第4章 供热管网的水力计算.
热源热网计算书
目录第一章设计任务说明1.1 设计原始资料 (1)1.2 图纸要求 (1)1.3 设计计算说明书要求 (1)第二章采暖设计热负荷计算2.1 热负荷计算 (2)2.2 确定供热系统的供热原理 (3)第三章方案的确定及布置管道3.1 系统热源型式热媒的选择 (4)3.2 热网系统型式 (4)3.3 管网管道的布置 (5)第四章水力计算及水压图绘制4.1 水力计算 (6)4.2 水压图绘制 (8)第五章换热站设备的选型与计算5.1 主要设备的选择 (10)5.2 其他设备的选择 (13)第六章管道保温结构和管网土建措施6.1 管道的保温选择和计算 (14)6.2 管沟形式和检查井的确定 (14)6.3 固定蹲位置的确定及推力计算 (14)参考文献 (15)摘要一、工程概况设计题目：赤峰市中海紫金苑小区热源热网设计供热面积：54469.12m2热负荷：2560048.64W一次网供回水温度：130℃80℃二次网供回水温度：80℃60℃二、外网设计本小区为枝状管网，管网的敷设方式为无补偿直埋。
供热管网布置时要力求简短、顺直、节省材料、节省初投资。
此外还要保证管道的埋深要求，检查井布置要合理，确保管网运行时经济、安全、可靠且便于调节和管理。
三、换热站换热站采用两台板式换热器，当有一台换热器不能正常工作时另一台板式换热器保证70%的换热量。
在一次网和二次网的回水处设旋流除污器。
在板式换热器的进出口设两台循环水泵，一备一用。
在水泵的吸入口接两台并联的补给水泵，再设一个保证3小时补给水泵的补给水箱，及在水箱前设钠离子交换器。
关键字：外网换热站设计第一章设计任务说明1.1设计原始资料小区所在地区：赤峰市采暖室外计算温度：-18℃；最高建筑物高度：18m小区建筑分布情况：如平面图所示，建筑功能包括：住宅供暖面积热指标：根据建筑功能、建筑物所在地区从相关手册中选择热媒及参数：一次网热媒为高温水，供水温度为130℃，回水温度为80℃二次网热媒为低温水，供水温度为80℃，回水温度为60℃用户预留压力3mH2O1.2图纸要求1、供热管网平面布置图、设计总说明（比例1：1000），一张2、供热管网主干线纵断图、水压图（比例自定），一张1.3设计计算说明书要求课程设计说明书包括原始条件，设计计算公式和有关数据，文字说明及附图。
室外供热管网设计计算书案例
目录第一章工程概述第一节供热系统的区域简介 (1)第二节原始资料 (2)第三节热源状况介绍 (2)第二章热负荷计算第一节热指标的选择 (2)第二节热负荷的计算 (2)第三节绘制热负荷延续时间图 (3)第四节供暖年耗热量以及耗煤量的计算 (7)第三章供暖方案的确定第一节热媒的选择 (8)第二节热媒参数的确定 (11)第三节供热管网的平面布置 (13)第四节管网附件设计原则 (17)第四章管道水力计算第一节管道水力计算图绘制 (21)第二节确定计算管路 (22)第三节比摩阻的选择 (22)第四节阻力平衡的原则及措施 (23)第五节水力计算 (24)第五章系统水压图、调节方式和系统工艺设备、设施的选择第一节系统定压方式的确定 (52)第二节供热系统原理图 (56)第三节水压图的绘制 (57)第四节供热系统的调节方式及调节曲线的绘制 (58)第五节供热系统工艺设备的选择 (59)第六章管道保温结构和管网土建措施第一节管道的保温选择和计算 (64)第二节管沟形式和检查井的确定 (68)第三节固定蹲位置的确定及推力计算 (69)参考文献 (70)第一章概述第一节供热系统的区域简介1 地理位置河北省张家口市，又称“张垣”“武城”。
位于中国河北省西北部，地处京、冀、晋、蒙四省市区交界处，是北京的北大门，也是历史上兵家必争之地，重要的地理文化名城。
全市辖4区、13县、2个管理区，1个高新区，总面积3.7万平方公里，分为坝上、坝下两个不同的自然区域，总人口450万人，其中农业人口310 万人。
张家口的发源地是现位于桥西区的堡子里一带，这里的发展是整个张家口逐步繁荣的历史见证。
大境门、清远楼、堡子里建筑群、鸡鸣驿、五郭台长城、张家口市区段长城、冰山梁长城（长城最高点2211米）、蔚县古城、怀来古城、黄帝祠（中华三祖堂）、中华合符坛、小五台山、蔚县空中草原、镇朔楼、崇礼长城岭滑雪场、翠云山滑雪场、云泉寺、赐儿山、安家沟生态旅游、水母宫、赤城朝阳观、野狐岭古战场、元中都遗址、素葬楼、坝上草原、爱吾庐-冯玉祥将军故居（桥东区德胜街45号）、赤城温泉、黑龙山国家森林公园、蔚州暖泉书院、桥西抡才书院、蔚县南安寺塔、金阁山（丘处机修炼地）、蔚县代王城遗址、天漠、官厅湖（新中国第一座水库）、蔚州灵岩寺、水母宫地下长城。
热源热网计算书
目录第一章设计参数 (3)设计地点 (3)热源参数 (3)面积热指标参数 (3)气象参数 (3)第二章热负荷计算 (4)面积热指标确实定 (4)小区采暖热负荷确实定 (4)热水流量确实定 (4)第三章供热方案 (6)供热热源的选取 (6)供热系统确实定 (6)管材的选取 (6)供热管网的布置与敷设 (7)第四章水力计算 (8)水力计算步骤 (8)水力计算过程 (8)第五章热力设备的计算与选择 (12)换热器的选取 (12)循环水泵的选取 (13)补给水泵的选取 (14)除污器的选取 (14)第六章水压图的绘制 (15)水压图的意义 (15)水压图的绘制方法 (16)水压图的绘制过程 (16)第七章其它附属设备的选取 (17)保温材料 (17)水箱的选取 (18)阀门的选取 (18)参考文献 (18)第一章设计参数天津市热源为区域锅炉房，一次网供回水温度为130-80℃，二次网供回水温度为95-70℃。
我国《城市热力网设计标准》给出的推荐值，见下表：单位：W/m2天津市冬季室外温度为-9℃，冻土层厚度为0.69m。
第二章热负荷计算确实定根据第一章表中数据可知，天津市住宅采暖面积热指标取40~50 W/m2，幼儿园采暖面积热指标取50~70 W/m2，综合分析当地的气象因素及建筑物的档次，取住宅采暖面积热指标为40 W/m2，幼儿园采暖面积热指标为50 W/m2。
确实定以目前我国的集中供热状况，供暖热负荷是城市集中供热系统中最主要的热负荷。
在不包括工艺用热的情况下，它占全部热负荷的80%~90%。
供暖设计热负荷的概算，可采用体积热指标法和面积热指标法进行计算。
因体积热指标法计算比较繁琐，不易于快速估算，故选用面积热指标法进行计算。
按面积热指标法，热负荷计算公式为：Q n，=q f F×10−3，式中Q n，——供暖设计热负荷，kW；q f——建筑物供暖面积热指标，W/m2；F——建筑物建筑面积，m2。
供热管网设计说明书
第1章绪论 (3)1.1 概述 (3)1.1.1 我国城市集中供热现状 (3)1.1.2 工程设计的目的及意义 (5)1.1.3 设计指导思想 (5)1.2 设计题目 (5)1.3 设计原始资料 (5)第2章供暖系统设计热负荷 (7)2.1 体积热指标法 (7)2.2 面积热指标 (7)2.3 城市规划指标法 (7)第3章供暖方案的确定 (9)3.1 热源形式的选择 (9)3.2 热媒种类的选择 (9)3.3 热媒参数的确定 (9)3.4 热网形式的选择 (10)3.4.1 枝状管网 (10)3.4.2 环状管网 (11)3.5 供热系统热用户与热水网路的连接方式 (11)3.6 供热管道的定线原则 (12)3.6.1 热源位置 (12)3.6.2 管网的走向 (12)3.6.3 敷设方式 (13)3.7 直埋热水管道的防腐 (15)3.8 热水管网系统的定压方式 (18)第4章供暖管网的水力计算 (20)4.1 供热管网的水力计算方法 (20)4.2 供热管网水力计算的步骤 (20)4.3 管网的水力计算过程 (23)第5章水压图的绘制 (36)5.1 绘制网路水压图的必要性 (36)5.2 网路水压图的原理及其作用 (36)5.2.1 原理 (36)5.2.2 作用 (36)5.3 绘制水压图的原则和要求 (37)5.4 绘制水压图的步骤和方法 (37)5.4.1 确定热水网路水压图的基准面及坐标轴 (37)5.4.2 确定静水压曲线位置 (38)5.4.3 确定回水管动水压曲线位置 (38)5.4.4 选定供水管动水压曲线位置 (39)第6章热负荷延续时间图及年耗热量 (41)6.1 绘制热负荷延续时间图的意义 (41)6.2 供暖热负荷延续时间图 (41)6.3 年耗热量 (42)第7章热水供热系统的供热调节 (44)7.1 热水供热系统的初调节 (44)7.1.1 概述 (44)7.1.2 热水供热系统初调节的方法 (45)7.1.3 初调节应注意的问题 (49)7.2 热水供热系统的运行调节 (50)7.2.1 热水供热系统运行调节的背景 (50)7.2.2 气候补偿器的安装 (51)第8章管道的保温 (59)8.1 设置保温的基本原则 (59)8.2 保温层材料的选择 (60)8.3 保温层厚度的计算 (60)8.4 热损失的计算 (61)第9章工程经济技术分析 (64)9.1 概述 (64)9.2 管网布置的合理性分析 (64)9.3 管道水力计算的经济分析 (65)9.4 供热管网运行调节的经济分析 (65)第10章设计总结 (66)参考文献 (67)致谢 (68)附录 (69)附录Ａ外文翻译 (69)对再生能源技术的研究 (74)第1章绪论1.1 概述1.1.1 我国城市集中供热现状(1)采用节能新技术新方法。
供热工程第四篇室内热水供暖系统水力计算课件
政策支持与市场驱动
政府出台相关政策支持绿色供暖技术的发展，同时鼓励企业加大研 发投入，推动可持续发展。
THANK YOU
感谢聆听
供热工程第四篇室内热水供暖 系统水力计算课件
目
CONTENCT
录
• 室内热水供暖系统概述 • 水力计算基本原理 • 室内热水供暖系统水力计算实例 • 常见问题与解决方案 • 发展趋势与展望
01
室内热水供暖系统概述
系统组成与工作原理
系统组成
室内热水供暖系统主要由热源、散热设备、管网和控制系统等部 分组成。
工作原理
通过热水在管网中循环流动，将热量传递给散热设备，再由散热 设备将热量散发到室内，达到供暖的目的。
系统分类与特点
系统分类
根据供热方式的不同，室内热水供暖系统可分为单管系统、双管系统和混合系 统等类型。
系统特点
单管系统简单、造价低，适用于较小面积的住宅；双管系统供热调节灵活，适 用于大面积的住宅和公共建筑；混合系统则结合了单、双管系统的优点，但设 计和施工较为复杂。
定义
水力计算是供热工程中用于确定 热水供暖系统各管段流量、压力 损失等参数的过程，是设计和优 化供暖系统的关键环节。
重要性
准确的水力计算能够确保供暖系 统的正常运行，提高系统的能效 和稳定性，降低运行成本和维护 难度。
水力计算的基本公式与参数
基本公式
水力计算的基本公式包括伯努利方程、连续性方程和能量方 程等，用于描述流体在管道中的运动状态和能量转换关系。
03
室内热水供暖系统水力计算实例
系统模型建立与参数设定
模型简化与假设
为简化计算，假设系统为稳态流动，忽略热损失和 动态效应，将实际供暖系统抽象为数学模型。
供热工程热水网络的水力计算及水压图课件
• 供热工程热水网络概述 • 水力计算的基本原理与方法 • 热水网络的水压图绘制 • 热水网络的水力计算实例 • 热水网络的水压图实例分析 • 热水网络的维护与管理
01
供热工程热水网络概述
CHAPTER
热水网络的定义与特点
定义 特点
热水网络的重要性及应用
步骤
行水压图的绘制，如CAD、 Excel等。
01
02
1. 收集管网相关数据，包括管
网的拓扑结构、管径、长度、
高程等。
03
2. 根据管网数据建立管网的数
学模型，包括节点方程和管道
方程。
04
3. 利用计算机软件进行管网的
水力计算，求解制水压图，
将节点压力和管道阻力以图形
热水网络的日常维护
01
02
定期检查
清洗与保养
03 阀门与附件检查
热水网络的故障诊断与处理
故障识别
诊断方法
修复措施
热水网络的节能减排措施
优化调度
根据用热需求，合理调 度供热机组，降低能耗。
保温措施
废热回收
智能化控制
对热水管网进行保温处 理，减少热量损失。
利用技术手段回收废热， 提高能源利用效率。
重要性
应用
热水网络广泛应用于住宅、商业、工 业等领域，提供热水供应和采暖服务， 满足生产和生活的需要。
热水网络的发展历程与趋势
发展历程
发展趋势
02
水力计算的基本原理与 方法
CHAPTER
水力计算的定义与目的
定义
目的
水力计算的基本原理
伯努利方程
水在流动过程中，由于流速的变化， 会产生水头损失。伯努利方程是描述 水流中任意两点的压力、速度和位置 之间的关系。
热水网路水力计算方法
第四章 供热与通风工程设计
第一部分 供热管网系统 第二部分 通风系统
第一部分 供热管网系统工程设计
第一节、 热网工程系统 第二节、热网工程设计方法 第三节、热网工程设计计算 第四节、热网工程设计实例
第一节、供热工程系统
一、集中供热系统的组成
集中供热系统是由热源、热网和热用户三部分组成的。
第三步、确定供热系统热媒及其 参数选择
（四）热媒参数的确定
（1）对以热电厂为热源的供热系统，热媒参数的确定， 要涉及到热电厂的经济效益问题。应结合具体条件， 考虑热源、管网、用户系统等方面的因素，进行技术 经济比较确定。目前国内的热电厂热水供热系统，设 计供水温度一般可采用110～150℃，回水温度70～ 80℃。
第十步、进行工程预算
•
1.设备费（除膨胀水箱、阀门管道和管件以外，全部为设备费，设备
费的准确度应比合同最终签订价高8%~10%左右）。
•
2.设备运杂费（运输、包装费等）一般取设备费的1%~2%（根据设备
的产地和使用地的距离来确定）。
•
3.设备安装费：一般取设备的5%~8%。
•
4.设备运行调试费：一般取设备费的0.5%~1%。
•
5.管道制作、安装、保温等费用，一般为设备费的20%~40%。（根据
二、集中供热系统的分类
〔1〕根据热媒不同，分为热水供热系统和蒸汽供热系统。 （2）根据热源不同，主要可分为热电厂供热系统和区域锅炉房
供热系统。 （3）根据供热管道的不同，可分为单管制、双管制和多管制的
供热系统。
三、热水供热系统
热水供热系统主要采用闭式系统。在闭式系统中，热网的循 环水仅作为热媒，供给热用户热量而不从热网中取出使用。
第四章供暖系统水力计算
第二节机械循环单管热水供暖系统管路的水力 计算方法和例题
• 机械循环系统的作用半径大，其室内热水供暖系统的总 压力损失一般控制在10-20kPa，对水平式或较大型系统， 可达20-50kPa • 进行水力计算时，机械循环室内热水供暖系统一般先设 定入口处的资用循环压力，按最不利循环环路的平均比 摩阻Rpj,来选用该环路的各管段管径。当入口处的资用 压力较高，管道流速和系统的实际总压力损失可相应提 高。但在实际工程设计中，最不利循环环路的各管段水 流速过高（即管径过小），各并联环路的压力损失势必 难以平衡。所以常用控制Rpj值的方法，取Rpj=60120Pa/m选取管径，剩余的资用循环压力，用入口处的 调压装置节流。
3）根据G、 Rpj，查水力计算表，选择接近Rpj的管径， 查出d、R、v列入表中。 例如管段1，Q=74800W，则 根据G=2573kg/h, Rpj=45.3Pa/m,查表，d=40mm, 用插入法计算出R=116.41Pa/m，v=0.552m/s
R的计算： 118.76 110.04 (2573 2500) 110.04 116.41 Pa/m 2600 2500 v的计算： 0.56 0.53 (2573 2500) 0.53 0.55 m/s 2600 2500
6）求各管的阻力△P P Py Pj Rl Pj 7） 求最不利环路的总压力损失（总阻力）
( Rl P )
j 112
8633 Pa
入口处的剩余循环作用压力用调节阀门节流消耗掉。 4.确定其它立管的管径。立管Ⅳ: 1）求立管Ⅳ的资用压力 它与立管Ⅴ为并联环路，即与 管段6、7为并联环路。根据并联环路节点压力平衡原 理， △P’Ⅳ=（△Py+△Pj)6、7-（ △P’Ⅴ-△P’Ⅳ） = （△Py+△Pj)6、7 Pa 2)求Rpj R pj P 0.5 2719 81.4 Pa/m
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1
4.1 热水管网水力计算
热水供热管网水力计算的主要任务是： 1）按已知的热媒流量和允许压力降，确定管道的 直径； 2）按已知的热媒流量和管道直径，计算管道的压 力损失； 3）按已知的管道直径和允许压力损失，计算或校 核管道中的流量； 4）根据管网水力计算结果，确定管网循环水泵的 流量和扬程。
lbi.d lbi .d
热网允许比压降概算时管线当量长度占直管线长度的百分数αj值
管道补偿器型式 光滑的方形补偿器 0.5~0.6 0.3~0.4 焊接的方形补偿器 0.7~0.8 0.5~0.7
4
4.1.1 热水管网水力计算公式
热水网路DN≤100mm时，αj值可取0.15；当管径在 DN125mm~DN200mm之间时，αj=0.25~0.3；DN ＞200mm时按上表内数值选用。
水力计算表见附录4-1。 修正：
K值修正系数m和β值
K(mm) m β 0.1 0.669 1.495 0.2 0.795 1.26 0.5 1.00 1.00
K Rsh sh K bi
1.0 1.189 0.84
0.25
Rbi mRbi
3
4.1.1 热水管网水力计算公式
2
4.1.1 热水管网水力计算公式
2 G 2 t R 6.25 10 4.1.1.1热水管网的沿程损失 m d 5 d 2 0.25 (1.14 2 lg ) K 0.11 K d≥40mm
d
Rm 6.88 103 K 0.25
G2 t d5.25
限定流速(m/s)
0.6
0.8
1.0
1.3
1.5
2.0
2.3
2.50~3.00
8
4.1.2室外热水管网水力计算的方法
（4）根据选用的标准管径和管段中局部阻力形式， 由附录4-2查出各管段局部阻力的当量长度ιd，并求 出各管段的折算长度ιzh。 （5）根据管段的折算长度ιzh和实际的比摩阻，计算 出各管段的压力损失及主干线总压降。 （6）主干线水力计算完成后，进行热水网路支干 线、支线的水力计算。DN≥400mm，流速不应大于 3.5m/s；DN＜400mm，Rm不应大于300Pa/m
13
室内热水供暖管网的水压图
14
4.2.3水压图在热水管网设计中的重要作用
4.2.3.1热水网路压力状况的基本技术要求 1）与热水网路直接连接的各用户系统内的压力，都不得超 过该用户系统用热设备及其管道构件的承压能力 （2）为保证高温水网路和用户系统内不发生汽化现象，在 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 （3）为了保证用户系统不发生倒空现象，破坏供热系统正 常运行和腐蚀管道 （4）为保证循环水泵不发生汽蚀现象，一般循环水泵吸入 口侧的压力不低于3~5mH2O，回水高5mH2O （5）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要的作用压头。
总水压线与测压管 水头线
12
4.2.2管网的压力分布图
利用水压图分析热水供热（暖）系统中管路的水力工况时，以下几方面
是很重要的
： （1）利用水压曲线，可以确定管道中任何一点的 压力（压头）值。 （2）利用水压曲线，可表示出各段的压力损失值。 （3）根据水压曲线的坡度，可以确定管段的单位 管长的平均压降的大小 （4）由于热水管路系统是一个水力连通器，
P Rm l 1 j
热网资用比摩阻估算式为：
5
4.1.2室外热水管网水力计算的方法
4.1.2.1热水网路水力计算的方法及步骤 （1）确定热水网路中各管段的计算流量 Qn Qn 只有供暖热负荷的热水供热系统 ： Gn A t2 t2 c t1 t1
n
11
4.2 管网系统压力分布
4.2.1管流能量方程及压头表达式
12
2 p2 Z 2 g
2 2
p1 Z1 g
2
p12
2 p1 12 p2 2 H Z1 Z2 H12 g 2g g 2g
4.2.2管网的压力分布图
4.1.1.2热水管网局部损失 局部损失的当量长度ιd
Pj
d
2
2
d1.25 ld 9.1 0.25 K
K lsh.d sh K bi
0.25
修正 ： 估算 ：ld=αj· l
热介质
蒸汽 热水、凝结水 套管及波形补偿器 0.3~0.4 0.2~0.3
7
4.1.2室外热水管网水力计算的方法
（2）确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻
管网中平均比摩阻最小的一条管线 经济比磨阻：可取40~80Pa/m （3）根据网路主干线各管段的计算流量和初步选用的平均 比摩阻Rm值，利用附录4-1的水力计算表，确定主干线各管 段的标准管径和相应的实际比摩阻。
室外热水网路的限定流速 公称直径mm 15 20 25 32 40 50 100 200以上
9
4.1.2室外热水管网水力计算的方法
节流孔板：
d 104
G2 t H
10
4.1.2室外热水管网水力计算的方法
【例题4-1】某工厂厂区热水供热系统，其网路平面布置图（各管段的长 度、阀门及方形补偿器的布置）如图4-3所示。网路设计供水温度 =130℃，设计回水温度=70℃。用户E、F、D的设计热负荷Q分别为 3.518 GJ/h、2.513 GJ/h和5.025GJ/h。热用户内部的阻力损失为 ΔPn=5×104Pa。试进行该热水网路的水力计算。
采用不同单位计算的系数
Qn
采用的计 算单位
A
—GJ/h=109J/h c—kJ/(kg· ℃) 238.8
Qn
—MW=106W c—kJ/(kg· ℃) 860
6
4.1.2室外热水管网水力计算的方法
具有多种热用户的并联闭式热水供热系统 ：
Q Qt Qr Gn Gt Gr A n Gzh t t t t t t 1 2 1 2t 1 2r