確定水管尺寸課件

1、確定水管尺寸1確定水管尺寸DES700確定水管尺寸2目 標(biāo) 這一章是用于確定水管的尺寸。確定管路尺寸的原則和方法將幫助你準(zhǔn)備風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)的水管尺寸設(shè)計(jì) 。所以，當(dāng)你完成這部分學(xué)習(xí)后，你可以做到： 1-用開(kāi)利當(dāng)量長(zhǎng)方法手工計(jì)算開(kāi)式或閉式管路系統(tǒng)的尺寸 2-用開(kāi)利管路計(jì)算程序確定閉式或開(kāi)式管路系統(tǒng)的水管尺寸 3-當(dāng)2通控制閥用時(shí)用“同時(shí)使用系數(shù)”的概念使管路和泵的尺寸最小。確定水管尺寸3目 標(biāo) 能夠利用開(kāi)利的當(dāng)量長(zhǎng)度方法手工確定開(kāi)式和閉式系統(tǒng)的水管的尺寸 能夠利用開(kāi)利的水管計(jì)算軟件確定開(kāi)式和閉式系統(tǒng)的水管的尺寸用兩通控制閥時(shí)能夠用“同時(shí)使用系數(shù)”概念確定最小的水管管徑和水泵確定水管尺寸4管路摩擦損

2、失和速度限制在管路系統(tǒng)已經(jīng)布置好并且每段管路所需流量已經(jīng)決定后，管段尺寸可以確定并且系統(tǒng)所需流量可以匯總。只要系統(tǒng)阻力和流量已知，系統(tǒng)所需水泵也可以確定。水管路尺寸主要用單位長(zhǎng)度管路的摩擦阻力損失（比摩阻）和流速來(lái)作為限制因素的。在1997ASHRAE基本原理手冊(cè)里，ASHRAE建議水系統(tǒng)應(yīng)在1至4ft /100ft的比摩阻。在2英寸或更小尺寸的管路中，速度被建議應(yīng)不大于4ft/sec來(lái)減小噪聲。在大于2英寸的管中，建議以4ft/100ft的比摩阻為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定水管的尺寸，雖然這與設(shè)計(jì)人員的判斷有差別。附加的限定對(duì)于2英寸或更小管徑要求比摩阻不大于10ft/100ft。表13-規(guī)定的水流速對(duì)象流

3、速范圍（fps）水泵出口 08 12水泵進(jìn)口 04 07冷凝水管 04 07集管 04 15立管 03 10常規(guī) 05 10城市供水 03 07確定水管尺寸5管路摩擦損失和速度限制開(kāi)利系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)建議流速限制應(yīng)基于管路的用途和磨損情況（見(jiàn)表14）。水管的磨損是由因?yàn)榭焖龠\(yùn)動(dòng)的水流里包含氣泡、沙子或其他固體顆粒對(duì)管內(nèi)側(cè)的沖刷造成的。這將導(dǎo)致管壁的損壞尤其是末端和彎頭處。因?yàn)槟p是時(shí)間、流速、懸浮顆粒等的函數(shù)，水系統(tǒng)的流速限制是一個(gè)重要調(diào)節(jié)方法。開(kāi)利系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)提供了下面的經(jīng)驗(yàn)值。表14-最小磨損的最大流速運(yùn)行時(shí)間（hrs/year）最大流速（fps） 1500 15 2000 14 3000 1

4、3 4000 12 6000 10 8000 08管內(nèi)流速也可以由總壓頭決定。比如，在一個(gè)城市的水系統(tǒng)中，總損失不能超過(guò)城市主管所提供的壓力。泵的高運(yùn)行費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)性因素也是限制流速的因素。流速必須不低于1.5fps或不能產(chǎn)生可能使水流阻塞的氣泡（與水一起流動(dòng)）。確定水管尺寸6水管尺寸1 選擇系統(tǒng)的水泵需要總的系統(tǒng)阻力2 ASHRAE推薦的選擇標(biāo)準(zhǔn)：4 ft/ 100 ft:： 2” 水管4 ft/ sec： 2”管，目標(biāo)管徑沿程損失4ft/100ft ； 2”管，速度不超過(guò)2.5fps這里用開(kāi)利（Carrier）的表計(jì)算摩檫損失確定水管尺寸27所有同程環(huán)路的尺寸確定接下去的是完成所有環(huán)路和管段

5、的表格，將其按管段編號(hào)數(shù)字排列好。最后，所有的管段必須都用這個(gè)方法設(shè)計(jì)和確定。這個(gè)表格不僅可以用作手工的管徑和管路壓降計(jì)算，也可以將其作為計(jì)算管段尺寸的計(jì)算機(jī)程序的輸入數(shù)據(jù)。在這里，它可以是兩用的。注意到每一風(fēng)機(jī)盤(pán)管環(huán)路的數(shù)據(jù)的最前面是整個(gè)環(huán)路的匯總，緊接著是供水管、盤(pán)管和回水管的具體數(shù)據(jù)。將每個(gè)環(huán)路都這樣計(jì)算一次。泵的總的壓降不是簡(jiǎn)單的將這些數(shù)據(jù)加起來(lái)。這些風(fēng)機(jī)盤(pán)管的環(huán)路是并聯(lián)的。其中的最不利環(huán)路的阻力才是選泵所要的。確定水管尺寸28水管設(shè)計(jì)明細(xì)表確定水管尺寸29手工計(jì)算結(jié)果這是一個(gè)同程系統(tǒng)，壓力損失對(duì)于兩個(gè)回路是一樣的確定水管尺寸30示范：管徑計(jì)算程序所有你所學(xué)的管接頭和管段的數(shù)據(jù)填入表內(nèi)

6、，就可以用程序計(jì)算了。下一頁(yè)是一個(gè)典型的程序的已填數(shù)據(jù)的屏幕輸入部分將所有的三個(gè)環(huán)路的數(shù)據(jù)填入。屏幕彈出窗口表示所有需填數(shù)據(jù)的部分都填好了。我們用上面的輸入表將數(shù)據(jù)輸入。 起始和結(jié)尾接頭要有接頭編號(hào)和 “T” 形式的特性描述 （N orT or B） 。例如：在管段（1）中的起始接頭是（0）而沒(méi)有“T” ，輸入表就將（0-N）填入。管段（1）的末端是接頭（1）而且有個(gè)“T”在接頭（1）旁?？紤]到“T”的直管的損失已在管段一中計(jì)算了，分支管的損失計(jì)入管段（4） ，表中填入（1-T） 。 “T”的損失只是指管段（1）的末端損失。像這樣，管段（3）的末端接頭被標(biāo)了（4-B） ，B代表“T”的分支管的

7、損失。確定水管尺寸31示范：管徑計(jì)算程序按下面的形式輸入計(jì)算機(jī)所有管段與接頭已在程序中定義確定水管尺寸32典型的計(jì)算機(jī)輸入屏幕確定水管尺寸33典型的計(jì)算機(jī)輸出下面一頁(yè)是這個(gè)程序的輸出。注意每個(gè)管段的壓力損失都列出來(lái)了。我們把管段1、4、6、和7的加在一起，得到（0.7+15.7+0.6+0.7）=17.4英尺。我們手工計(jì)算的是13.41英尺。這是因?yàn)槌绦蛑羞x擇的是3/8”管而不是1/2”管。這是因?yàn)閷?duì)于管徑2”的水管，我們?cè)O(shè)置的限定流速是4fps，而沒(méi)有同時(shí)對(duì)壓降（此管徑應(yīng)為10ft/200ft）限制。從輸出中還看到三個(gè)環(huán)路和最大的系統(tǒng)阻力損失，在它的下面打印為“Total System Fr

8、iction Head (ft wg.)”(全部阻力損失)。計(jì)算機(jī)顯示其值為17.7ft?？础捌胶庑枰币涣?，我們看到有一個(gè)環(huán)路的不平衡值為0.9ft wg。一個(gè)環(huán)路總共為16.8英尺，其他兩個(gè)環(huán)路是17.7英尺。輸出中也表達(dá)了這些管中的水容量為1.2加侖?？紤]整個(gè)系統(tǒng)的水容量是一個(gè)很有用的信息，可以用來(lái)計(jì)算系統(tǒng)的重量，確定膨脹水箱的大小。最下面的兩條信息對(duì)工程預(yù)算是有用的。它們表達(dá)了所需的管長(zhǎng)和管徑，以及配件和接頭的數(shù)量和形式?，F(xiàn)在，在教師的指導(dǎo)下使用Carrier的管路設(shè)計(jì)程序，填入輸入數(shù)據(jù)，運(yùn)行程序得到結(jié)果。用這個(gè)程序可以幫你完成你的“設(shè)計(jì)練習(xí)”。確定水管尺寸34典型的計(jì)算機(jī)輸出確定水管

9、尺寸35演示：管徑設(shè)計(jì)程序 打開(kāi)計(jì)算機(jī) 跟著你的教師一起用開(kāi)利（Carrier）的設(shè)計(jì)程序 我們將把前面的問(wèn)題輸入計(jì)算機(jī) 將手算的與計(jì)算機(jī)算的結(jié)果做比較確定水管尺寸36設(shè)計(jì)練習(xí)：確定水管尺寸我們現(xiàn)在可以用計(jì)算機(jī)程序來(lái)確定“設(shè)計(jì)練習(xí)”中房間內(nèi)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)的水管尺寸。整個(gè)問(wèn)題分為3個(gè)獨(dú)立部分：1-風(fēng)機(jī)盤(pán)管：風(fēng)機(jī)盤(pán)管： 根據(jù)設(shè)計(jì)中選擇的風(fēng)機(jī)盤(pán)管的控制形式運(yùn)行此程序。假定平衡閥等于閘閥，球閥等于閘閥，控制閥（2通閥或3通閥）等于球閥。為了簡(jiǎn)化，進(jìn)一步假定所有盤(pán)管末端的阻力損失一樣從你前面的流量匯總表中選定一個(gè)值。在管路兩端加上“T”的損失以表示與供、回水管連接的損失。運(yùn)行此程序后，你會(huì)得到建筑中每個(gè)

10、風(fēng)機(jī)盤(pán)管的壓頭損失。2-柱式風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組立管系統(tǒng)：柱式風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組立管系統(tǒng)： 對(duì)一個(gè)柱式機(jī)組的立管系統(tǒng)運(yùn)行此程序可選用異程或同程式立管。每個(gè)管段都有接入風(fēng)機(jī)盤(pán)管的分支接頭，輸入第一步中得到的風(fēng)機(jī)盤(pán)管損失。運(yùn)行后，你將得到整根垂直立管的壓頭損失。并且可以得到新風(fēng)空調(diào)箱的立管管徑。3-供、回水總管：供、回水總管： 對(duì)將冷凍水輸送到風(fēng)機(jī)盤(pán)管末端的供、回水總管（選擇異程或同程式管路）運(yùn)行此程序。對(duì)于與每根立管相接的系統(tǒng)管段，將第二步中的所得到的數(shù)據(jù)作為已知量輸入。運(yùn)行后，你將得到整個(gè)風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)與冷水機(jī)組總的壓力損失?？梢缘玫脚c兩個(gè)底層的空調(diào)箱連接的水管的尺寸。運(yùn)算前應(yīng)先繪制系統(tǒng)圖。確定水管尺寸37設(shè)

11、計(jì)練習(xí)：確定水管尺寸分成三個(gè)部驟：1）計(jì)算風(fēng)機(jī)盤(pán)管的損失 假設(shè)所有末端設(shè)備都一樣（2）計(jì)算立管的損失 假設(shè)風(fēng)機(jī)盤(pán)管損失都 一樣 確定新風(fēng)機(jī)組的立管尺寸，假設(shè)它用單獨(dú)的立管（3）技術(shù)供回水總管 的損失 假設(shè)所有風(fēng)機(jī)盤(pán)管損失一樣 記住一層的空氣處理器有兩個(gè)支路 對(duì)空氣處理器回路做粗略的損失計(jì)算確定水管尺寸38同時(shí)使用系數(shù)在確定建筑各朝向圍護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷時(shí)，是該朝向圍護(hù)結(jié)構(gòu)的峰值負(fù)荷。因?yàn)樘?yáng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，不是所有的圍護(hù)結(jié)構(gòu)都同時(shí)達(dá)到峰值負(fù)荷。某一時(shí)刻，只有一個(gè)朝向的圍護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到峰值負(fù)荷。因此在同一方位的風(fēng)機(jī)盤(pán)管在某一時(shí)間需要最大的水量；在臨近或相反的方向則不是。因此，如果風(fēng)機(jī)盤(pán)管有“自動(dòng)控制”2 通控

12、制閥（開(kāi)關(guān)量控制或調(diào)節(jié)） ，整個(gè)系統(tǒng)的水流量將小于所有末端峰值負(fù)荷需水量之和。這個(gè)概念叫做“同時(shí)使用系數(shù)” 。水泵和水管的設(shè)計(jì)要利用這一點(diǎn)來(lái)減少水量。同時(shí)使用系數(shù)的原則是要計(jì)算減少的水量。在水管系統(tǒng)中，應(yīng)用同時(shí)使用系數(shù)之前必須滿足兩個(gè)條件： 1-供給設(shè)備的水量必須由自動(dòng)兩通閥控制。 2-同時(shí)使用系數(shù)只有在水管輸送水到多朝向外圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)才使用。下面的圖表示了一個(gè)供水管提供四個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)朝向時(shí)的情況。假設(shè)設(shè)備由自動(dòng)兩通閥控制，同時(shí)使用系數(shù)僅適用于西、南和東向。北向?qū)⒉粶p少水量和管徑，因?yàn)樗谙到y(tǒng)運(yùn)行時(shí)始終需要峰值流量。確定水管尺寸39同時(shí)使用系數(shù) 每個(gè)方向在不同的時(shí)間達(dá)到峰值 水流量在任何時(shí)刻都小于

13、各個(gè)方向峰值的總和 可應(yīng)用同時(shí)使用系數(shù) -使用自動(dòng)兩通閥 -供水管供水不止一個(gè)方向 舉例 -北：不用 -東，南，西：采用確定水管尺寸40同時(shí)使用系數(shù)圖在滿足兩個(gè)先決條件時(shí)，“同時(shí)使用系數(shù)”用于計(jì)算水流量及確定管徑。為應(yīng)用此圖，設(shè)水流過(guò)多個(gè)朝后在水管末端匯總并回到水泵。然后計(jì)算各朝向的匯總水量。對(duì)于某朝向，該朝向的匯總水量除以水泵總流量就是查圖所用的“比值”數(shù)。例如：有一管路系統(tǒng)服務(wù)于西、南兩個(gè)朝向。每一朝向需60GPM水量，則水泵的總流量為120GPM。設(shè)水泵將120GPM的水先送到西區(qū)，西區(qū)的總管供應(yīng)兩個(gè)朝向，因此它可因“同時(shí)使用系數(shù)”而獲益，南區(qū)則不能。西區(qū)的“比值”是60/120=0.5

14、0；60是西區(qū)的總管在該時(shí)段內(nèi)供出（或匯入）的水量。應(yīng)此，60就是西向的匯總水量。每一管段內(nèi)的水量可以用0.76的“同時(shí)使用系數(shù)”來(lái)修正。確定水管尺寸41同時(shí)使用系數(shù)圖我們來(lái)看“同時(shí)使用系數(shù)”是如何使用的西向： (60/120)=0.50, 同時(shí)使用系數(shù)=0.76確定水管尺寸42同時(shí)使用系數(shù)例題設(shè)：建筑的一個(gè)層面有兩臺(tái)水泵，A泵服務(wù)西、南朝向；B泵服務(wù)東、北朝向。所有末端都由兩通閥控制。南北向不能考慮“同時(shí)使用系數(shù)”，因?yàn)樵谀骋粫r(shí)刻必須向所有機(jī)組提供最大GPM。而東西向則不然，因?yàn)樗麄兎?wù)的朝向多于一個(gè)。我們來(lái)看A泵，西向的匯總水量是60。 A泵總水量是120，從上圖可以查到“同時(shí)使用系數(shù)”為0.76。下表表示“同時(shí)使用系數(shù)”如何用于每一管段。 B泵相同。確定水管尺寸43同時(shí)使用系數(shù)例題A泵：管段 最大 同時(shí) 設(shè)計(jì) GPM 系數(shù) GPMA-R1 120 0.76 91R1-R2 100 0.76 76R2-R3 80 0.76 61R3-R