【文章內容簡介】 環(huán)水泵；3集氣 罐；4膨脹水箱41所示，通過最近立管Ⅰ的循環(huán)環(huán)路與通過最遠處立管Ⅳ的循環(huán)環(huán)路的總長度都相等，因而壓力損失易于平衡。由于同程式系統(tǒng)具有上述優(yōu)點，在較大的建筑物中，常采用同程式系統(tǒng)。但同程式系統(tǒng)管道的金屬消耗量，通常要多于異程式系統(tǒng)。 本章小結一般民用建筑采用熱水供暖系統(tǒng)，本建筑是酒店，故本系統(tǒng)采用熱水供暖系統(tǒng)。然后從以下幾個方面考慮選擇機械循環(huán)同程熱水供暖系統(tǒng)。機械系統(tǒng)循環(huán)動力大，是一種廣泛的熱水供暖系統(tǒng)；雙管系統(tǒng)的垂直失調不可避免，而單管不同；同程系統(tǒng)的壓力損失易于平衡。第5章 室內熱水供暖系統(tǒng)的管路布置及水力計算室內熱水供暖系統(tǒng)管路布置合理與否，直接影響到系統(tǒng)造價和使用效果。應根據(jù)建筑物的具體條件(如建筑平面的外形、結構尺寸等)，與外網連接的形式以及運行情況等因素來選擇合理的布置方案，力求系統(tǒng)管道走向布置合理，節(jié)省管材，便于調節(jié)和排除空氣。而且要求各并聯(lián)環(huán)路的阻力損失易于平衡。對于管道的敷設，該系統(tǒng)有兩種敷設方式：一種是管道沿房間的踢腳處室內敷設，而在居室通陽臺的門坎處作特殊處理。另一種是管道敷設在結構混凝土板以上的建筑填層內。這兩種方式的優(yōu)點是最大程度地減少了室內明裝管道，缺點是埋入地等的管道一旦堵塞或由于住戶裝修地板而破壞管道則非常麻煩。但可通過采用耐腐和鋁塑管并在入戶處加過濾器等方法來避免上述問題的出現(xiàn)。 本系統(tǒng)管路的布置考慮了一下幾點，上供下回，同程式系統(tǒng)，這樣可以使作用壓頭達到可能的最大值，而散熱器面積和管道的安裝工作量都最小。，一般宜在建筑物中部。這樣可以縮短系統(tǒng)的作用半徑。在民用建筑和生產廠房輔助性建筑中，系統(tǒng)總立管在房間內的布置不應影響人們的生活和工作。、回水干管時，首先應確定供、回水干管的走向。系統(tǒng)應合理地分成若干支路，而且盡量使各支路的阻力損失易于平衡。（b）為底層（a）為頂層圖51 同程式系統(tǒng)的布置形式1供水總立管；2供水干管；3回水干管；4立管；5供水進口管；6回水出口管圖51 同程式系統(tǒng)管路布置1供水總立管；2供水干管；3回水干管；4立管；5供水進口管；6回水出口管圖51 同程式系統(tǒng)的布置形式1供水總立管；2供水干管；3回水干管；4立管；5供水進口管；6回水出口管圖51為有兩個分支環(huán)路的同程式系統(tǒng)布置形式。一般宜將供水干管的始端放置在朝北向一側，而末端設在朝南向一側。，有特殊要求時，可采用暗裝。盡可能將立管布置在房間的角落。尤其在兩外墻的交接處。，在供回水支管不太長的情況下，這樣對管道較經濟，而且有利于提高水力穩(wěn)定性。，供水干管多設在頂層頂棚下。頂棚的過梁底標高距窗戶頂部之間的距離應滿足供水干管的坡度和設置集氣罐所需的高度。，地面上不容許敷設(如過門時)或凈空高度不夠時，回水干管設置在半通行地溝或不通行地溝內。地溝上每隔一定距離應設活動蓋板，過門地溝也應設活動蓋板，以便于檢修。，在主立管的頂端，接了一個膨脹水箱，安放在悶頂或專用水箱內。它的作用在于儲存或補充系統(tǒng)里的水熱脹冷縮的水量。此外，當系統(tǒng)充水時，以及當冷水被逐漸加熱時，系統(tǒng)里的空氣和從水中析出的溶解空氣可以通過膨脹水箱排掉。為此。，便于分環(huán)調節(jié)和檢修。在每根立管的上下端，各安裝一個閥門，以便檢修放水。 設計注意事項：在機械循環(huán)中，水流速度一般都大于空氣泡在水中的浮升速度。因此，必須使水在供水干管中的流動方向和空氣泡的浮升方向一致，即應“抬頭走”，否則就會產生“氣塞”。，集氣罐應設在系統(tǒng)各分環(huán)環(huán)路的供水干管末端的最高處。在系統(tǒng)運行時，定期手動打開閥門將熱水中分離出來并聚集在集氣罐內的空氣排除。集氣罐的安裝（如圖52）：在重力循環(huán)中，可以利用膨脹水箱排除空氣，而在機械循環(huán)系統(tǒng)中，因為水平干管必須抬頭走，所以空氣都集中在每個環(huán)路的最遠端，所以只能分別利用集氣罐和手動或自動放氣閥進行排氣。集氣罐的有效容積大約可為膨脹水箱的1%，使氣泡能夠分離出來。膨脹水箱的連接位置如圖53。在機械循環(huán)系統(tǒng)中一般情況下都把膨脹水箱拉到鍋爐房里，接在水泵吸入口上。因為這里是安全系統(tǒng)能量最低的地方，經過水泵加壓之后，任何一點的能量都比它高。這樣可以防止外面的空氣倒吸進去和防止水汽化，從而可以保證正常的排氣。圖52 集氣罐安裝位置示意圖1集氣罐；2放氣管；3末端立管圖53 膨脹水箱與機械循環(huán)系統(tǒng)的連接方式1膨脹水箱；2循環(huán)管；3熱水鍋爐；4循環(huán)水泵 該建筑采暖供熱系統(tǒng)的布置 本設計管路布置為：引入口布置在建筑物熱負荷對稱分配的位置（110111），采用有兩個環(huán)路的單管同程式系統(tǒng)布置形式。始端設置在朝南的一側，末端設置在朝北的一側。管路明裝，立管在兩墻交接處。一根立管在一層帶兩到三個散熱器。每根立管上下設有閥門，供回水干管也設有閥門。，上有活動蓋板，用于檢修。 水力計算 供熱系統(tǒng)水力計算原理設計熱水供暖系統(tǒng)，為使系統(tǒng)中各管段的水流量符合設計要求，以保證流進各散熱器的水流量符合需要，就要進行管路的水力計算。當流體沿管道流動時，由于流體分子間及其與管壁間的摩擦就要損失能量；而當流體流過管道的一些附件（如閥門、彎頭、三通、散熱器等）時，由于流動方向或速度的改變產生局部旋渦和撞擊，也要損失能量。前者成為沿程損失，后者稱為局部損失。因此，熱水供暖系統(tǒng)單個計算管段的阻力損失可用下式表示： (51)式中： —計算管段的阻力損失； —計算管段的沿程損失； —每米管長的沿程損失； —管段長度，m； —管段的局部損失，Pa。在管路的水力計算中，通常把管路中水流量和管徑都沒有變化的一段管子稱為一個計算管段。任何一個熱水供暖系統(tǒng)的管路都是由許多串聯(lián)或并聯(lián)的計算管段所組成的。供熱介質在管內流動的摩阻系數(shù)λ取決于管內供熱介質流動狀態(tài)和管壁粗糙度。對于流動狀態(tài)，目前專業(yè)書中都認為室內供暖系統(tǒng)管內流動狀態(tài)處于過渡區(qū)。 當量局部阻力法當量局部阻力法的基本原理是將管段的沿程阻力損失轉變?yōu)榫植繐p失來計算。該管段的沿程阻力損失相當于某一局部損失，則： (52)式中 —當量局部阻力系數(shù)。 供熱系統(tǒng)水力計算 計算任務室內熱水供暖系統(tǒng)是由許多串聯(lián)或者并聯(lián)管段所組成的管路系統(tǒng)。熱水供暖系統(tǒng)水力計算的最終目的是要選擇適當?shù)墓軓?，使作用于每一循環(huán)環(huán)路上的作用壓力能保證在環(huán)路的每一管段流過所需要的熱水流量。通過選用適當?shù)腞值（或流速v值）來決定管徑，是一個技術經濟問題。如選用較大的Rpj 值，則管徑可縮小，但系統(tǒng)的阻力損失增大，水泵電能消耗增加。同時為了各循環(huán)環(huán)路易于平衡，最不利循環(huán)環(huán)路的平均比摩阻不宜選得太大。目前在設計實踐中值一般選用60~120Pa/m。剩余的資用循環(huán)壓力，由入口處的調壓裝置節(jié)流[5]。在機械循環(huán)系統(tǒng)中，循環(huán)壓力主要是由水泵提供，同時也存在著重力循環(huán)作用壓力。管道內水冷卻產生的重力循環(huán)作用壓力，占機械循環(huán)總循環(huán)壓力的比例很少，可忽略不計。對機械循環(huán)單管系統(tǒng)，如各建筑物各部分層數(shù)相同時，每根立管所產生的重力循環(huán)作用壓力近似相等，可忽略不計。 水力計算實例本系統(tǒng)是機械循環(huán)單管順流式熱水供暖系統(tǒng)。計算方法的選擇：等溫降法簡便、易于計算，但不易使各并聯(lián)環(huán)路阻力達到平衡，運行時易出現(xiàn)近熱遠冷的水平失調問題。在較大的室內熱水供暖系統(tǒng)中，如采用等溫降方法進行異程式系統(tǒng)的水力計算，立管間的壓降不平衡率往往難以滿足要求，必然會出現(xiàn)系統(tǒng)的水平失調。對于同程式系統(tǒng)，如在水力計算中一些立管的供回水干管之間的資用壓力很小時，該立管的水流量很小。不等溫降法有可能在設計上解決系統(tǒng)的水平失調問題，但設計過程比較復雜。本設計采用不等溫降法進行水力計算。所謂不等溫降的水力計算，就是在單管系統(tǒng)中各立管的溫降各不相等的前提下進行水力計算。它以并聯(lián)環(huán)路節(jié)點壓力平衡的基本原理進行水力計算。這種計算方法對各立管間的流量分配，完全遵守并聯(lián)環(huán)路節(jié)點壓力平衡的水力學規(guī)律，能使設計工況與實際工況一致。該系統(tǒng)有兩個環(huán)路，其水力計算分別進行，由于知道各房間的散熱量，應此可以確定相應管徑的流量，管道的長度根據(jù)實際情況選取。計算步驟：(以右側環(huán)路計算為例系統(tǒng)圖如圖55）、立管編號并注明個管段的熱負荷和管長。散熱器內數(shù)字表示其熱負荷（W）。如下圖54圖54 管路布置示意圖 ，一般取最遠立管的環(huán)路作為最不利環(huán)路。最不利環(huán)路為從入口到ly12，這個環(huán)路包括管段1到管段25。；管段流量=222791/30=6387kg/h，選定管徑70mm。λ/；。一個彎頭和一個合流三通Σζ為4故ζzh=。根據(jù)G和D查文獻[1]，故管段14的壓力損失ΔP14=2482Pa。；平均比摩阻Rpj大致為60～120Pa/m。選Rpj=80Pa/m。設溫降△t=30℃（比設計溫降大5℃），計算=18232/30=523kg/h。根據(jù)立管的流量G和選定的Rpj，查文獻[1]附錄表41,選用立、支管管徑為2520。根據(jù)文獻[1]附錄47，得整根立管的折算阻力系數(shù)ζ（截止閥公稱通徑不大于200mm，閘閥常用于公稱通徑大于200mm，本設計采用截止閥）。整根立管的折算阻力系數(shù)ζ由三部分構成：層立管的當量阻力系數(shù)（）、散熱器及其支管的當量阻力系數(shù)(ζo)、立管與供、回水干管連接部分的當量阻力系數(shù)(ζo39。)。故=6+6+=。根據(jù)G=580kg/h，d=25mm查[1]附錄45當ζzh=，ΔP=，立管的壓力損失==4954Pa。；管段流量G=523kg/h，選定管徑為25mm；ζzh=+3=。 根據(jù)G=523kg/h，d=25mm，查附錄45 當zh=，ΔP=。供水干管的壓力損失ΔP15==511Pa。； 管段流量=204559/30=5864kg/h，選定管徑50mm。λ/。，一個彎頭和一個合流三通Σζ為4，故ζzh=。，故管段14的壓力損失ΔP14=1662Pa。；立管ly11和回水干管15與立管ly12和供水干管13并聯(lián)，故ΔPly11=+49541662=3803Pa。 圖55 右側環(huán)路的管路布置示意圖選用立管管徑2520根據(jù)附錄47，得整根立管的折算阻力系數(shù)=+no+o39。=6+6+=。 當ζzh=，=/=。根據(jù)和d，得到Gly11=517kg/h,損失ΔPv==4954Pa。按照上述步驟，對其他水平供回水管和立管從遠至近順次進行計算。計算結果列于下表33中。右環(huán)計算與左環(huán)相同。左側：G=8074kg/h；ΔP =1441pa。右側：G=7698kg/h；ΔP=1441pa。將左側流量先按與右側相同考慮則：系統(tǒng)初步計算的總流量=8074+7698=15772kg/h，系統(tǒng)設計的總流量=442738/30=12691kg/h。兩者不相等，需要進一步調整環(huán)路的流量、壓降和各立管的溫度降。、壓降和各立管的溫降；(1)計算各分支環(huán)路的通導數(shù)a； 右側a1=7698/1441=； 左側a2=8078/1441=。(2)計算分配到各并聯(lián)環(huán)路的流量； 右側Gt1=12691=6170kg/h； 左側Gt2=6520kg/h。(3)確定各循環(huán)環(huán)路的流量、溫降調整系數(shù)； 右側環(huán)路αG1=6170/7698=；αt1=。 左側環(huán)路αG2=6520/8078=；αt2=。根據(jù)右側左側并聯(lián)環(huán)路的不同流量調整系數(shù)，求得各立管的最終計算流量和溫降。水力計算的結果列于表33。表33 水力計算（a）右側環(huán)路管段號 熱負荷 Q,W管徑d,mm管長l,mλ/Σζ總阻力數(shù)ζzh壓力損失Δp計算壓力損失Δp,Pa計算流量G,㎏／h計算溫降Δt,℃調整流量G,㎏／h調整溫降 Δt,℃1422279170489363875109立管ly121823225*204954523418132534115234181520455970371158644691立管ly111643625*204758513410123233921035828續(xù)表1618812370359753934314立管ly101643625*204640506 40511403426154112331717168770348949223937立管ly91643625*20 4649507 405 10403806204816381815525170333444513560立管ly81643625*20 5121532 425 9403 10412580 2064 191