建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算熱水管網(wǎng)的水力計算是在熱水供應系統(tǒng)的布置繪出熱水

熱水管網(wǎng)的水力計算是在熱水供應系統(tǒng)的布置、繪出熱水管網(wǎng)平面圖和系統(tǒng)圖，并選定加熱設備后進行的。水力計算包括以下內(nèi)容：熱水管網(wǎng)水力計算包括第一循環(huán)管網(wǎng)（熱媒管網(wǎng)）和第二循環(huán)管網(wǎng)(配水管網(wǎng)和回水管網(wǎng))。第一循環(huán)管網(wǎng)水力計算，需按不同的循環(huán)方式計算熱媒管道管徑、凝結(jié)水管徑和相應水頭損失；第二循環(huán)管網(wǎng)計算，需計算設計秒流量、循環(huán)流量，確定配水管管徑、循環(huán)流量、回水管管徑和水頭損失。

建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算1.第一循環(huán)管網(wǎng)的水力計算1）熱媒為熱水熱媒為熱水時，熱媒流量按式

計算。熱媒循環(huán)管路中的供、回水管道的管徑應根據(jù)已經(jīng)算出的熱媒耗量、熱媒在供水和回水管中的控制流速，通過查熱水管道水力計算表確定，由熱媒管道水力計算表查出供水和回水管的單位管長的沿程水頭損失，再計算總水頭損失。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算當鍋爐與水加熱器或貯水器連接時，熱媒管網(wǎng)的熱水自然循環(huán)壓力值按下式計算：式中Hzr——第一循環(huán)的自然壓力，Pa；△h——鍋爐中心與與水加熱器內(nèi)盤管中心或貯水器中心的標高差，m；ρ1——水加熱器或貯水器的出水密度，kg/m3；ρ2——鍋爐出水的密度，kg/m3。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算2）熱媒為高壓蒸汽以高壓蒸汽為熱媒時，熱媒耗量按下兩式確定。蒸汽管道可按管道的允許流速和相應的比壓降查蒸汽管道管徑計算表確定管徑和水頭損失。疏水器后為凝結(jié)水管，凝結(jié)水利用通過疏水器后的余壓輸送到凝結(jié)水箱，先計算出余壓凝結(jié)水管段的計算熱量，按下式計算：建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算式中Qj——余壓凝結(jié)水管段的計算熱量，單位為W；Q——設計小時耗熱量，單位為Ｗ。根據(jù)Qj查余壓凝結(jié)水管管徑選擇表確定其管徑。在加熱器至疏水器之間的管段中為汽水混合的兩相流動，其管徑按通過的設計小時耗熱量查教材表3-14確定。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算2.第二循環(huán)管網(wǎng)的水力計算1）熱水配水管網(wǎng)計算配水管網(wǎng)計算的目的是根據(jù)配水管段的設計秒流量和允許流速值確定管徑和水頭損失。熱水配水管網(wǎng)的設計秒流量可按生活給水(冷水系統(tǒng))設計秒流量公式計算；衛(wèi)生器具熱水給水額定流量、當量、支管管徑和最低工作壓力與室內(nèi)給水系統(tǒng)相同。管內(nèi)的允許流速為0.6~0.8m/s(DN≤25mm時)和0.8~1.5m/s(DN＞25mm時)，對噪聲要求嚴格的建筑物可取下限。最小管徑不易小于20mm。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算熱水采用聚丙烯（PP－R）管時，水頭損失按下式計算式中Hf――管道沿程水頭損失，m；

λ――沿程阻力系數(shù)；L――管道長度，m；dj――管道內(nèi)徑，m；v――管道內(nèi)水流平均速度，m/s；g－－重力加速度，m/s2，一般取9.8m/s2。

建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算2）回水管網(wǎng)的水力計算回水管網(wǎng)水力計算的目的是確定回水管管徑?；厮芫W(wǎng)不配水，僅通過用以補償配水管網(wǎng)熱損失的循環(huán)流量。為保證立管的循環(huán)效果，應盡量減少干管的水頭損失，熱水配水干管和回干管均不宜變徑，可按相應最大管徑確定?；厮芄軓綉?jīng)計算確定，宜可參照下表選用。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算熱水管網(wǎng)、配水管段管徑（DN）（㎜）20～253240506580100125150200熱水管網(wǎng)、回水管段管徑（DN）（㎜）2020253240405065801003）機械循環(huán)管網(wǎng)的計算機械循環(huán)管網(wǎng)水力計算的目的是選擇循環(huán)水泵，應在先確定最不利循環(huán)管路、配水管和循環(huán)管的管徑的條件下進行。機械循環(huán)分為全日熱水供應系統(tǒng)和定時熱水供應系統(tǒng)兩類。①全日供應熱水系統(tǒng)熱水管網(wǎng)計算方法和步驟 a.熱水配水管網(wǎng)各管段的熱損失可按下式計算：建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算式中：QS——計算管段熱損失，Ｗ；Ｄ——計算管段管道外徑，m；Ｌ——計算管段長度，m；Ｋ——無保溫層管道的傳熱系數(shù)，W/(m2·℃)；η——保溫系數(shù)，較好保溫時η＝0.7～0.8，簡單保溫時為η＝0.6，無保溫層時η＝０；tc——計算管段起點熱水溫度，℃；tz——計算管段終點熱水溫度，℃；tj——計算管段外壁周圍空氣的平均溫度，℃，可按下表確定。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算tc和tz可按面積比溫降法計算：建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算管道敷設情況tk（℃）管道敷設情況tk（℃）采暖房間內(nèi)，明管敷設采暖房間內(nèi)，暗管敷設不采暖房間的頂棚內(nèi)18～2030可采用一月份室外平均氣溫不采暖房間的地下室內(nèi)室內(nèi)地下管溝內(nèi)5～1035式中：Δt——配水管網(wǎng)中計算管路的面積比溫降，℃/m2；ΔT——配水管網(wǎng)中計算管路起點和終點的水溫差，℃，按系統(tǒng)大小確定，一般取ΔＴ＝5~15℃；F――計算管路配水管網(wǎng)的總外表面積，m2；Σf——計算管段終點以前的配水管網(wǎng)的總外表面積，m2；tc——計算管段起點水溫，℃；tz——計算管段終點水溫，℃。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算式中：

qx——循環(huán)流量，L/h;QS——配水管網(wǎng)的熱損失，Ｗ，應經(jīng)計算確定，也可采用設計小時耗熱量的3%~5%；ΔT——配水管網(wǎng)起點和終點的熱水溫差，℃，根據(jù)系統(tǒng)大小確定，一般可采用5~10℃；ρ——熱水密度，kg/L；C――水的比熱，C＝4187J/(kg?℃)。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算b.計算總循環(huán)流量計算管段熱損失目的在于計算管網(wǎng)的循環(huán)流量，循環(huán)流量是為了補償配水管網(wǎng)散失的熱量，保證配水點的水溫。管網(wǎng)的熱損失只計算配水管網(wǎng)散失的熱量。全日供應熱水系統(tǒng)的總循環(huán)流量可按下式計算：建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算c.計算各循環(huán)管段的循環(huán)流量：在確定qx后，以下圖為例，可從水加熱器后第1個節(jié)點起依次進行循環(huán)流量分配計算。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算通過管段Ⅰ的循環(huán)流量qⅠx即為qx，用以補償整個管網(wǎng)的熱損失，流入節(jié)點1的流量qⅠx用以補償1點之后各管段的熱損失，即qAS+qBS+qCS+qⅡS+qⅢS，qⅠx又分配給A管段和Ⅱ管段，循環(huán)流量分別為qⅡx和qx。按節(jié)點流量的平衡原理：qⅠx＝q1x，qⅡx＝qⅠx－qAＸ。qⅡx補償管段Ⅱ、Ⅲ、Ｂ、Ｃ的熱損失，即qBS+qCS+qⅡS+qⅢS，qAＸ補償管段A的熱損失qAS。因循環(huán)流量與熱損失成正比和熱平衡關系，qⅡx可下按式。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算流入節(jié)點2的流量q2x用以補償2點之后各管段的熱損失，即qBS+qCS+qⅢS，因q2x分配給B管段和Ⅲ管段，其循環(huán)流量分別為qBx和qⅢx。按節(jié)點流量平衡原理：q2x＝qⅡx，qⅢx＝qⅡx－qＢＸ。qⅢx補償管段Ⅲ和C的熱損失，即qCS+qⅢS，qBx補償管段B的熱損失qBS。則qⅢx可按下式計算：流入節(jié)點3的流量q3x用以補償3點之后管段C的熱損失qCS。按節(jié)點流量平衡的原理：q3x＝qⅢx，qⅢx＝qCx，管段Ⅲ的循環(huán)流量即為管段C的循環(huán)流量。按上述可總結(jié)出通用計算公式為：建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算式中：qNx、q(n+1)X――ｎ、ｎ＋1管段所通過的循環(huán)流量，L/s；∑ｑ（ｎ＋1）Ｓ――ｎ＋1管段及其后各管段的熱損失之和，W；∑ｑｎＳ――ｎ管段及其后各管段的熱損失之和，W。ｎ、ｎ＋1管段如圖所示。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算計算結(jié)果如與原來確定的溫差相差較大，應以教材公式（3-20）和公式（3-21）的計算結(jié)果：作為各管段的終點水溫，重新進行上述（1～4）的計算。e.計算循環(huán)管網(wǎng)的總水頭損失，可按下式計算：

式中H——循環(huán)管網(wǎng)的總水頭損失，kPa；HP——循環(huán)流量通過配水計算管路的沿程和局部水頭損失，kPa；Hh——循環(huán)流量通過回水計算管路的沿程和局部水頭損失，kPa；

建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算d.校核各管段的終點水溫，可按下式進行：

式中：

t’――各管段終點水溫，℃；tc――各管段起點水溫，℃；qs――各管段的熱損失，W；q’X――各管段的循環(huán)流量，L/s；C――水的比熱，C＝4187J/(kg?℃)；ρ——熱水密度，kg/L。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算式中λ——管道沿程阻力系數(shù)；

Ｌ——被加熱水的流程長度，m；dj——傳熱管計算管徑，m；ξ——局部阻力系數(shù)；v——被加熱水的流速，m/s；g——重力加速度，m/s2，g=9.81m/s2。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算Hj——循環(huán)流量通過半即熱式或快速式水加熱器中熱水的水頭損失，kPa。容積式水加熱器、導流型容積式水加熱器、半容積式水加熱器和加熱水箱，因內(nèi)部流速較低、流程短，水頭損失很小，在熱水系統(tǒng)中可忽略不計。半即熱式或快速式水加熱器，因水在內(nèi)部的流速大、流程長，水頭損失應以沿程和局部水頭損失之和計算：計算循環(huán)管路配水管及回水管的局部水頭損失可按沿程水頭損失的20%～30%估算。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算f.選擇循環(huán)水泵熱水循環(huán)水泵宜選用熱水泵，泵體承受的工作壓力不得小于其所承受的靜水壓力加水泵楊程，一般設置在回干管的末端，設置備用泵。循環(huán)水泵的流量：式中Qｂ――循環(huán)水泵的流量，L/s；ｑｘ――全日熱水供應系統(tǒng)的總循環(huán)流量，L/s；建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算循環(huán)水泵的揚程：

式中：Hｂ——循環(huán)水泵的楊程，kPa；HP——循環(huán)流量通過配水計算管路的沿程和局部水頭損失，kPa；Hh——循環(huán)流量通過回水計算管路的沿程和局部水頭損失，kPa；Hj——循環(huán)流量通過半即熱式或快速式水加熱器中熱水的水頭損失，kPa。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算②定時熱水供應系統(tǒng)機械循環(huán)管網(wǎng)計算

定時機械循環(huán)熱水系統(tǒng)與全日系統(tǒng)的區(qū)別，在供應熱水之前循環(huán)泵先將管網(wǎng)中的全部冷水進行循環(huán)，加熱設備提前工作，直到水溫滿足要求為止。因定時供應熱水時用水較集中，可不考慮配水循環(huán)問題，關閉循環(huán)泵。循環(huán)泵的出水量可按下式計算：建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算式中：Q——循環(huán)泵的出水量，L/h；V——熱水系統(tǒng)的水容積，但不包括無回水管的管段和加熱設備、貯水器、鍋爐的容積，Ｌ；T——熱水循環(huán)管道系統(tǒng)中全部水循環(huán)一次所需時間，h，一般取0.25～0.5h。

循環(huán)泵的揚程，計算公式同前。4）自然循環(huán)熱水管網(wǎng)的計算自然循環(huán)熱水管網(wǎng)的計算方法與前述機械循環(huán)熱水系統(tǒng)大致相同，但應在求出循環(huán)管網(wǎng)總水頭損失之后，先校核一下系統(tǒng)的自然循環(huán)壓力值是否滿足要求。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算自然熱水循環(huán)系統(tǒng)分上行下給式和下行上給式兩種方式，其自然循環(huán)壓力的計算公式有所不同。建筑內(nèi)部熱水給水管道水力計算熱水系統(tǒng)自然循環(huán)壓力計算用圖（a）上行下給式管網(wǎng)（b）下行上給式管網(wǎng)①上行下給式管網(wǎng)的壓力水頭，如圖