第9章 建筑内部热水供应系统的计算 9-1 水质、水温及热水用水量定额 一 、热水水质 生活用热水的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)的热水供应系统可不进行水质处理，日用水量≥10m3(按60℃计算)，且原水总硬度>357mg/L时，需要进行水质处理。 二 、热水水温 冷水水温以当地最冷月平均水温为依据，可按表9－1计算画表 热水水温按表9－2计算。画表 三 、用水定额 1． 根据建筑物的使用性质和内部卫生器具的完善程度来确定。 2． 根据建筑物的使用性质和内部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 1. 按用水单位数计算：  （9－1） 式中：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，全天供应热水系统可按表采用； qr——热水用水量定额，L/人·d或L/床·d，按表确定。 2 .按使用热水的卫生器具数计算  （9－2） 式中：Qr——设计小时用水量，L/h； qh——卫生器具的热水小时小时用水定额，L/h； b——同类卫生器具同时使用百分数； Kr——热水混合系数。 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为：  （9－3） 式中：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，℃。 二 .耗热量计算  （9－4） 式中：Q——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，℃。 三 .热媒耗量计算 1 .采用蒸汽直接加热： (9-5) 式中： Gm——蒸汽直接加热热水时的蒸汽耗量，kg/h； Q ——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。 2. 采用蒸汽间接加热： (9-6) 式中：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； Q ——设计小时耗热量，kJ/h。 3 采用热水间接加热 (9-7) 式中：Gms——蒸汽间接加热热水时的蒸汽耗量，Kg/h； tmc——热媒热水供应温度，℃； tmz——热媒热水回水温度，℃； Q、CB同上。 当热媒采用热力网热水时，tmc与tmz的温差不得小于10℃。 9-3 加热器及贮存设备的选择计算 一 加热设备的选择计算 1. 传热面积的计算  (9-8) 式中： Fp——水加热器的传热面积，m2； Q——制备热水所需的热量，可按设计小时耗热量计算，W； ε——由于传热表面结垢影响传热效率的修正系数，一般采用ε＝0.6～0.8，采用软化水时取ε＝1.0； α——热水系统的热损失附加系数，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，℃； 的计算： ①容积式加热器——算术平均温度差：  (9-9) 式中： tmc、tmz——容积式水加热器热媒的初温和终温，℃； 热媒为蒸汽，其压力大于0.07MPa时，应按饱和蒸汽温度计算，其压力小于0.07MPa时，应按100℃计算； 热媒为热水时，应按热力管网供、回水的最低温度计算，但热媒的初温应比热水的终温高10℃以上； 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：  (9-10) 式中：——热媒和被加热水在水加热器一端的最大温差，℃； ——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。 2 贮水器容积的计算 1）理论法： 根据建筑内热水用水曲线得逐时耗热曲线——→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（画表表9-12p167jiaocai） 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）确定热水系统的D、 介绍第二循环系统的计算 配水系统 内容：确定DN及。 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，。 回水管系 作用：保证让管系内有循环流量在流动，以保证供水温度。 循环方式：自然、机械循环 自然循环计算 （插图见教材热水管网的自然压力上行下给图） 内容：确定管网循环作用水头、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。 实现自然循环的条件：Hzr>1.35Hx  （9－11） 式中：Hzr——第二循环系统的自然循环压力值，Pa； HX——循环流量通过配水回水管路的水头损失Pa； ⊿h——锅炉或水加热器的中心至立管顶部的标高差，m； γ2——最远处立管管段中点的水的比重，kg/m3； γ1——配水主立管管段中点的水的比重，kg/m3。 管网循环流量 管段的热损失：  （9－12） 式中 Qs——计算管段热损失,W； K——无保温时管道的传热系数，W/m2?℃； η——保温系数，无保温时η=0，简单保温时η=0.6，较好保温时η=0.7～0.8； 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，℃。 管段的循环流量： （9－13） 式中：Qx——循环流量，L/s； C——水的比热， 一般取C=4.19kJ/kg?℃； tc、tz——计算管路起点、终点的水温，℃； Qs——计算管段的热损失，W。 计算方法与步骤： 选择计算管路（管路最长、水头损失最大）。 按冷水计算方法确定配水管路的管径。 初选回水管径，比相应配水管小1#~2#。 选定计算管路水温降落值。（从加热器出口到最不利配水点）。 求配水管路的各管段的热损失及循环流量。 ①求出各管段的水温降落值。 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。  （9-14）  （9-15） 式中： 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。 ②按式（9－12）求管段热损失。 ③热水管网分支环路的循环流量确定 按循环流量与热损失成比例的原则，计算各配水管段管段的所通过的循环流量。（计算用图见教材图预计算最好在一页） 节点1： 流入节点1时携带的热量为W1-2+W2-3+WA+WB+Wc 循环流量流离节点2时携带的热量为    Q1=Qx 流入A管段的循环流量QA携带的热量为  节点2： 流入节点2的流量所携带的热量为 流入节点2流量为 用来补充热损失   计算配水管网的热损失，求总循环流量。 =Ws1+ Ws2+……+ Wsn (9-16) 将∑Ws代入下式求解热水系统的总循环流量Qx ：  (9-17) 复核各管段终点的水温  (计算结果)  （按面积比温降值初定的） 结果如与原来确定的温差较大，t”=作为各管段终点水温，重新计算。 计算循环管网的总水头损失  （9－18） 式中：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和局部水头损失，kPa； Hx——循环流量通过回水计算管路的沿程和局部水头损失，kPa； hj——循环流量通过水加热器的水头损失，kPa。 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 若不能实现自然循环则采用机械循环。 机械循环：全日制循环 定时循环 全日制循环——计算方法、步骤同自然循环。 循环水泵的流量按下式计算： Qb = Qx + Qf （9－19） 式中：Qx—循环流量，L/s； Qf—循环附加流量，一般取设计小时用水量的15%，L/h。  循环水泵扬程按下式计算：  （9－20） 式中：； ; ; Qx、Qf ——同式（9－17）。 ②定时供应热水的循环管网计算 定时循环方式——每日定时热水供应之前，将管网中已凉冷的水抽回并补充以热水的循环方式。 循环水泵的流量按下式计算： Qb≥ (9-21) 循环水泵扬程按下式计算： Hb≥Hp+Hx+Hj (9-22) 式中：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。 举例：热水供应系统如图（插图见讲义） 选择计算管路，管道节点编号。 按给水管网方法确定配水管管径。 初选定回水管径，比相应的给水管径小1~2#。 选定水温降落值。  按面积比温降法算出计算管段水温，。 按求出各管段的热损失及循环流量。 管段 热损失 循环流量 温降                                                          总循环流量  各管段的循环流量：按循环流量与热损失成正比原则求各管段的循环流量。 热水到达B点时携带热量为：W2+W3+W4+W5+W6, W1 已损失掉。     复核各配水点水温  计算循环流量的水头损失  循环作用水头  已知：  12）循环泵选择