【導(dǎo)讀】本設(shè)計所做的內(nèi)容為西安市一棟商用混合建筑的集中供熱設(shè)計。地上十四層，高米，建筑面積27573平方米。設(shè)計用城市熱力管網(wǎng)提供的95℃熱水為熱源，定壓水泵定壓。根據(jù)大廈的結(jié)構(gòu)、各。上供下回同程式熱水采暖系統(tǒng)。通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)計算、各采暖房間熱負荷計。合理、節(jié)能等方面的要求，使該建筑較好的滿足了采暖要求。

　　

【正文】 循環(huán)水泵揚程是否滿足要求。 進行第三種情況的水力計算，就是根據(jù)管段的管徑 d 和該管段的允許壓降Δ P，來確定通過該管段 (例如通過系統(tǒng)的某一立管 )的流量。對已有的熱水供暖系統(tǒng)，在管段已 27 知作用壓頭下，校核各管段通過的水流量的能力，以及熱水供暖系統(tǒng)采用所謂“不等溫降’水力汁算方法，就是按此方法進行計算的。 熱水供暖系統(tǒng)管路水力計算的方法 本設(shè)計選用等溫降的水力計算方法。即采用了立管或散熱器的水溫降相等的預(yù)先假定，由此也就預(yù)先確定了立管的流量。這樣，通過 各立管并聯(lián)環(huán)路的計算 壓力損失就不 可能相等而存在壓降不平衡率。如果采用等溫降方法進行同程式系統(tǒng)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)的水力失調(diào)。 （ 1）最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路的平均比摩阻 Rpj： Rpj=a△ P/Σ l Pa/m （ 62） 式中 ： △ P — — 最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路的循環(huán)作用壓力， Pa； Σ l — — 最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路的管路總長度， m； a—— 沿程損失約占總壓力損失的估計百分?jǐn)?shù)，見 《供熱工程》附 表 。 （ 2）根據(jù)各管段的熱負荷，求出各管段的流量： G = ?????????? ???? hghg ttQttQ 36003 （ 63） 式中 ： Q — — 管段的熱負荷， W； ?gt — — 系統(tǒng)的設(shè)計供水溫度，℃； ?ht —— 系統(tǒng)的設(shè)計回水溫度，℃。 （ 3）根據(jù)公式計算出的 Rpj及環(huán)路中各管段的流量，可選出最接近的管徑，并求出最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路中管段的實際 壓力損失和整個環(huán)路的總壓力損失值。 （ 4）當(dāng)系統(tǒng)的最不利循環(huán)環(huán)路的水力計算完成后，即可進行其它分支循環(huán)環(huán)路的水力計算。 《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》第 條規(guī)定 “ 熱水采暖 同程式 系統(tǒng)的各并聯(lián)環(huán)路之間的計算壓力損失相對差額不應(yīng)大于 10％ 。 在實際設(shè)計 過程中，為了平衡各并聯(lián)環(huán)路的壓力損失，往往需要提高近循環(huán)環(huán)路 管段的比摩阻和流速。但流速過高會產(chǎn) 28 生噪音?！杜ㄒ?guī)范》規(guī)定：最大允許的水流速，民用建筑不應(yīng)大于 。 總之，一個良好的同程式系統(tǒng)的水力計算，應(yīng)使各立管的資用壓力值不要變化太大， 以便與選擇各立管 的合理管徑。為此，在水利計算中，管路系統(tǒng)前半部供水干管的比摩阻 R值，宜選用稍小于回水干管的 R值；而管路系統(tǒng)后半部供水干管的 R 值，宜選用稍大于回水干管的。 散熱器的進流系數(shù) 在單管熱水供暖系統(tǒng)中，立管的水流量全部或部分的流進散熱器。流進散熱器的水流量 Gs與通過該立管的水流量 Gl 的比值稱作散熱器的進流系數(shù) α ?？捎孟率奖硎荆? α =Gs/Gl （ 64） 影響散熱 器 間水流分配的因素主要有兩個：一是由于散熱器符合不同導(dǎo)致散熱器平均水溫不同而產(chǎn)生的重力附加作用 壓力差值；二是并聯(lián)環(huán)路在節(jié)點壓力平衡狀況下的水流分配規(guī)律。 已知 α 及 Gl 值，則流進散熱器的水流量分別為 G1=α 1/Gl (65) G2=(1α 1)/ Gl (66) 通常情況下順流式系統(tǒng)兩側(cè)散熱器連接散熱器只管管徑、長度及局部阻力都相等時，兩側(cè)的進流系數(shù) α 相等。在工程計算中，粗略按 α = 計算，當(dāng)兩側(cè)相差較大但進流系數(shù) α 1 α = 計算。 水力 計算的計算步驟 1） 進行管段編號，立管編號并注明各管段的熱負荷和管長 ， （高區(qū)計算簡圖 見 附錄低區(qū)見附錄 6； 2）確定最不利環(huán)路。本系統(tǒng)為同 程式單管系統(tǒng)，一般取 最遠的環(huán)路 最不利環(huán)路； 3）計算最不利環(huán)路各管段的管徑； 4）確定最遠立管的管徑； 5）依次確定各個立管的管徑。 29 水力計算 高區(qū)分支 1（ 東 /右 環(huán)路 ） 水力計算 （ 1）在 附錄 4 的水 力計算圖上標(biāo)明各管段編號，立管編號并注明各管段的熱負荷和管長，如 附 圖所示； （ 2）確定最不利環(huán)路 。本系統(tǒng)采用同程式單管系統(tǒng)，一般取最遠立管的環(huán)路作為最不 利環(huán)路 ，最不利環(huán)路是從入口處到立管 9，這個環(huán)路包括 管段 1到 23。 （ 3）計算最不利環(huán)路各管段的管徑?？紤]系統(tǒng)中各環(huán)路的壓力損失易于平衡，采用推薦的平均比摩阻 RPJ 大致為 60~120Pa/m 來確定 最不利環(huán)路各管段的管徑。水力計算方法如下： 根據(jù)公式 63 確定各管段的流量，根據(jù) G和選用的 RPJ值，查 《供熱工程》附 表 ，將查出的各管段 d、 R、 V值列入 附錄 5的水力計算 表 中。 然后根據(jù)△ Py=Rl,求出各管段的沿程壓力損失。 （ 4）確定局部阻力損失。根據(jù)系統(tǒng)圖中管路的實際情況，列出各管段局部阻力總 數(shù) ，然 后將阻力數(shù)記 于附錄 5 中。 （ 5） 熱水供暖系統(tǒng)局部阻力系數(shù)ζ =1 的 局部 損失值表 ，根據(jù)管段流速 V，可查出動壓頭△ Pd 值 ，根據(jù) ?????? dj pp ，求出各管段的局部阻力損失， 最后算出 最不利環(huán)路的總壓力損失 ∑Δ Py=21408Pa。入口處的剩余循環(huán)壓力，用調(diào)節(jié)閥節(jié)流消耗掉。 （ 6）確定立管 1及 環(huán)路 回水管的管徑，根據(jù)并聯(lián)環(huán)路節(jié)點壓力平衡原理 ，對通過立管[1]的環(huán)路有 ： ∑ △ Py = 15892 (Pa) 則該管段的平均比摩阻為 ， Rpj= a△ P/Σ l= 15892/ = （ Pa/m） 根據(jù) Rpj 和 G值，選 該 管段管徑，計算出環(huán)路的總壓力損失為 14757Pa,與 最不利環(huán)路 相應(yīng)管段 相比，其不平衡率為 7%。在允許值 10%范圍之內(nèi) 。 （ 7） 確定立管 [2]的管徑 。根據(jù)節(jié)點平衡原理確定立管 [2]的資用壓力 △ P= 5964（ Pa） 。立管管徑選用 DN25，連接散熱器的支管管徑選用 DN15。計算得立管 [2]的總壓力損失為 30 5838（ Pa） 。不平衡百分率 （ 59645838） /5964*100%=2%，在允許范圍之內(nèi)。 （ 8） 確定立管 [3]的管徑。同理確定立管 [3]的資用壓力 △ P= 5243（ Pa） 。立管管徑選 用 DN25，連接散熱器的支管管徑選用 DN15。計算得立管 [3]的總壓力損失為 4464（ Pa） 。不平衡百分率 （ 52434464） /5243*100%=15%， 稍 超出允許值。 （ 9） 確定立管 [4]的管徑。根據(jù)節(jié)點平衡原理確定立管 [4]的資用壓力 △ P= 5103（ Pa） 。 立管管徑選用 DN20，連接散熱器的支管管徑也選用 DN20。計算得立管 [4]的總壓力損失 為 4812（ Pa） 。不平衡百分率 （ 51034812） /5103*100%=6%，在允許范圍之內(nèi)。 （ 10） 確定立管 [5]的管 徑。同理確定立管 [5]的資用壓力 △ P= 5957（ Pa） 。立管管徑選用 DN20。計算得立管 [5]的總壓力損失為 2521（ Pa） 。不平衡百分率 （ 59572521）/5957*100%=58%，超出允許值。 若立管管徑選用 DN15。計算得立管 [5]的總壓力損失為10185（ Pa） 。不平衡百分率 （ 595710185） /5957*100%=%，也超出允許值。最終管徑選定為 DN20，資用壓力富于值用立管上的閥門節(jié)流消耗掉。 （ 11） 確定立管 [6]的管徑。根據(jù)節(jié)點平衡原理確定立管 [6]的資用壓力 △ P=5786（ Pa） 。立管管徑選用 DN15。計算得立管 [6]的總壓力損失為 5751（ Pa） 。不平衡百分率（ 57865751） /5786*100%=1%，在允許范圍之內(nèi)。 （ 12） 確定立管 [7]的管徑。同理確定立管 [7]的資用壓力 △ P= 6119（ Pa） 。立管管徑選用 DN25，連接散熱器的支管管徑選用 DN20。計算得立管 [7]的總壓力損失為 4421（ Pa） 。不平衡百分率 （ 61194421） /6119*100%=28%，超出允許值。 （ 11） 確定立管 [8]的管徑。根據(jù)節(jié)點平衡原理確定立管 [8]的資用壓力 △ P= 6984（ Pa） 。立管管徑選用 DN25，連接散熱器的支管管徑選用 DN15。計算得立管 [8]的總壓力損失為7528（ Pa） 。不平衡百分率 （ 69847528） /6894*100%=8%，在允許范圍之內(nèi)。 確定其它立管管徑。 同理確定其它立管的各管段管徑。當(dāng)計算出的損失小于資用壓力 10%時使用閥門進行調(diào)節(jié)，當(dāng)計算出的損失大于資用壓力 10%時放大管徑。 水力計算表詳見附錄 5 高區(qū)分支 2（西 /左環(huán)路）水力計算 高區(qū)分支 2 的水力計算 過程同上， 水力計算表詳見附錄 5。 高區(qū)分支 1的總阻力損失∑Δ P=21408Pa，高區(qū)分支 2的總阻力損失∑Δ P=21685Pa， 31 分支 1 與分支 2 共用總供回水干管，根據(jù)《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》規(guī)定，兩環(huán)路 算其不平衡率時應(yīng)扣除其共用 總 供回水干管的阻力損失。 總供水干管阻力損失 2252 (Pa) ；總回水干管阻力損失 2414(Pa) 因此， 分支 分支 2的不平衡率 = %%1001674 21701 91674 2 ???? ， 在允許值范圍之內(nèi)。 低 區(qū)水力計算 低區(qū) 水力計算 過程 與方法 同上， 低區(qū)水力計算表見附錄 7。 低區(qū)分支 1 的 總阻力損失 ∑ Δ P=20801Pa，低區(qū)分支 2 的總阻力損失∑Δ P=17677Pa 總供水干管阻力損失 2338 (Pa) ；總回水干管阻力損失 3715(Pa)。 西南環(huán)路與北環(huán)路共用回水干管， 根據(jù)《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》規(guī)定，兩環(huán)路算其不平衡率時應(yīng)扣除其共用 供 回水干管的阻力損失。 故 兩環(huán)路的不平衡率 = %%1001474 81162 41474 8 ??? ， 超出 允許值 10%的 范圍。 分支 2 的富于壓力用干管上的閥門節(jié)流消耗掉 。 7 輔助設(shè)備的選擇 定壓裝置 目前供熱系統(tǒng)定壓方式主要有：膨脹水箱定壓、補水泵定壓、穩(wěn)壓管定壓、補水泵變頻調(diào)速定壓。這里選用補水泵定壓。 補水泵流量宜為正常補水 量的 4~5 倍，正常補水量宜采用系統(tǒng)水流量的 1%。 補水泵的揚程不應(yīng)小于 補水定壓點的壓力加 30~50kpa。為保證系統(tǒng)在停止和運行時充滿水， 補給定壓點的壓力為采暖系統(tǒng)用水最高點的靜水壓力，并不超過直接連接用戶系統(tǒng)底層散熱設(shè)備的允許壓力。 高區(qū)系統(tǒng)水流量 5512kg/h,用水最高點高度 ,所需泵的流量 m3 /h， 揚程 32 或 H=Δ P/ρ g＝ 600/10=60m；低區(qū)系統(tǒng)水流量 4387 kg/h，高度 24m,補水泵流量 m3 /h， 揚程 或 H=Δ P/ρ g＝ 270/=。 補給水泵選 上海東方泵業(yè)（集團）有限公司生產(chǎn)的東方 WL 型立式補給水泵 80WL506015和 各 兩臺，其中一臺備用。 除污器 （ 1） 除污器的作用是用來清除和過濾管道中的雜質(zhì)和污垢，以保證系統(tǒng)內(nèi)水質(zhì)的潔凈， 減少阻力和防止堵塞設(shè)備和管路，下列部位應(yīng)設(shè)除污器： 1)采暖系統(tǒng)入口，裝在調(diào)壓裝置之前； 2)鍋爐房循環(huán)水泵吸入口； 3)各種小口徑調(diào)壓裝置。 （ 2） 除污器分立式直通、臥 式直通、角通除污器，按國標(biāo)制作，根據(jù)現(xiàn)場實際情況選用，除污器的型號應(yīng)按接管管徑確定。 當(dāng)安裝地點有困難時，以采用體積小、不占用使用面積的管道式過濾器。除污器或過濾器橫斷面中水的流速亦取 。 其型號是根據(jù)管徑選擇的，所以選用 R406 型直通除污器， DN=70 L=的作用是用來清除和過濾管路中的雜質(zhì)和污垢，以保證系統(tǒng)內(nèi)的水質(zhì)的潔凈，減 少阻力和防止 堵塞 設(shè)備和管路。 熱網(wǎng)供水總管以及采暖系統(tǒng)回水總管上，應(yīng)設(shè)置除污器，除污器分立式直通、臥式直通和角通 除污器，除污器的型號可按接管管徑確定 。除污器橫斷面中水的流速易取。本設(shè)計采用 Y 型過濾器 。 集氣罐和自動排氣閥 1） 集氣罐用于熱水采暖系統(tǒng)中的空氣排除，一般應(yīng)設(shè)于系統(tǒng)的末端最高處，并使干管逆流，水流與空氣泡浮升方向一致。 2） 集氣罐分立式和臥式兩種，按國標(biāo)圖制作，當(dāng)安裝高度不受限制時，亦選用立式。 3） 集氣管的直徑應(yīng)大于或等于干管直徑的 ～ 2 倍，使集氣罐中水的流速不超過 ／ s。 33 4） 集氣罐接出的排氣管管徑，一般采用 DNl5mm。在排氣管上應(yīng)設(shè)閥門，閥門應(yīng)設(shè)在便于操作的地方，排氣管排氣口可引向附近水池。 5） 在較 大采暖系統(tǒng)中，為方便管理，亦采用自動排氣閥。 6） 自動排氣閥的排氣口，一般接 DNl5mm 排氣管，防止排氣直接吹向平頂或側(cè)墻，損壞建筑外裝修，排氣管上不應(yīng)設(shè)閥門，排氣管引向附近水池。 7） 由于采暖系統(tǒng) (如水平串聯(lián)系統(tǒng) )的原故，散熱器中的空氣不能順利排除叫，可在散熱器上裝設(shè)手動放風(fēng)閥。 集氣罐有效容積應(yīng)為膨脹水箱容積的 l％。它的直徑 D應(yīng)大于或等于干管直徑的～ 2倍，使水在其中的流速不超過 /ms．集氣