第二章 热水供热系统的水力计算

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无混合装置的直接连接
适用于热网压力、温度 都能满足用户的情况 适用于绝大多数低温水 热水供热系统 连接方式最简单，造价 低，无额外运行费用 大型供暖系统资用压头 为2~5mH2O 小型供暖系统资用压头 为1~2mH2O
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适用于热网压力满足、温 度不能满足（过高）用户 的情况 一般只用于单栋建筑物的 供暖系统 造价低，费用少 资用压头为8~12mH2O
装水喷射器的直接连接
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水喷射器原理图
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适用于热网供回水压差较 小、温度不能满足（过高） 用户的情况 多用于向多栋或街区建筑 物供暖的场合 高温水供暖系统中应用较 多的一种直接连接方式 运行费用较高 资用压头为2~5mH2O
装混合水泵的直接连接
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第三节 水力计算的方法和步骤
2．热力网各管段的流量 ． 管段的计算流量就是该管段承担的各用户的计算流 量之和， 量之和，即
G zh = ∑ Gi
′
′
3．热水网路的主干线 ． 热水网路水力计算是从主干线开始计算。 热水网路水力计算是从主干线开始计算。网路中平 均比摩阻最小的一条管线，称为主干线。 均比摩阻最小的一条管线，称为主干线。《热网规 范》规定，可取30~70 Pa/m 。 规定，可取
G = (1.1 ~ 1.2)G ′
2．扬程 ．
H = (1.1 ~ 1.2) ( H r + H wg + H wh + H y )
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3.循环水泵的选择原则 水泵G 管网Gw.z； 水泵 xh≮管网 ； 当装有旁通管时， 当装有旁通管时，应计旁 通管流量。 通管流量。 循环水泵特性曲线， 循环水泵特性曲线，工作 点附近较平缓， 变化时 变化时， 点附近较平缓，G变化时， H变化较小。 变化较小。 变化较小 循环水泵安装在回水管上， 循环水泵安装在回水管上， 允许工作温度≮80℃； 允许工作温度≮ ℃ 安装供水管上， 安装供水管上，必须采用 热水循环水泵。 热水循环水泵。 水泵工作点应在水泵的高 效区内。 效区内。
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∆p H
η
G
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循环水泵不少于两台，其中一台备用。 循环水泵不少于两台，其中一台备用。当四台 或四台以上并联运行时，可不设置备用水泵。 或四台以上并联运行时，可不设置备用水泵。 采用集中质调节时， 采用集中质调节时，宜选用相同型号水泵并联 工作。 工作。 多热源联网运行或质量—流量调节的单热源供 多热源联网运行或质量 流量调节的单热源供 热系统，热源循环水泵应采用变频调速。 热系统，热源循环水泵应采用变频调速。 当采用分阶段改变流量的质调节时， 当采用分阶段改变流量的质调节时，宜选用流 量和扬程不等的泵组。 量和扬程不等的泵组。 对具有热水供应的热水供热系统， 对具有热水供应的热水供热系统，可考虑专设 热水供应循环水泵。 热水供应循环水泵。 多台水泵并联运行，选择水泵时， 多台水泵并联运行，选择水泵时，应绘制水泵 和热网水力特性曲线，确定其工作点。 和热网水力特性曲线，确定其工作点。
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二、补给水泵的选择 补给水泵定压时 流量 开式 Gb = G xt . max + Gbs 闭式 扬程
Gb = 4Gbs
H b = H j + ∆H b − Z b
补水点的压力， 补水点的压力 即系统静水压曲线的高度， ； H j —补水点的压力，即系统静水压曲线的高度，mH20； 补水系统管路的压力损失， 补水系统管路的压力损失 ； ∆H b —补水系统管路的压力损失，mH2O； Z b —补水箱水位与补水泵之间的高度差，m。 补水箱水位与补水泵之间的高度差， 。 补水箱水位与补水泵之间的高度差
X =
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∆Pz − ∆Psh ∆Pz
× 100 / % ≤ 15%
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第五节 热水网路的水压图
水力计算只能确定热水管道中各管段的压力损 压差） 失（压差）值，但不能确定热水管道上各点的 压力（压头） 压力（压头）值。 水压图可以清晰地表示出热水管路中各点的压 力。
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第五节 热水网路的水压图
通过绘制系统水压图可分析和确定： 通过绘制系统水压图可分析和确定： 管道任何一点P ①管道任何一点 各管段∆P ②各管段 各管段R ③各管段R 系统中是否汽化、超压、 ④系统中是否汽化、超压、倒空 回水管压力差是否≥用户系统所需的作用压头 ⑤供、回水管压力差是否 用户系统所需的作用压头 系统正常运行或循环水泵停运时， ⑥系统正常运行或循环水泵停运时，系统各点的压力 变化等
在机械循环热水供暖系统中． 解 析：在机械循环热水供暖系统中．由于供水干管 沿水流方向有向上的坡度，因此在供水干管的末端， 沿水流方向有向上的坡度，因此在供水干管的末端，也 就是供水干管的最高点设置集气罐，而非系统的最高点。 就是供水干管的最高点设置集气罐，而非系统的最高点。 而系统的最高点应是膨胀水箱的位置
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图2-4 室内热水供暖系统的水压图
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图2-5 膨胀水箱连接在供水干管上的水压图
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热水网路压力状况的基本技术要求
1．动水压线 在网路循环水泵运行时，网路上各点测压管水头连线， 在网路循环水泵运行时，网路上各点测压管水头连线， 称为动水压曲线。 称为动水压曲线。 在与热力网路直接连接的用户系统内， ⑴在与热力网路直接连接的用户系统内，压力不应超过 该用户系统用热设备及管道构件的承压能力。P系统≯ 该用户系统用热设备及管道构件的承压能力。 系统≯ 设备及关键承压能力 在高温水网路和用户系统，水温超过100℃的地点， 100℃的地点 ⑵在高温水网路和用户系统，水温超过100℃的地点， 热媒压力应不低于该水温下的汽化压力。 热媒压力应不低于该水温下的汽化压力。还应留有 30~50Kpa富裕压力 富裕压力。 +30~50kPa。 30~50Kpa富裕压力。P≮P汽化+30~50kPa。不同温度下的 汽化压力如表 所示。 汽化压力如表2-3所示。
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第二节 热水网路水力计算的基本公式
∆P=∆Py+∆Pj 一、沿程损失
∆Py = Rsh l
二、局部损失
ld = ∑ ξ d
λ
∆Pj = Rsh ld
三、总阻力损失
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∆P = Rsh ( L + Ld ) = Rsh Lzh
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第三节 水力计算的方法和步骤
水力计算的基本原则 1．管网干管 ≮50mm，通往各单体建筑物 ．管网干管d≮ ， 不宜d≮ 不宜 ≮32mm。 。 2．当有的点出现静压值超过ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ许值时，应分 ．当有的点出现静压值超过允许值时， 设独立的供热系统。 设独立的供热系统。
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第一节 概
述
水力计算的作用 (1)绘制热网水压图，确定供热系统最佳运行工况，分析 绘制热网水压图， 绘制热网水压图 确定供热系统最佳运行工况， 供热系统正常运行的压力工况，确保热用户有足够的 供热系统正常运行的压力工况， 资用压头，系统不超压、不汽化、不倒空。 资用压头，系统不超压、不汽化、不倒空。 (2)选择用户系统与供热管网的合理连接方式、选定用户 选择用户系统与供热管网的合理连接方式、 选择用户系统与供热管网的合理连接方式 入口装置。 入口装置。 (3)选定供热系统的循环水泵。 选定供热系统的循环水泵。 选定供热系统的循环水泵 (4)确定定压方式，系统加压方式，节能措施。选定补给 确定定压方式， 确定定压方式 系统加压方式，节能措施。 水泵。 水泵。 (5)计算供热管网的建设投资、金属耗量和施工安装工程 计算供热管网的建设投资、 计算供热管网的建设投资 量。
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3.热网与供暖用户的连接方式 热网与供暖用户的连接方式 直接连接： 直接连接：同一供热介质从热网直接流入热用户系 统。热用户与热网的水力工况直接发生联系，二者 热媒温度相同。
间接连接： 间接连接：热用户系统通过表面式换热器与热网连 接，热网的压力不能作用于热用户系统的连接方式。 热用户与外网是各自独立的系统，二者热媒温度不 同，水力工况互不影响。
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⑶与热水网路直接连接的用户系统，无论网路循环水泵 与热水网路直接连接的用户系统， 是否运行，其用户系统回水管出口处的压力必须高于用 是否运行， 户系统的充水高度，以防止系统倒空吸入空气， 户系统的充水高度，以防止系统倒空吸入空气，破坏正 常运行和腐蚀管道。 常运行和腐蚀管道。 P回＞H系统（系统充水高度）不倒空 系统（系统充水高度） 网路回水管道内任一点的压力， ⑷网路回水管道内任一点的压力，都应比大气压力至少 高出5mH2O ，以免吸入空气。 以免吸入空气。 高出 P回=大气压 大气压+5mH2O 回 大气压 在热水网路的热力站或用户引入口处， ⑸在热水网路的热力站或用户引入口处，供、回水管的 资用压差，应满足热力站或用户所需的作用压头。 资 资用压差，应满足热力站或用户所需的作用压头。P资 ≥∑ΔP作用 ∑
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(1)试问在下述有关机械循环热水供暖系统的表述中 )是错 试问在下述有关机械循环热水供暖系统的表述中,( 是错 试问在下述有关机械循环热水供暖系统的表述中 误的。 误的。 A.供水干管应按水流方向有向上的坡度 供水干管应按水流方向有向上的坡度 B.集气罐设置在系统的最高点 集气罐设置在系统的最高点 C.使用膨胀水箱来容纳水受热后所膨胀的体积 使用膨胀水箱来容纳水受热后所膨胀的体积 D.循环水泵装设在锅炉入口前的回水干管上 循环水泵装设在锅炉入口前的回水干管上
热网压力、温度都不能满足 （高）用户的情况 网路水力稳定性好 造价、运行费用比直接连接 高很多 资用压头3~8mH2O