熱水系統(tǒng)設計與計算范文

年4月19日熱水系統(tǒng)設計與計算文檔僅供參考第五章熱水系統(tǒng)設計與計算5.1熱水系統(tǒng)選擇5.1.1熱水供應系統(tǒng)選擇建筑熱水供應系統(tǒng)按熱水供應范圍的大小，可分為集中熱水供應系統(tǒng)、局部熱水供應系統(tǒng)和區(qū)域熱水供應系統(tǒng)。熱水供應系統(tǒng)類型的選擇，應根據(jù)使用要求、耗熱量、用水點分布、熱源種類等因素確定。綜合考慮，本設計中采用集中熱水供應方式。5.1.2熱水供應方式確定本設計中采用間接加熱方式，加熱設備選用導流型容積式水加熱器，熱水管網(wǎng)采用半循環(huán)方式，打開配水龍頭時只需放掉熱水支管中少量的存水，就能獲得規(guī)定水溫的熱水。并采用開式熱水供水方式，即在所有配水點關閉后，系統(tǒng)內(nèi)的水仍與大氣相通。該方式一般在管網(wǎng)頂部設有高位冷水箱和膨脹管或高位開式加熱水箱。為了保證良好的循環(huán)效果，采用同程式循環(huán)系統(tǒng)。5.2熱水供應系統(tǒng)組成熱水供應系統(tǒng)的組成因建筑類型和規(guī)模、熱源情況、用水要求、加熱和儲存設備的供應情況、建筑對美觀和安靜的要求等不同情況而異。典型的集中熱水供應系統(tǒng)主要由熱媒系統(tǒng)、熱水供應系統(tǒng)、附件三部分組成。5.3熱水管道的布置與敷設熱水管道的布置與敷設除了應滿足給(冷)水管布置敷設的要求外，還應注意由于水溫高帶來的體積膨脹、管道伸縮補償、保溫、排氣等問題。5.3.1熱水管道的布置熱水管道的布置按熱水流向分為上行下給和下行上給兩種形式。根據(jù)《建筑給水排水設計規(guī)范》GB50015—規(guī)定根據(jù)生活給水管道的布置形式和相關規(guī)范要求，確定下、上區(qū)熱水管道的布置形式為均為下行上給式。另外，熱水管道的布置按循環(huán)管路水流路徑可分為異程和等程兩種。規(guī)范要求循環(huán)管道應采用同程布置方式，并設循環(huán)泵機械循環(huán)。故本設計中建筑熱水管道的布置采取下行上給的同程式布置。5.3.2熱水管道的敷設本次設計中熱水管道布置高度統(tǒng)一取1.3米，當要穿門時布置高度取2.5米。熱給水管埋地深度0.4米，戶外熱水管做好保溫措施，坡度取0.003。熱回水管與熱給水管布置方式相同，底層橫干管埋深0.7米。5.3.4熱水管道管材選擇熱水系統(tǒng)采用的管材和管件，應符合現(xiàn)行產(chǎn)品標準的要求。管道的工作壓力和工作溫度不得大于產(chǎn)品標準標定的允許工作壓力和工作溫度。熱水管道應選用耐腐蝕和安裝連接方便可靠的管材，可采用薄壁銅管、薄壁不銹鋼管、塑料熱水管、塑料和金屬復合熱水管等。本設計中采用明設塑料熱水管，并設置防撞擊的保護措施。5.4熱水系統(tǒng)水力計算5.4.1設計小時耗熱量計算本設計中公寓采用定時熱水供應系統(tǒng)，其設計小時耗熱量應按下式計算：Q式中Qh——設計小時耗熱量，kJ/h；C——水的比熱，C=4.187kJ/（kg?℃）;Tr——熱水溫度，Tr=40℃;Tl——冷水溫度，按規(guī)范中表格??；ρ——熱水密度，kg/L；n0——同類型衛(wèi)生器具數(shù)；b——衛(wèi)生器具同時用水百分數(shù)，按100%算。qh——衛(wèi)生器具小時用水定額，L/h。本設計中5.4.2設計小時熱水量計算設計小時熱水量按下式計算：q式中Qh——設計小時耗熱量，kJ/h；qrh——設計小時熱水量，L/h；tr——設計熱水溫度，℃；tl——設計冷水溫度，℃c——水的比熱容，c=4.187kJ/（kg·℃）;ρr——熱水密度，kg/L。q5.4.3容積式水加熱器設計小時供熱量計算式中Qg——容積式水加熱器的設計小時供熱量，kJ/h；Qh——設計小時耗熱量，kJ/h；η——有效貯熱容積系數(shù)，容積式水加熱器η=0.7~0.8；c——水的比熱容，c=4.187kj/（kg·℃）V——總貯熱容積，L；Q5.5熱水管網(wǎng)水力計算熱水管網(wǎng)的水力計算的內(nèi)容是計算配水管網(wǎng)和回水管網(wǎng)的流量、循環(huán)流量、確定管徑和水頭損失，從而選擇加壓設備，復核生活冷水或熱水高位水箱高度。5.5.1配水管網(wǎng)水力計算配水管網(wǎng)水力計算的目的主要是根據(jù)各配水管段的設計秒流量和允許流速來確定配水管網(wǎng)的管徑，并計算其水頭損失值。（1）設計計算依據(jù)熱水配水管網(wǎng)水力計算中，設計秒流量公式與給水管網(wǎng)計算相同，設計采用下式計算：（3.8）熱水管道流速宜按表5-2選用。熱水管徑不宜小于20mm。熱水管網(wǎng)的局部水頭損失一般可按沿程水頭損失的25%~30%估算。表5-2熱水管道流速公稱直徑(mm)15～2025～40≥50流速(m/s)≤0.8≤1.0≤1.2回水管網(wǎng)不配水，僅經(jīng)過用以補償配水管熱損失的循環(huán)流量，故其水頭損失的計算是在循環(huán)流量求解后進行。配水管網(wǎng)設計草圖如圖5-1：圖5-1熱水管網(wǎng)水力計算草圖經(jīng)過計算結(jié)果如下表表5-3熱水管網(wǎng)最不利點水力計算計算管段編號設計秒流量q（L/s）管徑DN/mm流速v（m/s）每米管長沿程水頭損失i/(kPa/m)管段長度L/m管段水頭損失/kPa管段水頭損失累計/kPa1—20.24250.490.353.61.251.352—30.48320.600.383.61.352.703—40.72320.900.803.62.875.574—50.96321.191.363.64.8810.455—61.20321.492.053.67.3817.836—71.44321.792.873.610.3428.16表5-3熱水管網(wǎng)最不利點水力計算（續(xù)）計算管段編號設計秒流量q（L/s）管徑DN/mm流速v（m/s）每米管長沿程水頭損失i/(kPa/m)管段長度L/m管段水頭損失/kPa管段水頭損失累計/kPa7—82.28800.450.089.30.7228.888—93.72800.740.1918.13.4732.359—105.16801.030.352.30.8133.1610—116.60801.310.557.13.9337.0911—127.44801.480.69106.9144.005.5.2熱水回水管網(wǎng)水力計算計算各管段的終點水溫，可按面積比溫降方法計算。計算管路的面積比溫降為：?t=?TF其中F為計算管路配水官網(wǎng)的管道展開面積，計算F時，立管均按無保溫層考慮，按設計草圖所示，配水管網(wǎng)計算管路的F為F=45×0.1135×3.14+19.5×0.0423×3.14+3.6×0.035×3.14=19.0m2?t=配水管網(wǎng)各管段熱損失Qs按下式計算：Q式中QS——計算管段熱損失（kJ/h）；D——計算管段外徑（m）；L——計算管段長度（m）；K——無保溫時管道的傳熱系數(shù)；η——保溫系數(shù)，取0.7；詳細計算見下表5-4：表5-4熱水配水管網(wǎng)熱損失及其循環(huán)流量計算節(jié)點管道編號管長L/m管徑DN/mm外徑DN/mm保溫系數(shù)η節(jié)點水溫/℃平均水溫tm/℃空氣溫度tj/℃溫度差?t/℃熱損失QS/（kJ/h）循環(huán)流量Qx/（L/s）160.001—23.62533.50.760.102040.10190.890.03260.202—33.63242.30.760.332040.33242.400.03360.463—43.63242.30.760.582040.58243.920.03460.714—53.63242.30.760.842040.84245.450.03560.965—63.63242.30.761.092041.09246.970.03661.226—75.13242.30.761.402041.40352.480.03761.585'—77.13242.30.761.222041.22488.670.031-5'計算詳見側(cè)立管計算表916.120.037—84.080113.50.761.952041.95751.780.05862.336''-84.73242.30.762.102042.10330.340.021-6''計算詳見側(cè)立管計算表1130.900.028—914.680113.50.763.712043.712858.880.08965.096'''—94.73242.30.764.862044.86351.990.01表5-4熱水配水管網(wǎng)熱損失及其循環(huán)流量計算(續(xù))節(jié)點管道編號管長L/m管徑DN/mm外徑DN/mm保溫系數(shù)η節(jié)點水溫/℃平均水溫tm/℃空氣溫度tj/℃溫度差?t/℃熱損失QS/（kJ/h）循環(huán)流量Qx/（L/s）1-6'''計算詳見側(cè)立管計算表1206.910.019—104.080113.50.765.472045.47814.730.091065.846'''’—104.73242.30.765.612045.61357.910.011-6''''計算詳見側(cè)立管計算表1227.730.0110—117.080113.50.766.512046.511458.360.111167.175'''''—115.13242.30.766.912046.91399.460.021-5'''''計算詳見側(cè)立管計算表1263.070.0211—1215.080113.50.768.582048.583264.670.121270.00表5-5立管4熱損失計算表節(jié)點管道編號管長L/m管徑DN/mm外徑DN/mm保溫系數(shù)η節(jié)點水溫/℃平均水溫tm/℃空氣溫度tj/℃溫度差?t/℃熱損失QS/（kJ/h）1''60.191''-2''3.62533.50.760.332040.33191.982''60.472''-3''3.62533.50.760.612040.61193.323''60.753''-4''3.63242.30.760.932040.93246.034''61.114''-5''3.63242.30.761.292041.29248.17表5-5立管4熱損失計算表（續(xù)）節(jié)點管道編號管長L/m管徑DN/mm外徑DN/mm保溫系數(shù)η節(jié)點水溫/℃平均水溫tm/℃空氣溫度tj/℃溫度差?t/℃熱損失QS/（kJ/h）5''61.475''-6''3.63242.30.761.652041.65250.316''61.826''-85.13242.30.762.082042.08358.28862.33注：立管1，2，3，5計算同立管3，4這里不再詳細說明。循環(huán)壓力損失計算見表5-7：表5-4循環(huán)壓力損失計算表管道管段編號m管長mm循環(huán)流量管徑壓力損失pa流速m/s損失總和/pa配水管段1—23.60.020.02514.650.0475.012—33.60.020.0326.950.023—43.60.020.0326.950.024—53.60.020.0326.950.025—63.60.020.0326.950.026—75.10.020.0329.840.027—84.00.040.080.490.018—914.60.060.081.770.019—104.00.080.080.490.0210—117.00.090.080.850.0211—1215.00.100.081.820.02相應回水管道1—23.60.020.0228.730.06132.492—33.60.020.02514.650.043—43.60.020.02514.650.044—53.60.020.02514.650.045—63.60.020.02514.650.046—75.10.020.02520.750.047—84.00.040.052.010.028—914.60.060.057.320.039—104.00.080.052.010.0410—117.00.090.053.510.0511—1216.50.100.058.280.055.6水泵及水表選擇5.5.1水泵揚程（1）泵后有水箱，水泵流量應按最大小時用水量選泵；（2）當水