【文章內(nèi)容簡介】 計算管段的局部損失，Pa；—— 每米管長的沿程損失，Pa；—— 管段長度，m。在實際工程設(shè)計中，為了簡化計算，采用當(dāng)量局部阻力法或當(dāng)量長度法進(jìn)行管路的水力計算。當(dāng)量局部阻力法又稱為動壓頭法，是將管路的沿程損失轉(zhuǎn)變?yōu)榫植繐p失來進(jìn)行計算。設(shè)管段的沿程損失相當(dāng)于某一局部損失，計算公式表示如下：=d=Pa ()式中 —— 當(dāng)量局部阻力系數(shù)；本設(shè)計即采用了這種方法。其中，管段的局部損失，可按下式計算： Pa ()式中 —— 管段中總的局部阻力系數(shù)； —— 動水壓頭，根據(jù)管段流速v，查《供熱工程》附錄4–3可得到對應(yīng)的動水值。 水力計算步驟熱水采暖系統(tǒng)管路水力計算可分為等溫降法和不等溫降法，而等溫降法又分為限定壓降法和允許流速法。在本采暖系統(tǒng)的水力計算中，水力計算方法采用限定壓降法。本設(shè)計的計算過程同單管順流式熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計算過程，將整個系統(tǒng)分為兩個分支分別計算，計算步驟如下：1．首先在系統(tǒng)圖上，對各管段進(jìn)行編號，并注明管段長度和熱負(fù)荷。2．確定最不利環(huán)路：最不利環(huán)路就是單位管長允許的平均壓降的最小的環(huán)路，對于機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)，一般為管路最長，阻力最大的環(huán)路。對于此系統(tǒng)選擇1—22為最不利環(huán)路。 設(shè)計系統(tǒng)圖（分支一）3．計算通過最遠(yuǎn)立管的環(huán)路的總阻力，本系統(tǒng)入口處供回水管的壓降為65 KPa，外網(wǎng)供回水的壓差較大，但考慮到系統(tǒng)中各環(huán)路的壓力損失易于平衡，本系統(tǒng)采用推薦的平均比摩阻（60～120 Pa/m）來確定最不利環(huán)路各管段的管徑和每個管段的流量G的值，流量G的值可用以下公式計算得出： ()式中 Q——管段的熱負(fù)荷，W；——系統(tǒng)的設(shè)計供水溫度，℃；——系統(tǒng)的設(shè)計回水溫度，℃。根據(jù)平均比摩阻和各管段的流量查《供熱工程》附錄表4－1，選定合適的管徑、流速和壓降。4．確定各管段的長度。5．確定局部阻力損失。6．求各管段的壓力損失： P＝＋ ()式中 =；=。7．求環(huán)路的總壓力損失。8．計算各并聯(lián)環(huán)路壓力損失。9．求并聯(lián)立管～的壓力損失不平衡率，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)系統(tǒng)上的閥門和管徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，把系統(tǒng)的不平衡率控制在15％的范圍之內(nèi)；入口處的剩余循環(huán)壓力，用調(diào)解閥節(jié)流消耗掉。 水力計算舉例1．根據(jù)選取的比摩阻和各管段流量，查出各管段d、R、v值并列入水力計算表中（見附錄3），入口處剩余循環(huán)壓力，用閥門節(jié)流。= ( + + + 6 + + + + + ) 2 = m=60 = 60 =9684 Pa 2．以立管為例：確定立管管徑，立管H與最末端的供回水干管和立管、即管段112為并聯(lián)環(huán)路。根據(jù)并聯(lián)環(huán)路節(jié)點壓力平衡原理，立管H和資用壓力，可由下式確定： Pa ()式中 —— 水在立管I的散熱器中冷卻時所產(chǎn)的重力循環(huán)作用壓力，Pa；—— 水在立管H的散熱器中冷卻時所產(chǎn)的重力循環(huán)作用壓力，Pa。由于兩根立管各層熱負(fù)荷的分配比例大致相等，故=，因而=（詳見附錄3）立管的平均比摩阻為== Pa根據(jù)和G值，選立管的立、支管，立管取DN20，支管取DN15。 部分系統(tǒng)圖（立管及）計算出立管總壓力損失：=1037 Pa計算壓力不平衡率，不平衡百分率：==20%15% 管段27–31局部阻力計算表管 段號管徑mm局部阻力名稱個數(shù)個數(shù)管段上的2720旁流三通22820閥門22915分流三通33015合流三通33115乙字彎63015散熱器3使用立管閥門節(jié)流，其他立管計算與立管相同，詳細(xì)水力計算見附表3，附表4，附表5。 工程概況 1．工程名稱：蘭州市某教學(xué)樓室外熱網(wǎng)系統(tǒng)。2．根據(jù)《供熱工程》附錄表61及《公共建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》 采暖熱指標(biāo)推薦值（）建筑類型住宅居住區(qū)綜合醫(yī)院托幼影視劇院商店未采取節(jié)能措施58~6460~6765~8095~11565~80采取節(jié)能措施40~4545~5555~7080~10555~70對各熱用戶面積熱指標(biāo)選取如下： 熱用戶的熱指標(biāo)及建筑面積內(nèi)容學(xué)生宿舍教學(xué)樓實驗樓活動中心2招待所活動中心1浴室綜合教學(xué)樓層數(shù)6546687567建筑面積（m2）29775444803627072359熱指標(biāo)(w/m2)606060120601206060 設(shè)計參數(shù)冬季采暖供水溫度95 ℃，回水溫度70 ℃。9. 熱負(fù)荷的概算及熱負(fù)荷變化曲線圖采暖熱負(fù)荷是城市集中供熱系統(tǒng)中最重要的負(fù)荷，它的設(shè)計熱負(fù)荷占全部設(shè)計熱負(fù)荷的80%90%以上（不包生產(chǎn)工藝用熱），采暖設(shè)計熱負(fù)荷的概算采用面積熱指標(biāo)進(jìn)行計算[4]，其計算公式如下： KW ()式中 —— 采暖設(shè)計熱負(fù)荷，；F —— 采暖建筑物的建筑面積，；—— 采暖熱指標(biāo)，；即每平方米建筑的供暖設(shè)計熱負(fù)荷。以學(xué)生宿舍為例： = 60 6 60 = 106920 W各棟樓的熱負(fù)荷,： 熱用戶熱負(fù)荷熱 熱用戶熱負(fù)荷(W)學(xué)生宿舍(I)106920教學(xué)樓(J)269568實驗樓(K)122063活動中心2(L)54000招待所(M)159840活動中心1(N)107040浴室(O)81000綜合教學(xué)樓(P)285060 供暖熱負(fù)荷隨室外變化曲線季節(jié)性的供暖熱負(fù)荷大小，主要取決于當(dāng)?shù)氐氖彝鉁囟?，利用熱?fù)荷隨室外溫度變化能很好的反映季節(jié)性熱負(fù)荷的變化規(guī)律。用下式可求出某一室外溫度下的供暖熱負(fù)荷： ()式中 ——在室外溫度下的供暖熱負(fù)荷，W； ——供暖設(shè)計熱負(fù)荷，W； ——某一室外溫度，℃； ——供暖室外計算溫度，℃； ——室內(nèi)計算溫度，℃。根據(jù)上式的計算結(jié)果可繪制出熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線圖。 熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線圖的繪制 不同的溫度下，供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷表 溫度（）+5+302469熱負(fù)荷（KW）38235040613072608300935010480根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)繪制出熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線圖如下：橫坐標(biāo)為室外溫度，10. 熱水供暖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)及調(diào)節(jié)曲線 運行調(diào)節(jié)綜述熱水供暖系統(tǒng)對建筑物供暖時，不僅要保證在設(shè)計室外溫度下，維持室內(nèi)溫度符合設(shè)計值，而且要在其它冬季室外溫度下保證用戶的熱舒適度。國內(nèi)外的經(jīng)驗證明，熱水供熱系統(tǒng)實現(xiàn)高質(zhì)量供熱，必須采用在熱源處進(jìn)行集中調(diào)節(jié)、在熱力站或熱力入口處進(jìn)行局部調(diào)節(jié)和在用熱設(shè)備處進(jìn)行單獨調(diào)節(jié)相結(jié)合的聯(lián)合調(diào)節(jié)方式。 運行調(diào)節(jié)的意義在熱源處進(jìn)行的集中調(diào)節(jié)是滿足供熱質(zhì)量要求、保證熱源設(shè)備經(jīng)濟(jì)合理運行的必要手段。集中調(diào)節(jié)是粗略的調(diào)節(jié)，只能解決各種熱負(fù)荷的共同需求。即使只有單一采暖負(fù)荷，各建筑物、各采暖系統(tǒng)對供熱的需求也不是完全一致的。集中調(diào)節(jié)只能滿足熱負(fù)荷的共性要求。在熱力站特別是在單棟建筑入口的局部調(diào)節(jié)可根據(jù)單一負(fù)荷的需求進(jìn)行較為精確的供熱調(diào)節(jié)。在用熱設(shè)備處的單獨調(diào)節(jié)是滿足用戶要求的供熱品質(zhì)的最終調(diào)節(jié)。上述幾種調(diào)節(jié)方式是相互依存、相互補充的，聯(lián)合采用才能實現(xiàn)高質(zhì)量供熱。以上所述的各種調(diào)節(jié)只有借助自動化裝置才能達(dá)到理想的效果。特別是實行分戶計量后，用戶有了自主調(diào)節(jié)的手段，使在用戶設(shè)備處進(jìn)行的單獨調(diào)節(jié)變得十分活躍。用戶自主調(diào)節(jié)的實質(zhì)是熱負(fù)荷值根據(jù)用戶的自主需要而改變，供熱系統(tǒng)要適應(yīng)這種熱負(fù)荷隨機(jī)變動的情況，而保持供熱系統(tǒng)供熱質(zhì)量的穩(wěn)定就更加需要提高調(diào)節(jié)的自動化水平。 集中供熱調(diào)節(jié)的方法主要有下列幾種：1) 質(zhì)調(diào)節(jié)；2) 量調(diào)節(jié)；3) 階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)；4) 間歇調(diào)節(jié)。 運行調(diào)節(jié)供熱熱負(fù)荷調(diào)節(jié)的主要任務(wù)是隨著室外溫度的變化，維持供暖房屋內(nèi)的室內(nèi)計算溫度。主要是利用供暖熱負(fù)荷隨室外溫度的變化來調(diào)節(jié)熱負(fù)荷，以免造成不必要的浪費，同時也是為了室內(nèi)溫度滿足人的舒適度的要求。 運行調(diào)節(jié)的確定本設(shè)計供暖用戶系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路采用直接連接，隨室外溫度的改變，需同時對熱水網(wǎng)路和供暖用戶進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)。由于本設(shè)計不需要對各個用戶進(jìn)行熱計量，因此選用質(zhì)調(diào)節(jié)就可達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。質(zhì)調(diào)節(jié)，是供暖系統(tǒng)在進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)時，只改變系統(tǒng)的供回水溫度，而管網(wǎng)的循環(huán)水量保持不變，即 = 1。本設(shè)計采用無混水的直聯(lián)。 調(diào)節(jié)公式推導(dǎo)熱水網(wǎng)路在穩(wěn)定狀態(tài)下運行時，如不考慮管網(wǎng)的沿途熱損失，則網(wǎng)路的供熱量應(yīng)等于供暖用戶系統(tǒng)散熱設(shè)備的放熱量，同時也應(yīng)等于供暖用戶的熱負(fù)荷。則有如下的熱平衡方程式： () () () ()式中 —— 建筑物的供暖設(shè)計熱負(fù)荷，W；—— 在供暖室外計算溫度下，散熱器放出的熱量，W；—— 在供暖室外計算溫度下，熱水網(wǎng)路輸送給供暖熱用戶的熱量，W；—— 建筑物的體積供暖熱指標(biāo)，即建筑物每m179。外部體積在室內(nèi)外溫度差為1℃時的耗熱量，； —— 建筑物的外部體積，m179。； —— 供暖室外計算溫度，℃；—— 進(jìn)入供暖熱用戶的供水溫度，℃； —— 供暖熱用戶的回水溫度，℃； —— 散熱器內(nèi)的熱煤平均溫度， ℃； —— 供暖用戶的循環(huán)水量，kg/h； —— 熱水的質(zhì)量比熱， =4187 J/kg℃； —— 散熱器在設(shè)計工況下的傳熱系數(shù)，； F—— 散熱器的散熱面積，㎡。若以帶“”上標(biāo)符號表示在供暖室外計算溫度下的各種參數(shù)，而不帶上標(biāo)符號表示在某一室外溫度(＞)下的各種參數(shù)，在保證室內(nèi)計算溫度條件下，可列出與上面相對應(yīng)的熱平衡方程式，即 () () () W ()定義相對供暖熱負(fù)荷比，相對流量比，則 ()定義，則可推到出如下公式： () ()式中 —進(jìn)入供暖熱用戶的供水溫度； —供暖熱用戶的回水溫度；—用戶散熱器的設(shè)計平均計算溫差，； —用戶的設(shè)計供回水溫度差。 調(diào)節(jié)曲線的繪制1．熱水供暖系統(tǒng)的設(shè)計溫度為95/70 ℃，采用四柱型散熱器，查文獻(xiàn)[1]，b = ；室外溫度從5 ℃到9 ℃變化。將數(shù)據(jù)帶入可得出各階段的供回水溫度關(guān)系式如下：質(zhì)調(diào)節(jié)：=1室內(nèi)設(shè)計溫度為18 ℃，2． 外網(wǎng)調(diào)節(jié)曲線數(shù)據(jù)室外溫度℃543210123456789網(wǎng)路和用戶的供水溫度℃626467697274777981848688919395網(wǎng)路和用戶的回水溫度℃5051535456575960626365666769703．：11. 室外管網(wǎng)設(shè)計計算 管線布置與敷設(shè)方式外網(wǎng)的布置是否合理，直接影響管網(wǎng)水力計算，對熱用戶壓力平衡起著決定性作用。 管線布置原則布置原理：外網(wǎng)的網(wǎng)路形式對于供熱的可靠性、系統(tǒng)的機(jī)動性、運行是否方便以及經(jīng)濟(jì)效率有著很大影響。(1) 圍環(huán)境影少而協(xié)調(diào)，管道應(yīng)少穿交通線，考慮園林綠化等因素，管道便于檢查、維修。(2) 經(jīng)濟(jì)上合理。主干線力求短直，主干線盡量走熱負(fù)荷集中區(qū)。注意管線上的閥門、補償器和某些管道附件；(3) 管網(wǎng)布置簡單，供熱管道的直徑隨距熱源越遠(yuǎn)而逐漸減??；而金屬耗量小，基建投資小，運行管理簡便，因為本工程是小區(qū)的管網(wǎng)敷設(shè)，所以選擇枝狀管網(wǎng)。由城鎮(zhèn)供熱工程技術(shù)規(guī)程可查閱知，熱水管網(wǎng)距建筑物基礎(chǔ)要大于3米，所以布置管線鄰近道路的管線距道路邊緣距離為2米，供回水管道間距為750 mm，具體布置如小區(qū)管網(wǎng)布置圖所示。 敷設(shè)方式供熱管道的敷設(shè)方式分為架空敷設(shè)和地下敷設(shè)。本小區(qū)管網(wǎng)敷設(shè)均采用地下敷設(shè)方式。本工程采用地溝敷設(shè)，由于半通行地溝工程量較小，以及本小區(qū)供熱半徑也較小，因此，地溝采用半通行地溝。半同行地溝采用單側(cè)布管， m， m，并應(yīng)允許地溝內(nèi)最大直徑的管道通過通道。管道采用巖棉保溫材料進(jìn)行保溫。本設(shè)計采用半通行地溝布管采用單側(cè)布管， m， m，并設(shè)有檢查井。 檢查井尺寸由《實用