第9章 热水供应系统的计算

第9章热水供应系统的计算9-1水质、水温及热水用水量定额一、水质水质应符合我国现行的《生活饮用水卫生标准》;钙镁离子含量：日用水量10m3(按60℃计算)可不进行水质处理；日用水量≥10m3且原水总硬度357mg/L时，需进行水质处理。二、水温冷水计算水温为当地最冷月平均水温，按表9-1选用。热水水温按表9-2选用。三、用水定额1按建筑物使用性质和卫生器具完善程度来确定。2按建筑物使用性质和卫生器具的单位用水量来确定。9-2热水量、耗热量、热媒耗量的计算一设计用水量计算二耗热量计算三热媒耗量计算设计用水量计算1按用水单位数计算：Qr——设计小时用水量，L/h；m——用水计算单位数，人数或床位数；Kh——热水小时变化系数；qr——热水用水量定额，L/人·d或L/床·d。2按使用热水的卫生器具数计算Qr——设计小时用水量，L/h；qh——卫生器具的小时用水定额，L/h；b——同类卫生器具同时使用百分数；Kr——热水混合系数。Kr热水占混合水的百分数系数求定：根据混合水、冷水、热水以及水温之间的关系，按照热平衡方程式，求出冷热水混合百分数。Qr+QL=QhQr·tr·CB+QL·tL·CB=Qh·th·CB热水占混合水的百分数系数：Kr＝＝tr——热水系统供水温度，，th——混合后卫生器具出水温度，℃tL——冷水计算温度，℃耗热量计算W——设计小时耗热量，kJ/h；Qr——设计小时热水量，L/h；CB——水的比热，kJ/Kg·℃；tr——热水温度，℃；tL——冷水计算温度，℃。rLrBQttCW热媒耗量计算1采用蒸汽直接加热：Gm——蒸汽直接加热热水时的蒸汽耗量，kg/h；W——设计小时耗热量，kJ/h；i——蒸汽热焓，kJ/h，按蒸汽绝对压力查表决定。Qhr——蒸汽与冷水混合后的热焓，kJ/h，Qhr=C•trhrmQiWG2.1~1.12采用蒸汽间接加热：Gmh——蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，kg/h；——蒸汽的气化热，可查表决定；W——设计小时耗热量，kJ/h。3采用热水间接加热Gms——蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，kJ/h；tmc——热媒热水供应温度，℃；tmz——热媒热水回水温度，℃；Q、CB同上。hγmzmcBmsttCQG2.1~1.1hmhWG2.1~1.19-3加热器及贮存设备的选择计算1.传热面积的计算Fp——水加热器的传热面积，m2；W——制备热水所需的热量，可按设计小时耗热量计算，W；ε——传热效率的修正系数，α——热损失附加系数，一般取α＝1.1～1.2；K——传热材料的传热系数，W/m2•℃；⊿tj——热媒和被加热水的计算温差，℃；具体计算方法2贮水器容积的计算1）理论法：建筑内热水用水曲线→逐时耗热曲线→根据逐时耗热曲线绘出耗热积分曲线→拟定供热曲线2)经验法贮水器的贮热量可按经验,由下表确定9-4热水管网的水力计算第一循环系统：目的：确定热媒系统的D、第二循环系统：（配水管、回水管系统）目的：确定热水系统的D、第二循环系统的计算一．配水系统内容：确定DN及（系统所需总水压）方法：同冷水，但因水温高，和粘滞系数小于冷水，且考虑结垢等因素，水力计算采用热水水力计算表.hmmdsmv20,/2.1min　二、回水管系1.自然循环（见图9-6）内容：确定管网的自然压力、回水管经、循环流量及循环流量在配水、回水管路中的水头损失。实现自然循环条件：Hzr1.35Hx循环作用水头：Hzr——第二循环系统的自然循环压力值，Pa；⊿h——锅炉或水加热器的中心至立管顶部的标高差，m；γ2——最远处立管管段中点的水的比重，kg/m3；γ1——配水主立管管段中点的水的比重，kg/m3。(1)管网循环流量管段的热损失：Ws——计算管段热损失,kJ/h；K——无保温时管道的传热系数，kJ/(m2•h•℃)；η——保温系数；tj——计算管段周围空气温度，℃；D——管道的外径，m；L——计算管段的长度，m；tc——计算管段的起点水温，℃；tz——计算管段的终点水温，℃。)2)(1(jzcstttDLKW管段的循环流量：Qx——循环流量，L/s；CB——水的比热，kJ/kg•℃；tc、tz——计算管路起点、终点的水温，℃；Ws——计算管段的热损失，kJ/h。（2）计算方法与步骤1）选择计算管路（管路最长、水头损失最大）。2）按冷水计算方法确定配水管路的管径。3）初选回水管径，比相应配水管小1#~2#。4）选定计算管路水温降落值。（从加热器出口到最不利配水点）。5）求配水管路的各管段的热损失及循环流量具体算法6）计算配水管网的热损失，求总循环流量。将∑Ws代入下式求解热水系统的总循环流量Qx：7）复核各管段终点的水温8）计算循环管网的总水头损失H——循环管网的总水头损失，kPa；Hp——循环流量通过配水计算管路的沿程、局部损失，kPa；Hx——循环流量通过回水计算管路的沿程、局部损失，kPa；hj——循环流量通过水加热器的水头损失，kPa；9）计算计算环路的自然循环作用水头。比较Hzr、Hx判断能否实现自然循环2机械循环全日制循环——计算方法、步骤同自然循环。循环水泵流量：Qb=Qx+QfQx—循环流量，L/s；Qf—循环附加流量，取设计小时水量15%，L/h。循环水泵扬程：定时制循环式间断的进行水循环的方全天或一天较长时间不—全日制循环机械循环定时循环管网计算循环水泵流量：Vgs——循环管网的全部容积，L；ts——在最长配水和回水环路中，循环一次所需时间ts=15~30min循环水泵扬程：Hb≥Hp+Hx+Hj举例热水供应系统如图1)管道节点编号,2)按给水管网方法配水管管径。3)定回水管径比给水管径小1~2#。4)选定水温降落值：5)按面积比温降法算出计算管段水温6)按求各管段热损失(见下表)JA~zctt、①总循环流量②各管段的循环流量：热水到达B点时携带热量为：W2+W3+W4+W5+W6,（W1已损失掉）。hlhlQQQ/5.3525.474002131.962.1441125.352/2.14411004505.352/11211003505.352/5.35235026005.4754366545356544342654323QQQQhl　　　或7）复核各配水点水温8)计算循环流量的水头损失9)循环作用水头已知：mlihhhjl524.2018.225.130.1~20.1OmmHhHrLZr2　　QCWt10)机械循环计算全日制：循环泵选择循环附加流量　　循环流量，　　循环泵流量，fxbfxbQhlQhlQQQQ//设QQf%33~%15循环泵的扬程时的水头损失循环流量通过回水管路时的水头损失循环流量通过配水管路bhphpxfxbHHHHHQQQH2pbxfxHHQQQSQH222　　　　表9-1冷水计算温度表9-2热水水温计算△t的计算①容积式加热器——算术平均温度差：tmc、tmz——容积式水加热器热媒的初温和终温，℃；tc、tz——被加热水的初温和终温，℃。②快速式加热器——对数平均温度差：△tmax——热媒和被加热水在水加热器一端的最大温差，℃；△tmin——热媒和被加热水在水加热器另一端的最小温差，℃。半容积式水加热器——按照容积式水加热器公式计算。半即热式水加热器——按照快速式水加热器公式计算。返回图9-1自然循环压力表9-15图9-6计算用图计算表计算用图①假设水温落与管道表面积成正比，近似算出单位面积的温降值，从而计算各管段的水温降落值。Δt——配水管网中的面积比温降，℃/m2；ΔT——配水环路起点和终点的温差，一般ΔT=5～15℃；F——计算管路的总外表面积，m2；tc、tz——计算管路起点、终点的水温，℃；Σf——计算管段的散热面积，m2，可查表计算。FTtftttcz②分支环路循环流量确定节点1：流入节点1时流量Q1=Qx携带热量为流离节点1进入Ⅱ时Q1~2携带热量为：CBA3~22~1CB3~22~1132322~1Q　CBACB32213221121流入A管段循环流量QA携带的热量为WA节点2：流入节点2的流量Q1-2,所携带的热量为流离节点2流量Q2-3,用来补充热损失　CBAA3~22~12~1CB3~2213221Q32CBC3232213232212~1323232QQQQ