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1、第四章 室内热水供暖系统的水力计算第一节 热水供暖系统管路水力计算的基本原理一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式PPy+PiRl+Pi Pa 二、当量局部阻力法和当量长度法第二节 重力循环双管系统管路水力计算方法第三节 机械循环单管热水供暖系统管路的水力计算方法机械循环系统的作用半径大,其室内热水供暖系统的总压力损失一般约为10-20kPa,对水平式或较大型的系统,可达20一50kPa.进行水力计算时,机械循环室内热水供暖系统多根据入口处的资用循环压力,按最不利循环环路的平均比摩阻来选用该环路各管段的管径.当入口处资用压力较高时,管道流速和系统实际总压力损失可相应提高.在实际工程设计中,最不
2、利循环环路常用控制值的方法,按=60-120Pa/m选取管径.剩余的资用循环压力,由入口处的调压装置节流.在机械循环系统中,循环压力主要是由水泵提供,同时也存在着重力循环作用压力.对机械循环双管系统,水在各层散热器冷却所形成的重力循环作用压力不相等,在进行各立管散热器并联环路的水力计算时,应计算在内,不可忽略. 对机械循环单管系统,如建筑物各部分层数相同时,每根立管所产生的重力循环作用压力近似相等,可忽略不计；计算步骤1进行管段编号2确定最不利环路3计算最不利环路各管段的管径4确定其他立管的管径,计算阻力不平衡率在允许值15范围之内.防止或减轻系统的水平失调现象的方法. 供、回水干管采用同程式
3、布置； 仍采用异程式系统,但采用不等温降方法进行水力计算；仍采用异程式系统,采用首先计算最近立管环路的方法.第四节 机械循环同程式热水供暖系统管路的水力计算方法1.首先计算通过最远立管的环路.确定出供水干管各个管段、立管和回水总干管的管径与其压力损失.2.用同样方法,计算通过最近立管的环路,从而确定出立管、回水干管各管段的管径与其压力损失.3.求并联环路立管和立管的压力损失不平衡率,使其不平衡率在5%以内.4.根据水力计算结果,利用图示方法,表示出系统的总压力损失与各立管的供、回水节点间的资用压力值.5.确定其它立管的管径.根据各立管的资用压力和立管各管段的流量,选用合适的立管管径.6.求各立
4、管的不平衡率.根据立管的资用压力和立管的计算压力损失,求各立管的不平衡率.不平衡率应在10%以内.可见,同程式系统的管道金属耗量,多于异程式系统,但它可以通过调整供、回水干管的各管段的压力损失来满足立管间不平衡率的要求. 第五节不等温降法水力计算又称水量分配法保持热水供暖系统各并联管路中进出口的设计水温降不相等的管道水力计算方法.等温降法的特点是预先规定每根立管的水温降,系统中各立管的供回水温度都去相同的数值,在这个前提下计算流量,并满足各并联环路的压力损失差额不超过15%.变温降法是在各立管温降不相等的前提下进行计算.首选选定管径,根据系统实际水力分配计算出立管的流量,根据流量来计算立管的实
5、际温降,最后确定散热器的数量.第六节地板辐射采暖设计与计算一、 地板辐射采暖设计的一般规定1、房间采暖热负荷计算,但与常规对流采暖方式热负荷计算有以下区别:1建筑物地面敷设加热管时,采暖热负荷中不计算地面的热损失.2采暖热负荷计算宜将室内计算温度降低2C,或取常规对流采暖方式计算采暖热负荷的9095%.2、采用集中热源分户热计量或分户独立热源的住宅,在计算房间热负荷时,应考虑间歇采暖和户间传热等因素.3、房间局部区域采用地板辐射采暖,其他区域不采暖时,地板辐射所需散热量可按全部辐射采暖所需散热量,乘以下表中的计算系数确定.局部区域辐射采暖耗热量的计算系数采暖区面积与房间总面积之比0.800.5
6、50.400.250.20计算系数10.720.540.380.304、进深大于6m的房间,宜以距外墙6m为界分区,视为不同的单独房间,分别计算采暖热负荷和进行地板辐射采暖设计.5、采用集中热源时的热媒工作压力不应大于0.8Mpa.当工程条件必须突破时,应选择采用适当的管材,并采取相应的系统补强措施.6、无论采用何种供水热源,地板辐射采暖热媒的温度、流量和资用压差等参数,都应与热源系统相匹配,并设置可靠的控制装置.7、辐射采暖地板的散热量,包括地板向房间的有效散热量和向下层包括地面层向土壤传热的热损失量.设计计算应考虑下列因素:1相邻各层房间均采用地板辐射采暖时,除顶层以外的各层,均按房间采暖
7、热负荷,扣除来自上层的热量,确定房间所需有效散热量.2热媒的供热量,应包括地板向房间的有效散热量和向下层包括地面层向土壤传热的热损失量.注:垂直相邻各层房间均采用地板辐射采暖时,除顶层以外的各层,向下层的散热量,可视作与来自上层的得热量相互抵消.8、单位地板面积所需散热量,应根据房间所需散热量和可供敷设加热管道的地板有效面积确定.9、厨房、卫生间不宜布置加热管道;固定设备下不应布置加热管道.地板有效散热面积,应考虑家具和其他地面覆盖物的遮挡因素.10、在与内外墙、柱与过门等垂直部件交接处应敷设不间断的伸缩缝,伸缩缝宽度不应小于20mm,伸缩缝宜采用聚苯乙烯或高发泡聚乙烯泡沫塑料；当地面面积超过
8、30或边长超过6m时,应设置伸缩缝,伸缩缝宽度不宜小于8mm,伸缩缝宜采用高发泡聚乙烯泡沫塑料或内满填弹性膨胀膏.二、地板辐射采暖的地面散热量计算1、单位地面面积的散热量q W/应按下式计算： q=qf + qd 2、单位地面面积辐射传热量： qf=5x1084-4 3、单位地面面积对流传热量： qd=n 式中：tpj地面的表面平均温度； AUST室内非加热表面的面积加权平均温度；常数,向上传热时,2.17； 向下传热时, =0.14； n指数,向上传热时,n1.31； 向下传热时, n=1.25； tn室内计算温度. 4、单位地面面积所需的散热量应按下式计算： q x QF 式中: qx 单
9、位地面面积所需的散热量 W/； Q 房间所需的地面散热量 W； F 敷设加热管的地面面积 . 5、确定地面散热量时, 必须校核地面的表面平均温度, 确保其不高于最高限值；6、单位地面面积的散热量和向下传热的热损失,均应通过计算确定. 注： 当加热管采用PE-X管或PB管、外径为20mm、填充层厚度为50mm、绝热层厚度20mm和供回水温差10时,不同加热管间距、平均水温和室内空气温度条件下,单位地面面积散热量与向下传热的热损失.三、加热管系统与分、集水器与附件 一加热管系统1、在住宅建筑中,低温热水地面辐射供暖系统应按户划分系统,配置分、集水器；户内的各主要房间,宜分环路布置加热管. 2、连接
10、在同一分、集水器上的同一管径各环路加热管的长度宜尽量接近,并不宜超过120m. 3、加热管的布置,应根据保证地面温度均匀的原则,选择采用回折型旋转型、平行型直列型. 4、加热管的敷设管间距,应根据地面散热量、室内空气设计温度、平均水温与地面传热热阻等通过计算确定. 5、加热管的选择,应按供暖系统实际设计压力和管材的许用设计环应力选用. 6、加热管内水的流速不宜小于0.25m/s.二分、集水器与附件1、每环路加热管的进、出水口,应分别与分、集水器相连接.分、集水器直径应不小于总供回水管直径,且分、集水器最大断面流速不宜大于0.8m/s.每个分、集水器分支环路不宜多于8路.每个分支环路供回水管上均
11、应设置可关断阀门. 2、在分水器之前的供水连接管道上,顺水流方向应安装阀门、过滤器、热计量装置和阀门.在集水器之后的回水连接管上, 应安装可关断调节阀,必要时可以平衡阀代替. 3、在分水器的总进水管与集水器的总出水管之间,宜设置旁通管,旁通管上应设置阀门,保证对供暖管路系统冲洗时水不流进加热管. 4、分、集水器上应设置手动或自动排气阀与泄水阀. 四、加热管水力计算1、加热管的压力损失PPa,可按下式计算： P =Pm+Pj 2、加热管的局部压力损失应通过计算确定. 3、每套分、集水器环路自分水器总进水管阀门起,至集水器总出水管阀门为止的总压力损失不包括热量表和恒温阀的局部阻力,不宜超过30kP
12、a.第五章 室内蒸汽供热系统第一节 蒸汽作为供热系统热媒的特点蒸汽作为供热 系统的热媒,应用极为普遍.图51是蒸汽供热的原理图.蒸汽从热源1沿蒸汽管路2进入散热设备4,蒸汽凝结放出热量后,凝水通过疏水器5再返回热源重新加热.与热水作为供热系统的热媒相对比,蒸汽具有如下一些特点.1 热水在系统散热设备中,靠其温度降放出热量,而且热水的相态不发生变化.2 蒸汽在系统散热设备中,靠水蒸汽凝结成水放出热量.相态发生了变化.对同样的热负荷,蒸汽供热时所需的蒸汽质量流量要比热水流量少得多.3.蒸汽和凝水在系统管路内流动时,其状态参数变化比较大,还会伴随相态变化.引起 跑、冒、滴、漏.6在热水供暖系统中,散
13、热设备内热媒温度为热水流进和流出散热设备的平均温度.7蒸汽供暖系统中的蒸汽比容,较热水比容大得多.8由于蒸汽具有比容大,密度小的特点,因而在高层建筑供暖时,不会像热水供暖那样,产生很大的水静压力.9、蒸汽供热系统的热惰性小,供汽时热得快,停汽时冷得也快,很适宜用于间歇供热的用户.蒸汽的饱和温度随压力增高而增高.适用范围广.第二节 室内蒸汽供暖系统一、蒸汽供暖系统分类1、按照供汽压力的大小,将蒸汽供暖分为三类：供汽的表压力高于70KPa时,称为高压蒸汽供暖；供汽的表压力等于或低于70kPa时,称为低压蒸汽供暖；当系统中的压力低于大气压力时,称为真空蒸汽供暖.2、按照回水动力不同,蒸汽供暖系统可分
14、为重力回水和机械回水两类.高压蒸气供暖系统都采用机械回水方式.二、低压蒸汽供暖系统的基本型式注意的问题：1、散热器入口阀门前的蒸汽剩余压力通常为15002000Pa.2、在干凝水管路中凝水的流动是依靠管路的坡度,即靠重力使凝水流回凝水箱去.在重力供回水低压供暖系统中原则上可以不装疏水器.3、水击的产生原因：在蒸汽供暖管路中,排除沿途凝水,以免发生蒸汽系统常有的水击现象,是设计中必须认真重视的一个问题.在蒸汽供暖系统中,沿管壁凝结的沿途凝水可能被高速的蒸汽流裹带,形成水塞,在遭到阀门、拐弯或向上的管段等使流动方向改变时,水滴或水塞在高速下与管件或管子撞击,就产生水击,出现噪声、振动或局部高压,严重时能破坏管件接口的严密性和管路支架.减轻水击的方法：水平敷设的供气管路,必须具有足够的坡度,并尽可能保持汽、水同向流动,蒸汽干管汽水同向流动时,坡度i宜采用0003,不得小于0002.进入散热器支管的坡度i001002.4、供汽干管向上拐弯处,必须设置疏水装置.在下供式系统的蒸汽立管中,汽、水呈逆向流动,蒸汽立管要采用比较低的流速,以减轻水击现象.5、蒸汽
