室内热水供暖系统水力计算

1、室内热水供暖系统水力计算 第四章第四章 室内热水供暖系统的水室内热水供暖系统的水 力计算力计算 n第一节第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理热水供暖系统管路水力计算的基本原理 室内热水供暖系统水力计算 第一节第一节 热水供暖系统管路水力热水供暖系统管路水力 计算的基本原理计算的基本原理 一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式 n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。前者称为沿沿 程损失程损失，后者称为局部损失局部损失。 室内热水供

2、暖系统水力计算 一、热水供暖系统管路水力计算的基 本公式 nPPy+PiRl+Pi Pa 41 n式中 P计算管段的压力损失，Pa； nPy计算管段的沿程损失，Pa； nPi计算管段的局部损失，Pa； n R每米管长的沿程损失，Pa m； n l管段长度，m。 室内热水供暖系统水力计算 一、热水供暖系统管路水力计算的基 本公式 n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 室内热水供暖系统水力计算 二、当量局部阻力法和当量长度法 n在实际工程设计中，为了简化计算，也 有采用所谓“当量局

3、部阻力法”或“当 量长度法”进行管路的水力计算。 n 当量局部阻力法(动压头法) 当量局部 阻力法的基本原理是将管段的沿程损失 转变为局部损失来计算。 室内热水供暖系统水力计算 二、当量局部阻力法和当量长度法 n当量长度法 当量长度法的基本原理是将 管段的局部损失折合为管段的沿程损失 来计算。 室内热水供暖系统水力计算 第二节第二节 重力循环双管系统管路水力计重力循环双管系统管路水力计 算方法和例题算方法和例题 n重力循环异程式双管系统的最不利循环 环路是通过最远立管底层散热器的循环 环路，计算应由此开始。 室内热水供暖系统水力计算 计算步骤： n1选择最不利环路 由图41可见，最不利环 路是

4、通过立管I的最底层散热器I l(1500W)的环 路。这个环路从散热器Il顺序地经过管段、 、，进入锅炉，再经管段、 、11 12 13 14 15 16进入散热器1。 n2计算通过最不利环路散热器Il的作用压力 Pd. n 室内热水供暖系统水力计算 计算步骤： 3确定最不利环路各管段的管径d。 (1)求单位长度平均比摩阻 (2)根据各管段的热负荷，求出各管段的流量 (3)根据G、Rpj，查附录表41，选择最接近Rpj的 管径。 4确定长度压力损失 5确定局部阻力损失z 室内热水供暖系统水力计算 计算步骤： 6求各管段的压力损失 7求环路总压力损失 8计算富裕压力值。 考虑由于施工的具体情况，

5、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。 9确定通过立管第二层散热器环路中各 管段的管径。 室内热水供暖系统水力计算 计算步骤： (1)计算通过立管I第二层散热器环路的作用压力 (2)确定通过立管I第二层散热器环路中各管段的 管径。 (3)求通过底层与第二层并联环路的压降不平衡率。 10确定通过立管I第三层散热器环路上各管段的 管径，计算方法与前相同。计算结果如下： （1）通过立管I第三层散热器环路的作用压力 室内热水供暖系统水力计算 计算步骤： （2）管段15、17、18与管段13、14、l为并联管 路。通过管段15、17、18的资用压力为 （3）管

6、段15、17、18的实际压力损失为 459+1591十1197738Pa。 （4）不平衡率x13(976738)976244 15 因17、18管段已选用最小管径，剩余压力只能用 第三层散热器支管上的阀门消除。 室内热水供暖系统水力计算 计算步骤： n11确定通过立管各层环路各管段的管径。 n作为异程式双管系统的最不利循环环路是通过 最远立管I底层散热器的环路。对与它并联的 其它立管的管径计算同样应根据节点压力平 衡原理与该环路进行压力平衡计算确定。 n（1）确定通过立管底层散热器环路的作用 压力 室内热水供暖系统水力计算 计算步骤： (2)确定通过立管底层散热器环路各管段管径d。 通过该双管

7、系统水力计算结果，可以看出， 第三层的管段虽然取用了最小管径(DN15)， 但它的不平衡率大于15。这说明对于高于三 层以上的建筑物，如采用上供下回式的双管系 统，若无良好的调节装置(如安装散热器温控 阀等)，竖向失调状况难以避免。 室内热水供暖系统水力计算 机械循环单管热水供暖系统管路的水机械循环单管热水供暖系统管路的水 力计算方法和例题力计算方法和例题 n与重力循环系统相比，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 约为10-20kPa，对水平式或较大型的系统，可 达20一50kPa。 n进行水力计算时，机械循环室内热水供暖系统 多根据入口处的资用循环压力，按最不利循

8、环 环路的平均比摩阻来选用该环路各管段的管径。 当入口处资用压力较高时，管道流速和系统实 际总压力损失可相应提高。 室内热水供暖系统水力计算 机械循环单管热水供暖系统管路的水机械循环单管热水供暖系统管路的水 力计算方法和例题力计算方法和例题 n在机械循环系统中，循环压力主要是由 水泵提供，同时也存在着重力循环作用 压力。管道内水冷却产生的重力循环作 用压力，占机械循环总循环压力的比例 很小，可忽略不计。对机械循环双管系 统，水在各层散热器冷却所形成的重力 循环作用压力不相等，在进行各立管散 热器并联环路的水力计算时，应计算在 内，不可忽略。 室内热水供暖系统水力计算 机械循环单管热水供暖系统管

9、路的水机械循环单管热水供暖系统管路的水 力计算方法和例题力计算方法和例题 n对机械循环单管系统，如建筑物各部分层数相 同时，每根立管所产生的重力循环作用压力近 似相等，可忽略不计；如建筑物各部分层数不 同时，高度和各层热负荷分配比不同的立管之 间所产小的重力循环作用压力不相等，在计算 各立管之间并联环路的压降不平衡率时，应将 其重力循环作用压力的差额计算在内。重力循 环作用压力可按设计工况下的最大值的23计 算(约相应于采暖平均水温下的作用压力值)。 室内热水供暖系统水力计算 一、机械循环单管顺流式热水 供暖系统管路水力计算例题 n计算步骤 n1在轴测图上，与例题4-1相同，进行 管段编号，立

10、管编号并注明各管段的热 负荷和管长 n2确定最不利环路。本系统为异程式单 管系统，一般取最远立管的环路作为最 不利环路 室内热水供暖系统水力计算 计算步骤 n3计算最不利环路各管段的管径 n4确定立管的管径 n5确定立管的管径 n6确定立管的管径 n7确定立管I的管径 室内热水供暖系统水力计算 n为避免采用例题4-2的水力计算方法而出现立 管之间环路压力不易平衡的问题，在工程设计 中，可采用下面的一些设计方法，来防止或减 轻系统的水平失调现象。 n (1)供、回水干管采用同程式布置； n (2)仍采用异程式系统，但采用“不等温降” 方法进行水力计算； n(3)仍采用异程式系统，采用首先计算最近

11、立 管环路的方法。 n同程式系统和不等温降的水力计算方法，将在 本章第四、五节中详细阐述。 室内热水供暖系统水力计算 机械循环同程式热水供暖系统管路机械循环同程式热水供暖系统管路 的水力计算方法和例题的水力计算方法和例题 计算方法和步骤： 室内热水供暖系统水力计算 n1.首先计算通过最远立管的环路。确 定出供水干管各个管段、立管和回水 总干管的管径及其压力损失。计算方法 与例题4-2相同，见水力计算表4-5。 n2.用同样方法，计算通过最近立管的 环路，从而确定出立管、回水干管各 管段的管径及其压力损失。 室内热水供暖系统水力计算 计算方法和步骤 n3.求并联环路立管和立管的压力损 失不平衡率，使其不平衡率在5%以内。 n4.根据水力计算结果，利用图示方法 （见图4-6），表示出系统的总压力损失 及各立管的供、回水节点间的资用压力 值。 室内热水供暖系统水力计算 计算方法和步骤 n5.确定其它立管的管径。根据各立管的资用压 力和立管各管段的流量，选用合适的立管管径。 计算方法与例题4-2的方法相同。 n6.求各立管的不平衡率。根据立管的资用压力 和立管的计算压力损失，求各立管的不平衡率。 不平衡率应在10%以内。 n通过同程式系统水力计算例题可见，虽然