【《北京市某楼盘采暖系统水力计算案例》4900字】

北京市某楼盘采暖系统水力计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u26788北京市某楼盘采暖系统水力计算案例 1198841.1系统图的绘制 1304761.1.1地沟的确定及布置 1154811.1.2供热管道的布置 217181.2水力计算 3314551.3管路水力计算实例 432376（1）R1立管的管段编号如图5-4所示： 523981）R1立管管段编号1水力计算步骤如下： 5178632）R1立管管段编号6水力计算步骤如下： 524237（2）R2立管的管段编号如图5-5所示： 614667（3）R3立管的管段编号如图5-6所示： 719058（4）R4立管的管段编号如图5-7所示： 8166821.4不平衡率校核 9304481.4.1R1立管不平衡率校核 932387（1）最利环路 918694（2）最不利环路 10291751.4.2R2立管不平衡率校核 116442（1）最利环路 1119243（2）最不利环路 12218371.4.3R3立管不平衡率校核 1320902（1）最利环路 1323241（2）最不利环路 1465371.4.4R4立管不平衡率校核 154290（1）最利环路 152781（2）最不利环路 151.1系统图的绘制1.1.1地沟的确定及布置所谓地沟是指地下敷设管道的围护构筑物，是为埋设建筑物的一些管道而在地下挖出来的，将管道敷设于地沟里，完毕后在将地沟填充。地沟有三种类型，分为通行、半通行和不通行地沟[16]。本设计采用城镇供热管道常用的不通行地沟敷设方式，且共有四个水暖井，故共设置四个地沟，地沟位置如图5-1所示。图5-1地沟平面图1.1.2供热管道的布置承受较大的内压力和动荷载是钢管的最大优点，所以供热管道一般采用钢管，但钢管的最大缺点是易于腐蚀[16]。为了调节输送介质流量，常常在管道上安装合流三通、分流三通、截止阀、旋塞阀和弯头等阀门阀件，本设计的采暖系统立管系统图如图5-2、5-3所示：图5-2R1、R2采暖系统图图5-3R3、R4采暖系统图1.2水力计算流体在流动时，会产生沿程损失和局部损失，管段的压力损失，可用下式5-1计算[17]：ΔP=ΔPy+ΔPj=Rl+ΔPj（5-1）式中：ΔP—计算管段的压力损失，Pa；ΔPy—计算管段的沿程损失，Pa；ΔPj—计算管段的局部损失，Pa；R—比摩阻，Pa/m；l—管段长度，m。计管段的局部阻力损失，可按下式5-2计算[17]：ΔPj=Σζ×ΔPd（5-2）式中：Σζ—总阻力系数；ΔPd—ζ=1时的局部阻力损失ΔPd值。流过系统管路附件的局部阻力系数ζ的值如表5-1所示[17]：表5-1不同管径的系统局部阻力系数ζ值局部阻力名称在下列管径（DN/mm）时的ζ值1520253240≥50截止阀16.010.09.09.08.07.0旋塞阀4.02.02.02.0弯头2.02.01.51.51.01.0乙字弯1.51.51.01.00.50.5合流三通3.0分流三通3.0直流四通2.0分流四通3.01.3管路水力计算实例（1）R1立管的管段编号如图5-4所示：图5-4R1立管管段标号示意图1）R1立管管段编号1水力计算步骤如下：=1\*GB3①热负荷：Q=6816.10W；=2\*GB3②供回水温差：Δt=10℃；=3\*GB3③流量：G=0.86Q/Δt=0.86×6816.10÷10=586.18kg/h；=4\*GB3④管长：l=12.78m；=5\*GB3⑤规定平均比摩阻范围在30~60Pa/m，根据G查热水供热系统管道水力计算表确定：R=58.26Pa/m，v=0.29m/s，d=25mm；=6\*GB3⑥根据v查得附表7，得到ΔPd=41.35Pa；=7\*GB3⑦管段1上面的阀门阀件包括一个弯头ζ=1.5、一个三通ζ=3，即Σζ=4.5；=8\*GB3⑧管段1阻力损失计算如下：局部阻力损失：ΔPj=ΔPd×Σζ=41.35×4.5=186.08Pa；沿程阻力损失：ΔPy=Rl=58.26×12.78=744.68Pa；则管段1压力损失：ΔP=ΔPj+ΔPy=186.08+744.68=930.75Pa。2）R1立管管段编号6水力计算步骤如下：=1\*GB3①热负荷：Q=2823.65W；=2\*GB3②供回水温差：Δt=10℃；=3\*GB3③流量：G=0.86Q/Δt=0.86×2823.65÷10=242.83kg/h；=4\*GB3④管长：l=8.9m；=5\*GB3⑤根据G查热水供热系统管道水力计算表确定：R=37.21Pa/m，v=0.19m/s，d=20mm；=6\*GB3⑥根据v查得附表7，得到ΔPd=17.75Pa；=7\*GB3⑦管段6上面的阀门阀件包括一个弯头ζ=2、两个三通ζ=6、一个旋塞阀ζ=2、一个截止阀ζ=10，即Σζ=20；=8\*GB3⑧管段6阻力损失计算如下：局部阻力损失：ΔPj=ΔPd×Σζ=17.75×20=355Pa；沿程阻力损失：ΔPy=Rl=37.21×8.9=331.17Pa；则管段1压力损失：ΔP=ΔPj+ΔPy=355+331.17=686.17Pa。（2）R2立管的管段编号如图5-5所示：图5-5R2立管管段标号示意图R2立管管段编号1的水力计算步骤如下：=1\*GB3①热负荷：Q=2209.94W；=2\*GB3②供回水温差：Δt=10℃；=3\*GB3③流量：G=0.86Q/Δt=0.86×2209.94÷10=190.05kg/h；=4\*GB3④管长：l=1.4m；=5\*GB3⑤根据G查热水供热系统管道水力计算表确定：R=23.66Pa/m，v=0.155m/s，d=20mm；=6\*GB3⑥根据v查得附表7，得到ΔPd=11.83Pa；=7\*GB3⑦管段1上面的阀门阀件包括一个弯头ζ=2、两个三通ζ=6、一个旋塞阀ζ=2、一个截止阀ζ=10，即Σζ=20；=8\*GB3⑧管段1阻力损失计算如下：局部阻力损失：ΔPj=ΔPd×Σζ=11.83×20=283.92Pa；沿程阻力损失：ΔPy=Rl=23.66×1.4=33.12Pa；则管段1压力损失：ΔP=ΔPj+ΔPy=283.92+33.12=317.04Pa。（3）R3立管的管段编号如图5-6所示：图5-6R3立管管段标号示意图R3立管管段编号1的水力计算步骤如下：=1\*GB3①热负荷：Q=17611.39W；=2\*GB3②供回水温差：Δt=10℃；=3\*GB3③流量：G=0.86Q/Δt=0.86×17611.39÷10=1514.58kg/h；=4\*GB3④管长：l=10.8m；=5\*GB3⑤根据G查热水供热系统管道水力计算表确定：R=41.06Pa/m，v=0.32m/s，d=50mm；=6\*GB3⑥根据v查得附表7，得到ΔPd=78.66Pa；=7\*GB3⑦管段1上面的阀门阀件包括一个三通ζ=3，即Σζ=3；=8\*GB3⑧管段1阻力损失计算如下：局部阻力损失：ΔPj=ΔPd×Σζ=78.66×3=231.98Pa；沿程阻力损失：ΔPy=Rl=41.06×10.8=443.45Pa；则管段1压力损失：ΔP=ΔPj+ΔPy=231.98+443.45=679.43Pa。（4）R4立管的管段编号如图5-7所示：图5-7R4立管管段标号示意图R4立管管段编号1的水力计算步骤如下：=1\*GB3①热负荷：Q=46070.54W；=2\*GB3②供回水温差：Δt=10℃；=3\*GB3③流量：G=0.86Q/Δt=0.86×46070.54÷10=3962.07kg/h；=4\*GB3④管长：l=6.49m；=5\*GB3⑤根据G查热水供热系统管道水力计算表确定：R=19.76Pa/m，v=0.31m/s，d=70mm；=6\*GB3⑥根据v查得附表7，得到ΔPd=47.25Pa；=7\*GB3⑦管段1上面的阀门阀件包括一个三通ζ=3，即Σζ=3；=8\*GB3⑧管段1阻力损失计算如下：局部阻力损失：ΔPj=ΔPd×Σζ=47.25×3=141.75Pa；沿程阻力损失：ΔPy=Rl=19.76×6.49=128.26Pa；则管段1压力损失：ΔP=ΔPj+ΔPy=141.75+128.26=270.01Pa。1.4不平衡率校核为了使系统处于平衡状态，就要确定各立管的最不利环路与最利环路之间的不平衡率，《暖通规范》中规定并联环路间的计算压力损失应该保持在±15%[11]。1.4.1R1立管不平衡率校核（1）最利环路在R1立管中，最利环路包括1、2、3、4、5、10管段和二层商业网点1地热盘管。1）根据之前的计算，管段1、2、3、4、5、10的压力损失：ΔP1=2921.85Pa。2）二层商业网点1的户内压力损失计算过程如下：=1\*GB3①热负荷：Q=1453.80W；=2\*GB3②供回水温差：Δt=10℃；=3\*GB3③流量：G=0.86Q/Δt=0.86×1453.80÷10=121.03kg/h；=4\*GB3④管长：l=94m；=5\*GB3⑤根据G查热水供热系统管道水力计算表确定：R=49.57Pa/m，v=0.18m/s，d=15mm；=6\*GB3⑥根据v查得附表7，得到ΔPd=11.93Pa；=7\*GB3⑦管段二层商业网点1户内上面的阀门阀件包括一个过滤器、一个温控阀、三个旋塞阀、两个截止阀，即管段局部阻力系数：∑ζ=2.2+9+3×2+2×16=49.2；=8\*GB3⑧二层商业网点1户内阻力损失计算如下：局部阻力损失：ΔPj=ΔPd×Σζ=11.93×49.2=783.76Pa；沿程阻力损失：ΔPy=Rl=49.57×94=4659.58Pa；则二层商业网点1户内压力损失：ΔP2=ΔPj+ΔPy=783.76+4659.58=5443.34Pa；=9\*GB3⑨在每一组供回干管管道上都会设置一个热量表，此热量的压力损失为25kPa，故2×25=50kPa；=10\*GB3⑩最利环路总压力损失：ΔP总=2921.85+5443.34+50000=58369.18Pa。（2）最不利环路在R1立管中，最不利环路包括1、6、7、8、9、10管段和二层商业网点2地热盘管。1）根据之前的计算，管段1、6、7、8、9、10的压力损失：ΔP1=3591.01Pa。2）二层商业网点2的户内压力损失计算过程如下：=1\*GB3①热负荷：Q=1402.94W；=2\*GB3②供回水温差：Δt=10℃；=3\*GB3③流量：G=0.86Q/Δt=0.86×1402.94÷10=120.65kg/h；=4\*GB3④管长：l=97m；=5\*GB3⑤根据G查热水供热系统管道水力计算表确定：R=41.99Pa/m，v=0.18m/s，d=15mm；=6\*GB3⑥根据v查得附表7，得到ΔPd=11.93Pa；=7\*GB3⑦管段二层商业网点2户内上面的阀门阀件包括一个过滤器、一个温控阀、三个旋塞阀、两个截止阀，即管段局部阻力系数：∑ζ=2.2+9+3×2+2×16=49.2；=8\*GB3⑧二层商业网点2户内阻力损失计算如下：局部阻力损失：ΔPj=ΔPd×Σζ=11.93×49.2=783.76Pa；沿程阻力损失：ΔPy=Rl=41.99×97=4461.03Pa；则二层商业网点2户内压力损失：ΔP2=ΔPj+ΔPy=783.76+4461.03=5244.79Pa；=9\*GB3⑨在每一组供回干管管道上都会设置一个热量表，此热量的压力损失为25kPa，故2×25=50kPa；=10\*GB3⑩最不利环路总压力损失：ΔP总=3591.01+5244.79+50000=58831.79Pa。（3）重力循环的附加压力：P=2/3Δρ×g×Δh=0。（4）R1立管不平衡率（%）=[（最不利环路压力−重力附加压力）−最利环路压力]/（最不利环路压力−重力附加压力）=0.79%[18]。1.4.2R2立管不平衡率校核（1）最利环路在R2立管中，最利环路包括1、2、3、4管段和二层商业网点5地热盘管。1）根据之前的计算，管段1、2、3、4的压力损失为ΔP1=984.33Pa。2）二层商业网点5的户内压力损失计算过程如下：=1\*GB3①热负荷：Q=388.52W；=2\*GB3②供回水温差：Δt=10℃；=3\*GB3③流量：G=0.86Q/Δt=0.86×388.52÷10=33.41kg/h；=4\*GB3④管长：l=98m；=5\*GB3⑤根据G查热水供热系统管道水力计算表确定：R=51.79Pa/m，v=0.13m/s，d=10mm；=6\*GB3⑥根据v查得附表7，得到ΔPd=8.31Pa；=7\*GB3⑦管段二层商业网点5户内上面的阀门阀件包括一个过滤器、一个温控阀、三个旋塞阀、两个截止阀，即管段局部阻力系数：∑ζ=2.2+9+3×2+2×16=49.2；=8\*GB3⑧二层商业网点5户内阻力损失计算如下：局部阻力损失：ΔPj=ΔPd×Σζ=8.31×49.2=408.85Pa；沿程阻力损失：ΔPy=Rl=51.79×98=5071.42Pa；则二层商业网点5户内压力损失：ΔP2=ΔPj+ΔPy=408.85+5071.42=5484.27Pa；=9\*GB3⑨在每一组供回干管管道上都会设置一个热量表，此热量的压力损失为25kPa，故2×25=50kPa；=10\*GB3⑩最利环路总压力损失：ΔP总=984.33+5484.27+50000=56468.60Pa。（2）最不利环路在R2立管中，最不利环路包括1、2、3、4管段和二层商业网点5地热盘管。1）根据之前的计算，管段1、2、3、4的压力损失为ΔP1=984.33Pa。2）二层商业网点5的户内压力损失计算过程如下：=1\*GB3①热负荷：Q=388.52W；=2\*GB3②供回水温差：Δt=10℃；=3\*GB3③流量：G=0.86Q/Δt=0.86×388.52÷10=33.41kg/h；=4\*GB3④管长：l=101m；=5\*GB3⑤根据G查热水供热系统管道水力计算表确定：R=51.79Pa/m，v=0.13m/s，d=10mm；=6\*GB3⑥根据v查得附表7，得到ΔPd=8.31Pa；=7\*GB3⑦管段二层商业网点5户内上面的阀门阀件包括一个过滤器、一个温控阀、三个旋塞阀、两个截止阀，即管段局部阻力系数：∑ζ=2.2+9+3×2+2×16=49.2；=8\*GB3⑧二层商业网点5户内阻力损失计算如下：局部阻力损失：ΔPj=ΔPd×Σζ=8.31×49.2=408.85Pa；沿程阻力损失：ΔPy=Rl=51.79×101=5230.79Pa；则二层商业网点5户内压力损失：ΔP2=ΔPj+ΔPy=408.85+5230.79=5639.64Pa；=9\*GB3⑨在每一组供回干管管道上都会设置一个热量表，此热量的压力损失为25kPa，故2×25=50kPa；=10\*GB3⑩最不利环路总压力损失：ΔP总=984.33+5639.64+50000=56623.97Pa。（3）重力循环的附加压力：P=2/3Δρ×g×Δh=0。（4）R2立管不平衡率（%）=[（最不利环路压力−重力附加压力）−最利环路压力]/（最不利环路压力−重力附加压力）=0.27%[18]。1.4.3R3立管不平衡率校核（1）最利环路在R3立管中，最利环路包括1、2、23、26、27、28管段和二层商业网点3地热盘管。1）根据之前的计算，管段1、2、23、26、27、28的压力损失为ΔP1=3429.07Pa。2）二层商业网点3的户内压力损失计算过程如下：=1\*GB3①热负荷：Q=1308.04W；=2\*GB3②供回水温差：Δt=10℃；=3\*GB3③流量：G=0.86Q/Δt=0.86×1308.04÷10=112.49kg/h；=4\*GB3④管长：l=78m；=5\*GB3⑤根据G查热水供热系统管道水力计算表确定：R=40.36Pa/m，v=0.17m/s，d=15mm；=6\*GB3⑥根据v查得附表7，得到ΔPd=1.95Pa；=7\*GB3⑦管段二层商业网点3户内上面的阀门阀件包括一个过滤器、一个温控阀、三个旋塞阀、两个截止阀，即管段局部阻力系数：∑ζ=2.2+9+3×2+2×16=49.2；=8\*GB3⑧二层商业网点3户内阻力损失计算如下：局部阻力损失：ΔPj=ΔPd×Σζ=1.95×49.2=292.74Pa；沿程阻力损失：ΔPy=Rl=40.36×78=3148.08Pa；则二层商业网点3户内压力损失：ΔP2=ΔPj+ΔPy=292.74+3148.08=3440.82Pa；=9\*GB3⑨在每一组供回干管管道上都会设置一个热量表，此热量的压力损失为25kPa，故2×25=50kPa；=10\*GB3⑩最利环路总压力损失：ΔP总=3429.07+3440.82+50000=56869.89Pa。（2）最不利环路在R3立管中，最不利环路包括1~22、27、28管段和1103户地热盘管。1）根据之前的计算，管段1~22、27、28的压力损失为ΔP1=7257.12Pa。2）1103的户内压力损失计算过程如下：=1\*GB3①热负荷：Q=611.81W；=2\*GB3②供回水温差：Δt=10℃；=3\*GB3③流量：G=0.86Q/Δt=0.86×611.81÷10=52.96kg/h；=4\*GB3④管长：l=86m；=5\*GB3⑤根据G查热水供热系统管道水力计算表确定：R=9.92Pa/m，v=0.08m/s，d=15mm；=6\*GB3⑥根据v查得附表7，得到ΔPd=3.15Pa；=7\*GB3⑦管段1103户内上面的阀门阀件包括一个过滤器、一个温控阀、三个旋塞阀、两个截止阀，即管段局部阻力系数：∑ζ=2.2+9+3×2+2×16=49.2；=8\*GB3⑧1103户内阻力损失计算如下：局部阻力损失：ΔPj=ΔPd×Σζ=3.15×49.2=154.98Pa；沿程阻力损失：ΔPy=Rl=9.92×86=853.12Pa；则1103户内压力损失：ΔP2=ΔPj+ΔPy=154.98+853.12=1008.10Pa；=9\*GB3⑨在每一组供回干管管道上都会设置一个热量表，此热量的压力损失为25kPa，故2×25=50kPa；=10\*GB3⑩最不利环路总压力损失：ΔP总=7257.12+1008.1+50000=58261.22Pa。（3）重力循环的附加压力：P=2/3Δρ×g×Δh=2/3×4.17×9.8×26=711.07Pa。（4）R3立管不平衡率（%）=[（最不利环路压力−重力附加压力）−最利环路压力]/（最不利环路压力−重力附加压力）=1.19%[18]。1.4.4R4立管不平衡率校核（1）最利环路在R4立管中，最利环路包括1、25~46、24管段和1102地热盘管。1）根据之前的计算，管段1、25~46、24的压力损失为ΔP1=6593.75Pa。2）1102的户内压力损失计算过程如下：=1\*GB3①热负荷：Q=441.12W；=2\*GB3②供回水温差：Δt=10℃；=3\*GB3③流量：G=0.86Q/Δt=0.86×441.12÷10=38.28kg/h；=4\*GB3④管长：l=86m；=5\*GB3⑤根据G查热水供热系统管道水力计算表确定：R=3.345Pa/m，v=0.05m/s，d=15mm；=6\*GB3⑥根据v查得附表7，得到ΔPd=1.23Pa；=7\*GB3⑦管段1102户内上面的阀门阀件包括一个过滤器、一个温控阀、三个旋塞阀、两个截止阀，即管段局部阻力系数：∑ζ=2.2+9+3×2+2×16=49.2；=8\*GB3⑧1102户内阻力损失计算如下：局部阻力损失：ΔPj=Δ