管道常用流速 按允许流速和相应的比压降确定管径和水头损失 CompanyLogo 锅炉出口蒸汽压力 Pa 加热器蒸汽进口压力 Pa 蒸汽管长 m 管道局部阻力的当量长度 0 5 1L m CompanyLogo CompanyLogo CompanyLogo 8 4 2第二循环管网的水力计算 目的 确定DN 计算H 1 配水管网的水力计算 2 列水力计算表 同给水 1 确定计算管路 节点编号 CompanyLogo 8 4 2第二循环管网的水力计算 4 热水管道DN确定 流速按表8 13选用 P280 3 配水管网计算的方法同给水管网 设计秒流量的计算 卫生器具热水给水额定流量 当量 支管管径和最低工作压力同给水规定 DNmin 20mm 1 配水管网的水力计算 CompanyLogo 8 4 2第二循环管网的水力计算 1 交联聚乙烯 PE X 管 2 聚丙烯管 PP R 5 计算水头损失同冷水 CompanyLogo 8 4 2第二循环管网的水力计算 1 交联聚乙烯 PE X 管 水力坡降 注意 水温为60 时 按图8 3选管径 水温高于或低于60 时 水头损失按表8 16修正 P282 CompanyLogo 8 4 2第二循环管网的水力计算 2 聚丙烯管 沿程水头损失计算公式 查附录8 1 8 2选管径 CompanyLogo 8 4 2第二循环管网的水力计算 确定管径 1 初设时 按表8 17确定 P283 2 按管中循环流量确定管径 注意 热水配水干管和回水管不宜变径 取相应的最大管径 2 回水管网的水力计算 CompanyLogo 3 机械循环管网的计算 1 全日热水供应系统热水管网计算 2 定时热水供应系统热水管网计算 CompanyLogo 1 全日热水供应系统热水管网计算 h 选择循环水泵 a 计算各管段终点水温 b 计算配水管网各管段的热损失 c 计算配水管网总的热损失 d 计算总循环流量 e 计算循环管路各管段通过的循环流量 f 复核各管段的终点水温 g 计算循环管网的总水头损失 选择循环水泵 CompanyLogo a 计算各管段终点水温 面积比温降方法 配水管网中计算管路的面积比温降 m2 配水管网中计算管路起点和终点的水温差 一般取 T 5 10 计算管路配水管网的总外表面积 m2 计算管段的散热面积 m2 计算管段的起点水温 计算管段的终点水温 CompanyLogo b 计算配水管网各管段的热损失 qs 配水管网中任一计算管段的热损失 kJ h K 无绝热层管道的传热系数 kJ m2 h 绝热系数 无0 简单0 6 较好0 7 0 8 tC tZ 计算管段的始 终点水温 D 计算管段外径 m L 计算管段长度 m tj 计算管段周围空气温度 表8 18P284 CompanyLogo c 计算配水管网总的热损失 各个管段热损失之和 初设时 可按设计小时耗热量的3 5 估算 其上下限可视系统的大小而定 系统服务范围大 配水管线长 可取上限 反之 取下限 CompanyLogo d 计算总循环流量 配水管网的热损失 kJ h 全日热水供应系统的总循环流量 L h 水的比热 C 4 187kJ kg 配水管网中计算管路起点和终点的水温差 其取值根据系统的大小而定 热水密度 kg L 单体建筑 3 5 Qh小区建筑 4 6 Qh 单体建筑5 10 小区建筑6 12 CompanyLogo e 计算循环管路各管段通过的循环流量 CompanyLogo 从水加热器后第一个节点依次进行流量分配 水加热器 CompanyLogo CompanyLogo CompanyLogo CompanyLogo 管段中所通过的循环流量 kg h n 1管段及其后各管段的热损失之和 kJ h n管段及其后各管段的热损失之和 kJ h CompanyLogo f 复核各管段的终点水温 各管段的热损失 各管段的循环流量 注意 温差大