热水系统计算方法
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第四章室内热水供暖系统的水力计算
最不利环路计算
7. 求最不利环路总压力损失 即 8. 计算富裕压力值 考虑由于施工的具体情况，可能增加一些在设计计算中未 计入的压力损失。因此，要求系统应有10%以上的富裕度。
式中
⊿%——系统作用压力的富裕率； ⊿P＇Ⅰ1——通过最不利环路的作用压力，Pa；
∑(⊿Py+⊿Pj) 1～14——通过最不利环路的压力损失，Pa。
计算最不利环路的阻力及富裕压头值。
散热器的进流系数α
3. 最末端第二根立管的计算 • 最末端第二根立管的作用压头P2 为与其并联的最不利环路的 各管段的压力损失总和。 • 先确定计算立管的平均比摩阻Rpj。 • 根据计算的Rpj和已知的各管段设计流量，查水力计算表，得 到在设计流量下各管段的管径和实际比摩阻R的值。并计算 管段的压力损失△H2。 • 最末端第二根立管的压力损失与其作用压头的不平衡率应保 持在±15%之内。 4. 计算其他立管 用同样的方法，由远及近计算其他立管，并使其不平衡率应 保持在±15%之内，必要时通过立管的阀门节流来达到。 在单管热水供暖系统中，立管的水流量全部或部分地 流进散热器。流进散热器的水流量与通过该立管水流量 的比值，称作散热器的进流系数α，可用下式表示
2. 3.
4.
计算简图
一、等温降法计算步骤（异程系统）
1. 计算最不利环路 异程式系统的水力计算从系统的最不利环路开始。最不利 环路是指允许平均比摩阻R最小的一个环路。一般取最远立 管的环路作为最不利环路。 2. 计算各管段的流量 根据Rpj 值和已知的各管段设计流量，查水力计算表，
9 9 9 9 9 9 得到在设计流量下各管段的管径d和实际比摩阻R值。 最不利环路的平均比摩阻应在60～120Pa/m范围。 并计算各管段的局部阻力，计算各管段的压力损失。 根据最不利环路的各管段的阻力，计算出的总阻力H 。 比较系统可利用的作用压头，求出富裕压头值。 系统的作用压头应留有10%以上的富裕度，如不满足，则需要调整 环路中某些管段的管径。
室内热水供暖系统的水力计算
确定立管1的管径
立管1与管段3~10并联。同理，资用压力
立管选用最小管径DN15*15。
计算结果，立管1总压力损失为3517pa。
不平衡率24.3%，超过允许值，剩余压头用立管阀门消除。
通过上述计算可以看出：
例题1与例题2的系统热负荷，立管数，热媒参数和供热半径都相同，机械循环系统的作用压力比重力循环系统大地多，系统的管径就细很多。
根据并联环路节点平衡原理（管段15，16与管段1，14为并联管路），通过第二层管段15，16的资用压力为
确定通过立管1第二层散热器环路中各管段的管径
求平均比摩阻
管段15，16的总长度为5，平均比摩阻为
根据同样方法，按15和16管段的流量G及Rpj，确定管段的d，将相应的R,v值列入表中。
根据各管段的热负荷，求接近Rpj的管径。 将查出的d,R,v,G值列入表中。
2
确定长度压力损失
01
将每一管段R与l相乘，列入水力计算表中
02
根据系统图中管路的实际情况，列出各管段局部阻力管件名称。利用附录表，将其阻力系数 记于表中，最后将各管段总局部阻力系数 列入表中。
由于机械循环系统供回水干管的R值选用较大，系统中各立管之间的并联环路压力平衡较难。例题2中，立管1，2，3的不平衡率都超过 ±15% 的允许值。在系统初调节和运行时，只能靠立管上的阀门进行调节，否则例题2的异程式系统必然回出现近热远冷的水平失调。如系统的作用半径较大，同时又采用异程式布置管道，则水平失调现象更难以避免。
进行第一种情况的水力计算时，可以预先求出最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻 。
01
Pa/m
02
式中 ——最不利循环环路或分支环路的循环作用压力，Pa； ——最不利循环环路或分支环路的管路总长度，m； ——沿程损失约占总压力损失的估计百分数
建筑内部热水系统计算
号。
（4）热水配水管网的计算 计算用图如下，水力计算见下表。 热水配水管网水力计算中，设计秒流量公式与给水管网计算相同。但查 热水水力计算表进行配管和计算水头损失。（见«技术措施»附录表D3管 系列S5的热水水力计算表）
顺管 序段 编编 号号
12
卫生器具种类 当
数量
量
总
数
ΣN
浴盆 洗脸盆 N=1.0 N=0.5
4 3-4 3/3.0 3/1.5 4.5 1.06 40 1.26 46.7
5 4-5 6/6.0 6/3.0 9.0 1.50 50 1.15 30.1
6 5-6 12/12.0 12/6.0 18.0 2.12 63 1.02 18.2
7 6-7 18/18.0 18/9.0 27.0 2.60 75 0.88 11.3
所以qf=15%*1.74=0.26 L/s .代入公式得：
Hb≥(0.107+0.26/0.107)2*6.65+51.73=129.96 mmH2O=1.30kpa
根据Qb，Hb分别对循环水泵进行选型：选用G32型管道泵（Qb=2.4
m3/h,
Hb=12mH2O, N=0.75kw)
管 管段 路 编号
循环水头损失计算表
管长 管径 循环 沿程水头损失
L DN(mm) 流量
(m)
qx(L/s) mmH2O/m MmH
1-2
配 2-3 水 3-4 管 4-5 路
5-6
3.40 25 3.40 40 5.16 40 4.31 50 0.66 63
0.018 0.15 0.018 0.09 0.016 0.08 0.016 0.05 0.016 0.04
热水供应系统计算-酒店生活热水计算方法
热水供应系统计算
热水用水量计算有两种方法
一、根据人数或床位数和其热水用水量定额计算法
T
mq
K Q = （5.4.1） 式中 Q------最大小时热水用水量（L/H ）； q------热水用水量定额，见表253页5.1.1 m------用水计算单位数（人或床）； T------热水供应时间（H ）；
K------小时变化系数，全日制供应热水时，按表5.4.1选用。
二、根据卫生器具和其热水用水量定额计算法
∑
=100
Q
（5.4.2） 式中 q------卫生器具一小时的热水用水量，见表5.1-2；
n------同类型卫生器具数；
b------在一小时内卫生器具同时使用百分数。
公共浴室和工厂、学校、剧院。
体育馆等浴室中的淋浴器和洗脸盆的同时使用百分数按100计算；
客房中设有浴盆的宾馆、普通旅馆，浴盆的同时使用百分数按60~70计算，其他器具的热水用水量不计；
医院、疗养院的病房内卫生间的浴盆按25~50%计，其他器具不计。
对于全日供应热水的住宅，每户设有浴盆时，仅计算浴盆的热水用水量，其他器具的热水用水量不计，浴盆的同时使用百分数按表5.4.2选用。
两种方法计算的结果并不一致，设计时需分析对比合理选用。
供热工程第四章室内热水供暖系统的水力计算
第三节 机械循环单管热水供暖系统 管路的水力计算方法循环室内热水供暖系统入口处 的循环作用压力已经确定，可根据入口 处的作用压力求出各循环环路的平均比 摩阻，进而确定各管段的管径。
2、如果系统入口处作用压力较高时，必然 要求环路的总压力损失也较高，这会使 系统的比摩阻、流速相应提高。
二、当量局部阻力法和当量长度法
在实际工程设计中，为了简化计算，也 有采用所谓“当量局部阻力法”或“当量长 度法”进行管路的水力计算。
当量局部阻力法(动压头法) 当量局部阻 力法的基本原理是将管段的沿程损失转变为 局部损失来计算。
当量长度法 当量长度法的基本原理是 将管段的局部损失折合为管段的沿程损失来 计算。
不等温降法在计算垂直单管系统时，
将各立管温降采用不同的数值。它是在 选定管径后，根据压力损失平衡的要求， 计算各立管流量，再根据流量计算立管 的实际温降，最后确定散热器的面积。 不等温降法有可能在设计上解决系统的 水平失调问题，但设计过程比较复杂。
第二节 重力循环双管系统管路 水力计算方法和例题
3．确定最不利环路各管段的管径d。
(1)求单位长度平均比摩阻
(2)根据各管段的热负荷，求出各管段的流量
(3)根据G、Rpj，查附录表4—1，选择最接近Rpj 的管径。选用的Rpj越大，需要的管径越小，会降
低系统的基建投资和热损失，但系统循环水泵的投 资和运行电耗会随之增加。所以需要确定一个经济 比摩阻，使得在规定的计算年限内总费用为最小。 机械循环热水供暖系统推荐选用的经济平均比摩阻 一般为60～120Pa/m。
(3)求通过底层与第二层并联环路的压降不平衡率。
10．确定通过立管I第三层散热器环路上各管段 的管径，计算方法与前相同。计算结果如下：
太阳能热水系统的计算
三、系统设计小时耗热量 全日供应热水的住宅、别墅、招待所、培训中心、旅馆、宾馆的
客服（不含员工）、医院住院部、养老院、幼儿园、托儿所（有住宿） 等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量应按下式计算：
Qh KhmrC q8(t6 r 4tl0 )0 r
Q h 设计小时耗热量（W）；
m用水计算单位数（人数或）床位数；
太阳能保证率f：海口45%，三亚55%； （2）热水设计参数 日平均热水用水量：按不高于《建筑给排水设计规范》中用水定 额的下限取值。住宅50L/人日，酒店、宾馆100L/日床； 设计冷水计算温度t1：海口地表水15℃（地下水17℃），三亚 20℃（地下水22℃）；中间市县按纬度内插。 设计热水温度tr：60℃。 3、直接加热供水系统的太阳能集热器面积计算公式及参数：
当以居住建筑为主的高层综合楼、商住楼等层数超过12层而住宅部 分在12层以下（含12层）时，仍应按照本款配建太阳能热水系统。
第二款：当“高层公共建筑”屋顶有效太阳能集热面积所产热水 量小于全楼设计热水量的1/3时，可不设太阳能热水系统。为避免故 意减小建筑屋顶有效太阳能集热面积和太阳能热水量，规定屋顶有 效太阳能集热面积应大于等于屋顶总面积的50%，海口、三亚地区 的每平米太阳能集热面积60℃热水产量分别为62.5L和73.5L，其余 地区按照当地纬度内插求解。当高层宾馆裙房屋顶适合布置太阳能 集热板且有一定面积时，建议在裙房屋面设置太阳能热水系统作为 裙房热水供应或其他热水系统的预热装置。
q r 热水用水定额（L/人d或L/床d）住宅50L/人d，宾馆100L/人d；
C水的比热，C=4187J/㎏℃； t r 热水温度（60℃）；
t l 冷水温度（15℃~20℃）； A
7
热水流量计算公式
热水流量计算公式热水流量计算是确定热水系统中的水流量的过程。
热水流量是指单位时间内从热水系统中通过的水的体积或质量。
热水流量的计算可以通过多种方法进行，以下是一种常用的方法。
在此方法中，我们将介绍流速计算和热水流量计算。
首先，我们需要测量热水系统中的水流速。
水流速是指单位时间内通过管道截面的水的体积或质量。
可以使用不同类型的流速计来进行测量，如涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计等。
测量水流速后，我们可以使用下面的公式计算热水流量：热水流量 = 水流速 ×截面积其中，热水流量的单位可以是升/秒、升/分钟或立方米/小时等，水流速的单位可以是米/秒或立方米/秒，截面积的单位可以是平方米。
截面积可以通过以下公式进行计算：截面积= π × (管道直径/2)^2其中，π是一个常数，约等于3.14159，管道直径是指管道截面的直径，单位可以是米或厘米。
通过测量水流速和管道直径，并代入上述公式，就可以计算出热水流量。
需要注意的是，在实际应用中，还需要考虑一些修正因素，如管道摩擦阻力、压力损失、热水稳定性等。
这些修正因素可以通过其他方程或实验数据进行计算或修正。
此外，在某些情况下，我们可能需要计算热水系统的总流量，而不仅仅是某一特定截面的流量。
在这种情况下，我们可以使用以下公式：总流量= ∑(各截面的热水流量)其中，∑表示对所有截面进行求和。
总流量的计算可以用于确定整个热水系统的热水供应能力，以及评估系统的性能和效率。
总的来说，热水流量计算涉及测量水流速和计算截面积。
通过这些数据，我们可以计算出特定截面或整个系统的热水流量。
需要注意的是，在实际应用中，可能需要考虑一些修正因素进行计算和修正。
热水器热量计算公式
热水器热量计算公式
热水器热量计算公式是衡量热水器产生热量的重要指标，通常通过以下公式计算：
Q=η × ρ × V × Δt
其中，Q表示热水器需要产生的热量，单位为焦耳（J）或卡路里（cal）。
η表示热水器的热效率，通常为0.9到0.95之间。
ρ表示水的密度，单位为千克每立方米（kg/m³）；V表示水的体积，单位为立方米（m³）；Δt表示水的温度变化量，单位为摄氏度（℃）。
在实际计算过程中，还需要考虑到以下因素：
1. 热水器的功率：热水器的功率越大，产生的热量越多，因此需要根据热水器的功率来计算需要的时间和电费。
2. 热水器的设定温度：不同的热水需要的温度不同，因此需要根据实际需要来设定温度。
3. 环境温度：在计算热水器热量时，还需要考虑环境温度对热水器产生的影响。
以上是关于热水器热量计算公式的相关内容，希望对您有所帮助。
总结：
1. 公式：Q=η × ρ × V × Δt
2. 考虑因素：热水器功率、设定温度、环境温度。
3. 简要说明：热水器热量计算公式是衡量热水器产生热量的重要指标，需要考虑多种因素。
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冷凝器
蒸发器
高温制冷剂与水换热设备
制冷系统的“心脏”，制冷剂 流动的能量来源 压缩机
热泵设备基本原理
Er(输 出 能 量 ）
3
冷凝器 热 交 换 盘 管 -散 热
高温区
1、压缩机的驱动和压缩动力下，气态冷媒 （制冷剂）被吸进压缩机内并被压缩成高温 高压的气态冷媒
2
压 缩 机 Ei(输 入 功 率 ）
根 据 客 户 情 况 而 定
热泵与其他热水设备搭配
在中央供热水中，为达到预期效果，使用各不同种类热水设备搭配，使其优势互补 1、热泵与锅炉搭配：
说明：热泵系统对冷水进行预热，再 将预 热水送到锅炉里进行加热
锅 炉 热泵
特点：投资比单纯热泵系统少，加
热速度快，又能达到节能效果
备注：冷水温度越低，热泵效率越高 （如冷水温度从15℃ →20 ℃，效率可 达 550%；如水温度从55℃ →60 ℃， 效率 130%）
5、运行费用计算公式：水量×温升÷热效率÷单位燃料热值×燃料单价。
各热水设备介绍及比较（太阳能、热泵） 2、热泵与太阳能（燃油锅炉辅助加热）经济性比较
热泵系统与太阳能（燃油锅炉辅助加热）经济分析
每月天数 每月平均最高气温（摄氏度） 每月平均温度（摄氏度） 每月平均最低气温（摄氏度） 每月降雨天数（日） 每月有太阳天数（日） 每月平均日照（小时） 每月辐射量（兆焦） 每日辐射量（兆焦） 用水温度（摄氏度） 冷水温升（摄氏度） 太阳能热水器平均热效率（% ） 加热1吨水所需要的热量（千焦） 用水总吨数（吨） 太阳能板面积（平方米） 辅助加热热效率 辅助加热燃料热值 辅助加热单价（元/升） 平均每天产水量(吨) 一月 31 18.3 13.3 9.8 5 26 4.3 306 11.769 55 45 52.5 189000 150 2000 0.8 8466 4.7 65.4 二月 28 18.4 14.3 11.3 7 21 2.7 243 11.571 55 45 52.5 189000 150 2000 0.8 8466 4.7 64.3 三月 31 21.6 17.7 14.9 10 21 2.4 268 12.762 55 45 52.5 189000 150 2000 0.8 8466 4.7 70.9 79.1 2470.1 4684.2 98715 3.5 0.75 52139 四月 30 25.5 21.9 19.1 12 18 2.6 301 16.722 50 45 52.5 189000 150 2000 0.8 8466 4.7 92.9 57.1 1783.1 4684.2 88305 3.5 0.75 50457 五月 31 29.4 25.6 22.7 14 17 4.1 389 22.882 50 25 52.5 105000 150 2000 0.8 8466 4.7 228.8 0.0 0.0 2602.3 36432 3.8 0.75 26679 六月 30 31.3 27.3 24.5 15 15 5 419 27.933 50 25 52.5 105000 150 2000 0.8 8466 4.7 279.3 0.0 0.0 2602.3 39035 4.0 0.75 24528 七月 31 32.7 28.5 25.3 12 19 7.1 507 26.684 50 25 52.5 105000 150 2000 0.8 8466 4.7 266.8 0.0 0.0 2602.3 31228 4.3 0.75 23577 八月 31 32.6 28.3 25.2 13 18 6.4 490 27.222 50 25 52.5 105000 150 2000 0.8 8466 4.7 272.2 0.0 0.0 2602.3 33830 3.8 0.75 26679 九月 30 31.4 27.1 23.8 10 20 6.2 444 22.200 50 25 52.5 105000 150 2000 0.8 8466 4.7 222.0 0.0 0.0 2602.3 26023 3.8 0.75 25819 十月 31 28.6 24 20.5 5 26 6.2 440 16.923 55 45 52.5 189000 150 2000 0.8 8466 4.7 94.0 56.0 1748.2 4684.2 68875 3.6 0.75 50690 十一月 30 24.4 19.4 15.7 4 26 5.9 377 14.500 55 45 52.5 189000 150 2000 0.8 8466 4.7 80.6 69.4 2168.6 4684.2 75120 3.4 0.75 51941 十二月 31 20.5 15 11.1 3 28 5.4 335 11.964 55 45 52.5 189000 150 2000 0.8 8466 4.7 66.5 83.5 2608.5 4684.2 87091 3.2 0.75 57027
由上表可知，假设每天用热水量为150吨，全年下来，利用热泵系统比太阳能系统（燃油锅炉辅助 加热）加热所要费用节约约26万。（按全年计算太阳能锅炉辅助加热系统约14元/吨）
热泵设备基本原理
1、压缩机 2、冷凝器
内部结构
3、膨胀阀ห้องสมุดไป่ตู้节流阀） 4、蒸发器 5、制冷剂
使制冷剂流动受阻力压力降低
低温制冷剂与空气换热设备 节流阀
`
报价说明：
项目 1、保温管网 2、热泵 3、保温水箱 工程总报价比例 40% 30% 15%
4、安装费用
5、其他
10%
5%
中央热泵热水系统
1、热泵机组选型 ① 、日最大用热水量的确定 M ② 、需要热泵机组输入功率计算： P1=（M×⊿t ）÷(COP×q×t) P1—需热泵热水设备的输入功率 KW M—日最大用热水量的确定 （冬季） L ⊿t—冷水温升 40~45℃ COP—单台热泵热水设备的热效率（冬季） 3.5 q—电的热值 860kcal / kw· h t—每天热泵热水设备理想的运行时间 20H 例：广东地区，日最大用热水量为20吨 P1=（M×⊿t ）÷(COP×q×t) =（20000×45）÷(3.5×860×20) = 15 KW 广东地区可以按：用水吨数×0.75计算 2、水泵选型
利用空气中的热能 （电驱动系统运行） 节能（效率达300%以 上）、环保、安全、 安装方便 投资成本与太阳能系 统相当，比锅炉高
优点
吸收太阳能 对安装场所要求（面 积、日照）、阴雨天 需要辅助加热设备
缺点
各热水设备介绍及比较（锅炉、热泵） 1、热泵与锅炉系统 经济性比较
（元） 50.00
40.00 29.61 30.00 20.00 10.06 10.00 0.00
热泵 燃油锅炉 燃气锅炉 电锅炉
—— 1吨水温升40℃的加热费用
39.18 33.88
备注： 1、热泵使用工况：环境温度20℃； 2、电费：0.8元/kW· h；管道煤气(液化石油气) 18.00元/M3；柴油价格：4.70元/L； 3、燃油热水炉热效率75%，燃气热水炉热效率85%，电锅炉热效率95%， 热水设备热效率370%； 4、单位燃料热值：柴油8466kJ/L，管道煤气(液化石油气)25000kJ/M3， 电860kJ/kW.h；
中央热泵热水系统 培训资料
各热水设备介绍比较…………….1
热泵设备基本原理……………….2
中央热泵热水工程讲解………….3
热泵与其他设备配搭讲解……….4
案例分析………………………….5
各热水设备介绍及比较（锅炉、太阳能、热泵）
目前市场上，中央供应热水的加热设备有 锅炉、太阳能、热泵等三种
锅炉
适用范围
—— 全年分析比较
平均每天剩下水量需辅助加热（吨） 84.6 85.7 平均每天还需辅助加热的费用（元） 2642.4 2676.7 由于阴雨天所需的辅助加热费用（元） 4684.2 4684.2 每月太阳能与辅助加热所需费用（元） 92122 88999 热泵系统热效率 3.2 3.2 热泵系统所需的燃料单价（元/度） 0.75 0.75 热泵系统每月所需费用（元） 57027 51508 全年太阳能与辅助加热所需要费用（元） 765776 全年热泵系统所需要费用（元） 498070
太阳能
热泵
学校集体宿舍楼、工厂宿舍、旅店、宾馆、度假村、医院住院楼、发 廊、桑拿浴室 、商住楼 、游泳池池水恒温
图片资料
所需燃料
电锅炉：电能 燃油锅炉：柴油 燃气锅炉：煤气 功率高、加热快、占 地面积少、成本低 耗能(只有75%~90% 效率)、危险、排放废 气、操作麻烦
利用太阳能（电或燃 油辅助加热）
热泵压缩机种类 涡旋式 （由马达及涡旋泵 体组成）
特点 用于商用热泵，5匹以上热泵机组，价 格高
备注：1匹≈735瓦
图片资料
旋转式 （由马达及泵体组 成）
用于家用热泵（3匹以下），热泵系统 一般配有保温水箱
中央热泵热水系统
中央热泵热水系统：利用热泵机组对集中水箱里的冷水进行循环加热，将热水输送 到每个用水点。 组成部分：1、热泵 2、保温水箱 3、管网（管道、阀门、水泵） 4、自控系统
4、低压液态冷媒流入蒸发器吸收了风机带 来的空气中的热量而气化 。如此周而复 始的运行，利用空气中的热能将水加热到设 定温度。
（ 热 效 率 ） ＝ Er/Ei
冷媒压焓图
2
压 力
3 Smart设 备 工 作 原 理 及 设 备 结 构 图
冷媒吸收空气中的热量为4→1的距离 电能对冷媒做的功为1→2的距离 冷媒向水放出的热量为2→3的距离 所以制热量 > 输入功率
节 流 器
2、高温高压气态冷媒流入冷凝器（即设备 的散热盘管）；此时低温的水和流动着高温 冷媒的通过盘绕在水箱外壁的铜管（散热盘 管或称冷凝器）进行热交换，冷水温度升高， 气态冷媒温度降低及液化， 3、液态冷媒通过节流阀压力降低；