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1、第八章 建筑内部热水供应系统的计算,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.1 局部加热设备的选择计算,()燃具热负荷,式中 Q 燃具热负荷，KJ/h； W 被加热水的质量，kg； C 水的比热，C = 4.187kJ/(kg)； 升温所需时间，h； tr 热水温度，； tL 冷水温度，查表选用； K 安全系数，K=1.281.40； 燃具热效率。,.燃气热水器的计算,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.1 局部加热设备的选择计算,式中 Q 燃具热负荷，KJ/h； Qd 燃气低热值，kJ/m3； 燃气耗量。m3/h,()燃气耗量,式中 N
2、耗电功率， kW； q 热水流量， L/s ； tr 热水温度， ； tL 冷水温度， ； pr 热水密度，Kg/L; 3617 热功当量,J/（千瓦小时） ； 加热器效率，一般为0.950.98。,.电热水器的计算,(1)快速式电热水器 耗电功率,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.1 局部加热设备的选择计算,式中 V 加热器容积, L； T 加热时间, h。,(2)容积式电热水器耗电功率,只在使用前加热， 使用过程中不继续加热,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.1 局部加热设备的选择计算,式中 T热水使用时间, h。,使用过程中 继续加热,需要预热(T2),8.3 热
3、水加热及贮存设备的选择计算 8.3.1 局部加热设备的选择计算,(1)热水量计算 （2）集热器采光面积确定 （3）自然循环作用水头,太阳能热水器的计算,（4）循环流量 Q0.015F （5）形成自然循环的条件 H（1.101.15）H,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.1 局部加热设备的选择计算,式中 H-自然循环作用水头，Pa； h-集热器与贮水箱中心标高差，m； 1、2-集热器进水、出水的平均密度，Kg/m3； Q-循环流量，L/s； F-集热器的集热面积，m2。 H-自然循环总水头损失， Pa; F集热器的集热面积，m2 ；,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.1
4、局部加热设备的选择计算,(6)贮热水箱容积确定,式中 V贮热水箱容积，L； F集热器的集热面积，m2。,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.1 局部加热设备的选择计算,1.加热设备供热量的计算,容积式水加热器：,式中 Qg 容积式水加热器设计小时供热量，W； Qh 设计小时耗热量，W； -有效贮热容积系数； Vr-总贮热容积，L； T -设计小时耗热量持续时间，h,T=2-4h； Tr 热水温度， ； TL 冷水温度， ; r -热水密度，Kg/L.,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.2 集中热水供应加热及贮存设备的选择计算,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.
5、2 集中热水供应加热及贮存设备的选择计算,（2）半容积式水加热器或贮热容积与其相当的水加热器、热水机组的供热量按设计小时耗热量计算,（3）半即热式、快速式水加热器及其他无贮热容积的水加热设备的供热量按设计秒流量计算,根据热平衡原理，制备热水所需的热量应等于水加热器传递的热量，即：,2水加热器的加热面积计算,加热面积Fjr,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.2 集中热水供应加热及贮存设备的选择计算,式中 Fjr 水加热器加热面积, m2； QZ制备热水所需热量, kJ/h； cr热水供应系统热损失系数，一般取cr =1.10 1.15； 结垢影响系数， =0.60.8； k传热系数，
6、kJ/ (m2 h )； tj热媒与被加热水的计算温度差,。,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.2 集中热水供应加热及贮存设备的选择计算,容积式水加热器、半容积式水加热器：,式中 tmc、tmz 热媒的初温和终温， 热媒为蒸汽时，按饱和蒸汽温度计算，可查表确定。 热媒为热水时，应按热力管网供、回水的最低温度计 算，但热媒的初温与被加热水的终温的温度差，不得小于10； tc、tz-被加热水的初温和终温。,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.2 集中热水供应加热及贮存设备的选择计算,式中 热媒和被加热水在水加热器一端的最大温差，； 热媒和被加热水在水加热器另一端的最小温差，
7、。,快速式水加热器、半即热式水加热器,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.2 集中热水供应加热及贮存设备的选择计算,式中 L-盘管长度，m; D-盘管外径，m; Fjr-水加热器的传热面积，m2。,加热盘管长度,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.2 集中热水供应加热及贮存设备的选择计算,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.2 集中热水供应加热及贮存设备的选择计算,式中 V贮水器的贮水容积，L； T水加热器的贮热量表中规定的时间，min； Qh热水供应系统设计小时耗热量，W； c水的比热，C = 4187 J / ( kg ） ； tr热水温度， ； tL冷水温度
8、， ，查表选用,3热水贮水器容积计算,经验公式,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.3 热水贮水器容积的计算,水加热器的贮热量 表8-11,注： 1. 半即热式、快速式水加热器的贮热容积应根据热媒的供给条件与安全、温控装置的完善程度等因素确定。 当热媒可按设计秒流量供应、且有完善可靠的温度自动调节和安全装置时，可不考虑贮热容积。 当热媒不能保证按设计秒流量供应，或无完善可靠的的温度自动调节和安全装置时，则应考虑贮热容积，贮热量宜根据热媒供应情况按导流型容积式水加热器或半容积式水加热器确定。 2. 表中Qh为设计小时耗热量。,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.3 热水贮水器
9、容积的计算,在初步设计或方案设计阶段，各种建筑水加热器或贮热容器的贮水容积(60热水)可按表8-11估算,（3）估算法,按公式（8-27）计算确定出容积式水加热器或加热水箱的容积后，当冷水从下部进入，热水从上部送出，其计算容积宜附加20%25%；当采用有导流装置的容积式水加热器时，其计算容积应附加10%15%；当采用半容积式水加热器时，或带有强制罐内水循环装置的容积式水加热器，其计算容积可不附加。,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.3 热水贮水器容积的计算,贮水容积估算值 表8-11,式中 Qg锅炉小时发热量, kJ/h ； Qh设计小时耗热量 ,kJ/h ； 1.11.2热水供应
10、系统热损失附加系数。,4锅炉的选择计算,对于小型建筑物的热水系统可单独选择锅炉,8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.2 集中热水供应加热及贮存设备的选择计算,第八章 建筑内部热水供应系统的计算,8.4 热水管网的水力计算,8.4 热水管网的水力计算,计算第一循环管网（热媒管网）的管径和相应的水头损失； 计算第二循环管网（配水管网和回水管网）的设计秒流量、循环流量、管径和水头损失 确定循环方式，选用热水管网所需的各种设备及附件，如循环水泵、疏水器、膨胀设施等。,计算目的,8.4 热水管网的水力计算 8.4.1 第一循坏管网水力计算,式中 HZT 热水自然循环压力， Pa ； h 锅炉中
11、心与水加热器内盘管中心或贮水器中心 垂直高度，m ； 1 锅炉出水的密度，kg/m3 ； 2 水加热器或贮水器的出水密度，kg/m3 。,.热媒为热水,当锅炉与水加热器或贮水器连接时，热媒管网的热水自然循环力值：,热媒管网自然循环压力 （a）热水锅炉与水加热器连接 ; （b）热水锅炉与贮水器连接 （间接加热） （直接加热）,8.4 热水管网的水力计算 8.4.1 第一循坏管网水力计算,热媒循环管路中配水、回水管道，其管径根据热媒流量G、热水管道允许流速，查热水管道水力计算表确定，计算管路总水头损失Hh。,热媒流量,8.4 热水管网的水力计算 8.4.1 第一循环管网水力计算,不满足要求时，则应
12、采用机械循环方式，依靠循环水泵 强制循环。,自然循环,一般要求,8.4 热水管网的水力计算 8.4.1 第一循环管网水力计算,.热媒为高压蒸汽 以高压蒸汽为热媒时，蒸汽耗量计算公式：,高压蒸气管道常用流速,8.4 热水管网的水力计算 8.4.2 第二循环管网的水力计算,1.配水管网的水力计算 根据各配水管段的设计秒流量和允许流速值，确定配水管网的管径，并计算其水头损失值。,()热水管道设计秒流量计算步骤、方法与给水管道相同。 ()卫生器具热水给水额定、流量、当量、支管管径和最低工作压力与给水管道相同。 ()热水管道的流速，宜按热水管道的流速表选用。 ()热水管网的沿程水头损失和局部水头损失计算
13、方法与给水管道相同，但热水管道的计算内径dj应考虑结垢和腐蚀引起过水断面缩小的因素。,8.4 热水管网的水力计算 8.4.2 第二循环管网的水力计算,()热水管道的水力计算应根据采用的热水管材，选用相应的热水管道水力计算图表或公式详见P283图8-3，或附表8-1,8-2 () 当工程的使用条件与指标条件不符，应进行修正。,注意：,2.回水管网的水力计算,目的：确定回水管网的管径-按管段循环流量经计算确定 初步设计，可参照热水循环管网回水管径选用表确定。,为保证各立管的循环效果，尽量减少干管的水头损失，热水配水干管和回水干管均不宜变径，可按相应的最大管径确定,8.4 热水管网的水力计算 8.4
14、.2 第二循环管网的水力计算,已知配水管、回水管的管径 (1) 计算各管段终点水温; (2) 计算配水管网各管段的热损失; (3) 计算配水管网总的热损失; (4) 计算总循环流量 (5) 计算循环管路各管段通过的循环流量; (6) 复核各管段的终点水温 ; (7) 计算循环管网的总水头损失 ; (8) 选择循环水泵。,3.机械循环管网的水力计算,8.4.2 第二循环管网的水力计算,1.全日热水供应系统,(1） 各管段终点水温,t 配水管网中计算管路的面积比温降，/m2； T 配水管网中计算管路起点和终点的水温差， 一般取 T =5 -10 ； F 计算管路配水管网的总外表面积， m2 ； f
15、 计算管段终点以前的配水管网的总外表面积,m2 ； tc 计算管段的起点水温， ； tz 计算管段的终点水温， 。,面积比 温降方法,式中,8.4 热水管网的水力计算 8.4.2 第二循环管网的水力计算,(2)计算配水管网各管段的热损失,式中 qs计算管段热损失，W ； 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，W/m2 ) ； 保温系数， tj计算管段周围的空气温度， ， 可按管道周围的空气温度表确定。,8.4 热水管网的水力计算 8.4.2 第二循环管网的水力计算,(3)计算配水管网总的热损失,将各管段的热损失相加便得到配水管网总的热损失Qs。初步设计
16、时，也可按设计小时耗热量的3 %5 % 来估算，其上下限可视系统的大小而定：系统服务范围大，配水管线长，可取上限；反之，取下限。,8.4 热水管网的水力计算 8.4.2 第二循环管网的水力计算,(4)计算总循环流量,式中 qx 全日热水供应系统的总循环流量，L/s； Qs 配水管网的热损失，W； C 水的比热，C = 4187J/(kg)； T 配水管网中计算管路起点和终点的水温差，其取值根据系统的大小而定； r热水密度，kg/L。,8.4 热水管网的水力计算 8.4.2 第二循环管网的水力计算,(5)计算循环管路各管段通过的循环流量,式中 qnx、q(n+1)x n、n+1管段所通过的循环流
17、量，L/s ； q(n+1)s n+1管段及其后各管段的热损失之和，W ； qns n管段及其后各管段的热损失之和，W 。,8.4 热水管网的水力计算 8.4.2 第二循环管网的水力计算,(6)复核各管段的终点水温,式中 各管段终点水温， ； 各管段起点水温 ； 各管段的热损失，W ； 各管段的循环流量L/s ； C 水的比热，C = 4187 J/kg) ； r 热水密度，kg/L 。,8.4 热水管网的水力计算 8.4.2 第二循环管网的水力计算,(7)计算循环管网的总水头损失,式中 H 循环管网的总水头损失，kPa ； Hp 循环流量通过配水计算管路的沿程和局部水头损失，kPa ； Hx
18、 循环流量通过回水计算管路的沿程和局部水头损失，kPa ； Hj循环流量通过水加热器的水头损失，kPa。,8.4 热水管网的水力计算 8.4.2 第二循环管网的水力计算,快速式水加热器水损,容积式水加热器 导流型容积式水加热器 半容积式水加热器 加热水箱,流程短，水头损失很小,可忽略不计,配水管及回水管局部水损可按沿程水损20-30%估算。,8.4 热水管网的水力计算 8.4.2 第二循环管网的水力计算,(8)选择循环水泵,热水循环水泵通常安装在回水干管的末端,式中 Qb循环水泵的流量，L/s ； qx 全日热水供应系统的总循环流量，L/s 。 Hb循环水泵的扬程，kPa ； Hp循环流量通过
19、配水计算管路的沿程和局部水头损失，kPa ； Hx循环流量通过回水计算管路的沿程和局部水头损失，kPa ； Hj循环流量通过水加热器的水头损失，kPa 。,流量,扬程,8.4 热水管网的水力计算 8.4.2 第二循环管网的水力计算,()循环水泵的流量（循环水泵的出水量即为热水循环流量）,.定时热水供应系统机械循环管网计算,8.4 热水管网的水力计算 8.4.2 第二循环管网的水力计算,()循环水泵的扬程,式中 Qb 循环水泵的流量，L/h ； V 热水循环管网系统的水容积，不包括无 回水管的管段和加热设备的容积，L。,式中 HZT上行下给式管网的自然循环压力，Pa ； h锅炉或水加热器的中心与
20、上行横干管中点的标高差，m； 3最远处立管中热水的平均密度，kg/m3 ； 4总配水立管中热水的平均密度，kg/m3 。,4.自然循环热水管网的计算,上行下给式管网,8.4 热水管网的水力计算 8.4.2 第二循环管网的水力计算,5.8 热水管网的水力计算 5.8.2 热水循环管网的水力计算,（a）,（b）,热水系统自然循环压力计算用图 （a）上行下给式管网 （b）下行上给式管网,式中 HZT 下行上给式管网的自然循环压力，Pa ； 锅炉或水加热器的中心至立管顶部的标高差，m； h1 锅炉或水加热器的中心至配水横干管中心垂直距离，m； 5、6 最远处回水立管、配水立管管段中热水的平均密度， k
21、g/m3 ； 7、8 水平干管回水立管、配水立管管段中热水的 平均密度，kg/m3 。,下行上给式管网,8.4 热水管网的水力计算 8.4.2 第二循环管网的水力计算,举例,热水供应系统如图,1)管道节点编号, 2)按给水管网方法配水管管径。 3)定回水管径比给水管径小12#。 4)选定水温降落值： 5)按面积比温降法算出计算管段 水温 6)按 求各管段热损失(见下表),计算表, 总循环流量 各管段的循环流量： 热水到达B点时携带热量为：W2+W3+W4+W5+W6, （W1 已损失掉）。,7） 复核各配水点水温 8) 计算循环流量的水头损失 9) 循环作用水头 已知：,10) 机械循环计算 全日制：循环泵选择,1.某集中热水供应系统设计小时耗热量为250W，采用蒸汽直接加热，蒸汽绝对压力为 0.3Mpa，此时的蒸汽热焓为2726kJ/kg， 蒸汽与冷水混合后的热水温度为70C，热媒管道热损失附加系数为1.10，则蒸汽耗量为多少？,2如图所示，热水锅炉出水温度为80，密度为0.9718kg/L，储水器的回水温度为50， 密度为0.9881kg/L，锅炉中心与储水器中心的标高差为10m，请计算第一循环的自然压力值。,