
第五章 热水系统设计与计算.docx
12页第五章 热水系统设计与计算5.1 热水系统选择5.1.1 热水供应系统选择建筑热水供应系统按热水供应范围的大小,可分为集中热水供应系统、局部 热水供应系统和区域热水供应系统热水供应系统类型的选择,应根据使用要求、 耗热量、用水点分布、热源种类等因素确定综合考虑,本设计中采用集中热水 供应方式5.1.2 热水供应方式确定本设计中采用间接加热方式,加热设备选用导流型容积式水加热器,热水管 网采用半循环方式,打开配水龙头时只需放掉热水支管中少量的存水,就能获得 规定水温的热水并采用开式热水供水方式,即在所有配水点关闭后,系统内的 水仍与大气相通该方式一般在管网顶部设有高位冷水箱和膨胀管或高位开式加 热水箱为了保证良好的循环效果,采用同程式循环系统5.2 热水供应系统组成热水供应系统的组成因建筑类型和规模、热源情况、用水要求、加热和储存 设备的供应情况、建筑对美观和安静的要求等不同情况而异典型的集中热水供 应系统主要由热媒系统、热水供应系统、附件三部分组成5.3 热水管道的布置与敷设热水管道的布置与敷设除了应满足给(冷)水管布置敷设的要求外,还应注意 由于水温高带来的体积膨胀、管道伸缩补偿、保温、排气等问题。
5.3.1 热水管道的布置热水管道的布置按热水流向分为上行下给和下行上给两种形式根据《建筑 给水排水设计规范》GB 50015—2009规定根据生活给水管道的布置形式和相关 规范要求,确定下、上区热水管道的布置形式为均为下行上给式另外,热水管 道的布置按循环管路水流路径可分为异程和等程两种规范要求循环管道应采用 同程布置方式,并设循环泵机械循环故本设计中建筑热水管道的布置采取下行上给的同程式布置5.3.2热水管道的敷设本次设计中热水管道布置高度统一取1.3米,当要穿门时布置高度取2.5米 热给水管埋地深度 0.4 米,户外热水管做好保温措施,坡度取 0.003热回水管 与热给水管布置方式相同,底层横干管埋深 0.7 米5.3.4 热水管道管材选择热水系统采用的管材和管件,应符合现行产品标准的要求管道的工作压力 和工作温度不得大于产品标准标定的允许工作压力和工作温度热水管道应选用耐腐蚀和安装连接方便可靠的管材,可采用薄壁铜管、薄壁 不锈钢管、塑料热水管、塑料和金属复合热水管等本设计中采用明设塑料热水管,并设置防撞击的保护措施5.4 热水系统水力计算5.4.1设计小时耗热量计算本设计中公寓采用定时热水供应系统,其设计小时耗热量应按下式计算:Qh=》qhC(tr-tl)Pr%b式中Qh 设计小时耗热量,kJ/h;C——水的比热,C=4.187kJ/ (kg•口);Tr——热水温度,Tr=40口;片——冷水温度,按规范中表格取;P 热水密度,kg/L;n0――同类型卫生器具数;b――卫生器具同时用水百分数,按100%算。
qh 卫生器具小时用水定额,L/h本设计中Qh = 300 X 4.187 X (40 - 5) X 1 X 24 X 100%+ 50X 4.187 X (30 — 5) X 1 X 36 X 100% = 1243539kJ/h5.4.2设计小时热水量计算设计小时热水量按下式计算:式中Qh设计小时耗热量,kJ/h;Qh(tr-tl)叫qrh 设计小时热水量,L/h ;tr 设计热水温度,口;勺 设计冷水温度,口c 水的比热容,c=4.187kJ/ (kg•口);pr 热水密度,kg/L1243539q = = 5400L/hrh (60 — 5) x 4.187 x 15.4.3容积式水加热器设计小时供热量计算nVQ = Q (t — t )c Pg h T r l r式中Qg 容积式水加热器的设计小时供热量,kJ/h;Qh 设计小时耗热量,kJ/h;n——有效贮热容积系数,容积式水加热器n=o.7〜0.8; c 水的比热容,c=4.187kj/ (kg •口)V——总贮热容积,L;0.8 x 5400Q = 1243539 — 4 (60 — 5) x 4.187 = 994831kJ/hg45.5 热水管网水力计算热水管网的水力计算的内容是计算配水管网和回水管网的流量、循环流量、 确定管径和水头损失,从而选择加压设备,复核生活冷水或热水高位水箱高度。
5.5.1配水管网水力计算配水管网水力计算的目的主要是根据各配水管段的设计秒流量和允许流速 来确定配水管网的管径,并计算其水头损失值1)设计计算依据 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,设计采用 下式计算:q = 0.2a、JN (3.8)g g热水管道流速宜按表5-2选用热水管径不宜小于20mm热水管网的局部 水头损失一般可按沿程水头损失的 25%〜30%估算表 5-2 热水管道流速公称直径(mm)15 〜2025 〜40>50流速(m/s)<0.8<1.0<1.2回水管网不配水,仅通过用以补偿配水管热损失的循环流量,故其水头损失的计算是在循环流量求解后进行配水管网设计草图如图 5-1:图 5-1 热水管网水力计算草图经过计算结果如下表表5-3热水管网最不利点水力计算计算管段编号设计秒流量q (L/s)管径DN/mm流速V(m/s)每米管长沿程水头损失i/(kPa/m)管段长度L/m管段水头损失/kPa管段水头损失累计/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 热水管网最不利点水力计算 (续)计算管段编号设计秒流量q (L/s)管径DN/mm流速V(m/s)每米管长沿程水头损失i/(kPa/m)管段长度L/m管段水头损失/kPa管段水头损失累计/kPa7—82.28800.450.089.30.7228.888—93.72800.740.1918.13.4732.359—105.16801.030.352.310—116.60801.310.557.111—127.44801.480.69103.93 37.096.91 44.005.5.2热水回水管网水力计算计算各管段的终点水温,可按面积比温降方法计算。
计算管路的面积比温降为:氐=空其中F为计算管路配水官网的管道展开面积,计算F时,立管均按F无保温层考虑,干管均按 25mm 保温层厚度取值按设计草图所示,配水管网计算管路的F为F=45 X 0.1135 X 3.14+19.5 X 0.0423 X 3.14+3.6 X 0.035 X 3.14=19.0m2AT 70 一 60△t = —— = “cc = 0.53 °C/m2F 19.00 /配水管网各管段热损失Qs按下式计算:t — tQs = nDLK(1 -耳)(c 2 z 一 tj)式中Qs 计算管段热损失(kJ/h);D 计算管段外径(m);L――计算管段长度(m);K――无保温时管道的传热系数;n――保温系数,取0.7;详细计算见下表 5-4:管径DN/mm外径DN/mm保温系数n节点水温/C平均水温空气温度t/°C60.00t /C 1—23.62533.50.760.102060.202—33.63242.30.760.332060.463—43.63242.30.760.582060.714—53.63242.30.760.842060.965—63.63242.30.761.092061.226—75.13242.30.761.402061.585'—77.13242.30.761.22201-5'计算详见侧立管计算表7—84.080113.50.761.952062.336”-84.73242.30.762.10201-6”计算详见侧立管计算表8—914.680113.50.763.712065.096”'一94.73242.30.764.8620表5-4热水配水管网热损失及其循环流量计算节点管道编号管长L/m管径DN/mm外径DN/mm保温系数n节点水温/°C平均水温t /Cm空气温度t./C1-6”'计算详见侧立管计算表9—104.080113.50.765.47201065.846”''一104.73242.30.765.61201-6””计算详见侧立管计算表10—117.080113.50.766.51201167.175'””—115.13242.30.766.91201-5'””计算详见侧立管计算表11—1215.080113.50.768.58201270.00表 5-5 立管 4 热损失计算表节点管道编号管长L/m管径DN/mm外径DN/mm保温系数n节点水温/C平均水温t /Cm空气温丿1''60.191''-2''3.62533.50.760.332(2”60.472''-3''3.62533.50.760.612(3”60.753''-4''3.63242.30.760.932(4”61.11表 5-5 立管 4 热损失计算表节点管道编号管长L/m管径DN/mm外径DN/mm保温系数n节点水温/°C平均水温。












