第 9章 热水供应系统的计算
9-1 水质、水温及热水用水量定额
? 一, 水质
? 水质应符合我国现行的, 生活饮用水卫生标准, ;
? 钙镁离子含量:日用水量 <10m3(按 60℃ 计算 ) 可不进行水质处
理; 日用水量 ≥ 10m3且原水总硬度 >357mg/L时, 需进行水质处
理 。
? 二, 水温
? 冷水计算水温为当地最冷月平均水温, 按表 9-1选用 。
? 热水水温按表 9-2选用 。
? 三, 用水定额
? 1 按建筑物使用性质和卫生器具完善程度来确定 。
? 2 按建筑物使用性质和卫生器具的单位用水量来确定 。
9-2 热水量、耗热量、热媒耗量的计算
? 一 设计用水量计算
? 二 耗热量计算
? 三 热媒耗量计算
设计用水量计算
1 按用水单位数计算:
Qr—— 设计小时用水量, L/h;
m—— 用水计算单位数, 人数或床位数;
Kh—— 热水小时变化系数;
qr—— 热水用水量定额, L/人 ·d或 L/床 ·d。
2 按使用热水的卫生器具数计算
Qr—— 设计小时用水量, L/h;
qh—— 卫生器具的小时用水定额, L/h;
b—— 同类卫生器具同时使用百分数;
Kr—— 热水混合系数 。
Kr热水占混合水的百分数系数求定:
根据混合水, 冷水, 热水以及水温之间的关系, 按照热
平衡方程式, 求出冷热水混合百分数 。
Qr+QL=Qh
Qr·tr·CB+QL·tL·CB=Qh·th·CB
热水占混合水的百分数系数:
Kr= =
tr—— 热水系统供水温度,,
th—— 混合后卫生器具出水温度, ℃
tL—— 冷水计算温度, ℃
耗热量计算
W—— 设计小时耗热量, kJ/h;
Qr—— 设计小时热水量, L/h;
CB—— 水的比热, kJ/Kg·℃ ;
tr—— 热水温度, ℃ ;
tL—— 冷水计算温度,℃ 。
? ? rLrB QttCW ???
热媒耗量计算
1 采用蒸汽直接加热:
Gm—— 蒸汽直接加热热水时的蒸汽耗量, kg/h;
W —— 设计小时耗热量, kJ/h;
i—— 蒸汽热焓, kJ/h,按蒸汽绝对压力查表决定 。
Qhr—— 蒸汽与冷水混合后的热焓, kJ/h,
Qhr=C ? tr
? ?
hr
m Qi
WG
?? 2.1~1.1
2 采用蒸汽间接加热:
Gmh—— 蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量, kg/h;
—— 蒸汽的气化热, 可查表决定;
W—— 设计小时耗热量, kJ/h。
3 采用热水间接加热
Gms—— 蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量, kJ/h;
tmc—— 热媒热水供应温度, ℃ ;
tmz—— 热媒热水回水温度, ℃ ;
Q,CB同上 。

? ? ? ?
mzmcB
ms ttC
QG
?? 2.1~1.1
? ?
h
mh
WG
?2.1~1.1?
9-3 加热器及贮存设备的选择计算
1,传热面积的计算
Fp—— 水加热器的传热面积, m2;
W—— 制备热水所需的热量, 可按设计小时耗热量计算, W;
ε —— 传热效率的修正系数,
α—— 热损失附加系数, 一般取 α = 1.1~ 1.2 ;
K—— 传热材料的传热系数, W/m2?℃ ;
⊿ tj—— 热媒和被加热水的计算温差,℃ ; 具体计算方法
2 贮水器容积的计算
1) 理论法:
建筑内热水用水曲线 → 逐时耗热曲线 → 根据逐时耗
热曲线绘出耗热积分曲线 → 拟定供热曲线
2)经验法
贮水器的贮热量可按经验,由下表确定
9-4 热水管网的水力计算
第一循环系统:
目的:确定热媒系统的 D、
第二循环系统:(配水管、回水管系统)
目的:确定热水系统的 D、
第二循环系统的计算
? 一, 配水系统
? 内容:确定 DN及 ( 系统所需总水压 )
? 方法:同冷水,但因水温高,和粘滞系
数小于冷水,且考虑结垢等因素,水力
计算采用热水水力计算表,
?
?h
mmdsmv 20,/2.1 m in ??  
二、回水管系
1,自然循环 ( 见图 9-6)
?内容:确定管网的自然压力, 回水管经, 循环流量及循
环流量在配水, 回水管路中的水头损失 。
?实现自然循环条件,Hzr>1.35Hx
?循环作用水头:
Hzr—— 第二循环系统的自然循环压力值,Pa;
⊿ h—— 锅炉或水加热器的中心至立管顶部的标高差,m;
γ 2—— 最远处立管管段中点的水的比重,kg/m3;
γ 1—— 配水主立管管段中点的水的比重,kg/m3。
(1) 管网循环流量
管段的热损失:
Ws—— 计算管段热损失,kJ/h;
K—— 无保温时管道的传热系数, kJ/(m2?h?℃ ) ;
η—— 保温系数;
tj—— 计算管段周围空气温度, ℃ ;
D—— 管道的外径, m;
L—— 计算管段的长度, m;
tc—— 计算管段的起点水温, ℃ ;
tz—— 计算管段的终点水温, ℃ 。
)2)(1( jzcs tttD L KW ???? ??
管段的循环流量:
Qx—— 循环流量, L/s;
CB—— 水的比热, kJ/kg?℃ ;
tc,tz—— 计算管路起点, 终点的水温, ℃ ;
Ws—— 计算管段的热损失,kJ/h。
( 2) 计算方法与步骤
1) 选择计算管路 ( 管路最长, 水头损失最
大 ) 。
2) 按冷水计算方法确定配水管路的管径 。
3) 初选回水管径, 比相应配水管小 1#~2#。
4) 选定计算管路水温降落值 。
( 从加热器出口 到最不利 配水点 ) 。
5)求配水管路的各管段的热损失及循环流量
具体算法
6) 计算配水管网的热损失, 求总循环流量 。
将 ∑ Ws代入下式求解热水系统的总循环流量 Qx,
7) 复核各管段终点的水温
8) 计算循环管网的总水头损失
H—— 循环管网的总水头损失, kPa;
Hp—— 循环流量通过配水计算管路的沿程, 局部
损失, kPa;
Hx—— 循环流量通过回水计算管路的沿程, 局部
损失, kPa;
hj—— 循环流量通过水加热器的水头损失, kPa;
9) 计算计算环路的自然循环作用水头 。
比较 Hzr,Hx判断能否实现自然循环
2 机械循环
?全日制循环 —— 计算方法, 步骤同自然循环 。
循环水泵流量:
Qb = Qx + Qf
Qx— 循环流量, L/s;
Qf— 循环附加流量, 取设计小时水量 15%,L/h。
循环水泵扬程:
??
?
定时制循环
式间断的进行水循环的方全天或一天较长时间不—全日制循环机械循环
?定时循环管网计算
循环水泵流量:
Vgs—— 循环管网的全部容积, L;
ts—— 在最长配水和回水环路中,循环一次所需时间
ts=15~30min
循环水泵扬程:
Hb≥ Hp+Hx+Hj
举例
热水供应系统 如图
1)管道节点编号,
2)按给水管网方法配水管管径 。
3)定回水管径比给水管径小 1~2#。
4)选定水温降落值:
5)按面积比温降法算出计算管段 水温
6)按 求各管段热损失 (见 下表 )
JA~
zc tt,
① 总循环流量
② 各管段的循环流量:
热水到达 B点时携带热量为,W2+W3+W4+W5+W6,( W1 已损失掉 )

hlWWWWW WQQ /5.472503200 350400
65432
212 ??????????
? ? hlQQQ /5.3525.47400213 ?????
1.962.1441125.352
/2.144
1100
450
5.352
/112
1100
350
5.352
/5.352
350
2600
5.47
5436
654
5
35
654
4
34
2
6543
23
???????
???
??
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???
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???
??
QQQQ
hl
WWW
W
QQ
hl
WWW
W
QQ
hl
W
WWWW
QQ
 
 
 

7) 复核各配水点水温
8) 计算循环流量的水头损失
9) 循环作用水头
已知:
? ? mlihhh jl 524.2018.225.130.1~20.1 ???????? ????
? ? Om m HhH rLZr 2 ?? ??
QC
Wt
???
10)机械循环计算
全日制:循环泵选择
循环附加流量
循环流量,
循环泵流量,
?
?
?
??
f
x
b
fxb
Q
hlQ
hlQ
QQQ
/
/
? ? 设QQ f %33~%15?
循环泵的扬程
时的水头损失循环流量通过回水管路
时的水头损失循环流量通过配水管路
?
?
?
??
?
?
?
?
? ?
?
b
h
p
hp
x
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b
H
H
H
HH
Q
QQ
H
2
? ?
p
b
x
fx
H
H
Q
QQ
SQH
?
?
?
2
2
2
 
 
表 9-1 冷水计算温度
表 9-2 热水水温计算
△ t的计算
? ① 容积式加热器 —— 算术平均温度差:
?
? tmc,tmz—— 容积式水加热器热媒的初温和终温, ℃ ;
? tc,tz—— 被加热水的初温和终温, ℃ 。
? ② 快速式加热器 —— 对数平均温度差:
?
?
? △ tmax —— 热媒和被加热水在水加热器一端的最大温差, ℃ ;
? △ tmin —— 热媒和被加热水在水加热器另一端的最小温差, ℃ 。
? 半容积式水加热器 —— 按照容积式水加热器公式计算 。
? 半即热式水加热器 —— 按照快速式水加热器公式计算 。
?
返回
图 9-1 自然循环压力
表 9-15
图 9-6 计算用图
计算表
计算 用图
? ① 假设水温落与管道表面积成正比, 近似算出单位面积的温降值,
从而计算各管段的水温降落值 。
? Δt—— 配水管网中的面积比温降, ℃ /m2;
? ΔT—— 配水环路起点和终点的温差, 一般 ΔT=5~ 15℃ ;
? F—— 计算管路的总外表面积, m2;
? tc, tz—— 计算管路起点, 终点的水温, ℃ ;
? Σf —— 计算管段的散热面积, m2,可查表计算 。
F
Tt ??? fttt cz ????
? ② 分支环路循环流量确定
?
? 节点 1:
?
流入节点 1时流量 Q1=Qx携带热量为
流离节点 1进入 Ⅱ 时 Q1~2携带热量为,
?
?
?
?
?
CBA WWWWW ???? 3~22~1
CB WWWW ??? 3~22~1
1
32
32
2~1 QWWWWW
WWWWQ
CBA
CB ?
????
????
 
CBA
CB
WWWWW
WWWW
Q
Q
????
????
??
???
3221
3221
1
21
流入 A管段循环流量 QA携带的热量为 WA
?
?
节点 2:
? 流入节点 2的流量 Q1-2,所携带的热量为
? 流离节点 2 流量 Q2-3,用来补充热损失
?
 
CB
AA
WWWW
W
Q
Q
???? 3~22~12~1
CB WWW ??3~2
21
3221
?
?? ???
? QWWWW WQ
cB
A
A
CWW ??32
CB
C
WWW
WW
Q
Q
??
??
?
?
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?
32
32
21
32
3221
2~1
32
32
32
??
?
?
?
??
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??
?
?
QQQ
Q
WWW
WW
Q
B
CB
C