供热工程中级职称复习题中资料讲解Word文档下载推荐.docx
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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Ⅴ和回水总干管的管径及其压力损失。
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及其压力损失。
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及各立管的供、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（如垂直式单管的各立管，双管式各散热器支管）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2°
C，或取常规对流采暖方式计算采暖热负荷的90～95%。
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
＞0.80
0.55
0.40
0.25
＜0.20
计算系数
1
0.72
0.54
0.38
0.30
4、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、柱及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=5x108<
（tpj+273）4-（AUST+273）4>
3、单位地面面积对流传热量：
qd=α（tpj-tn）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（℃）；
α—常数，向上传热时，α＝2.17；
向下传热时,α=0.14；
n—指数，向上传热时，n＝1.31；
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：
qx＝Q／F
式中:
qx——单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及向下传热的热损失。
三、加热管系统及分、集水器及附件
（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、平均水温及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、集水器及附件
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（有热计量要求的系统）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及泄水阀。
四、加热管水力计算
1、加热管的压力损失△P（Pa），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30kPa。
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（暖）系统的热媒，应用极为普遍。
图5—1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（暖）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1500—2000Pa。
2、在干凝水管路中凝水的流动是依靠管路的坡度（应大于0．005），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0．003，不得小于0．002。
进入散热器支管的坡度i＝0．01—0．02。
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、蒸汽供暖系统经常采用间歇工作的方式供热。
在每个散热器上设置蒸汽自动排汽阀是较期想的补进空气的措施。
第三节室内高压蒸汽供热系统
在工厂中，生产工艺用热往往需要使用较高压力的蒸汽。
高压蒸汽通过室外蒸汽管路进入用户入口的高压分汽缸。
１、散热设备到疏水器前的凝水管路应按干凝水管路设计，必须保证凝水管路的坡度，沿凝水流动方向的坡度不得小于0．005。
２、为使空气能顺利排除，当干凝水管路（无论低压或高压蒸汽系统）通过过门地沟时，必须设空气绕行管。
３、当室内高压蒸汽供暖系统的某个散热器需要停止供汽时，为防止蒸汽通过凝水管窜入散热器，每个散热器的凝水支管上都应增设阀门，供关断用。
疏水器后的管道流动状态属两相流（蒸汽与凝水）。
靠疏水器后的余压输送凝水的方式，通常称为余压回水。
余压回水设备简单，是目前国内应用最为普遍的一种凝水回收方式
第四节疏水器及其它附属设备
一、疏水器
蒸汽疏水器的作用：
１、自动阻止蒸汽逸漏
２、排出用热设备及管道中的凝水；
３、同时能排除系统中积留的空气和其它不凝性气体。
疏水器是蒸汽供热系统中重要的设备。
（一）疏水器的分类和几种疏水器简介
按作用原理不同，可分为：
（1）机械型疏水器
（2）热动力型疏水器
（3）热静力型（恒温型）疏水器
3．疏水器前、后压力的确定原则
疏水器前、后的设计压力及其设计压差值，关系到疏水器的选择以及疏水器后余压回水管路资用压力的大小。
疏水器前的表压力P1取决于疏水器在蒸汽供热系统中连接的位置。
（1）当疏水器用于排除蒸汽管路的凝水时，P1＝Pb，此处Pb表示疏水点处的蒸汽表压力，
（2）当疏水器安装在用热没备（如热交换器暖风机等）的出口凝水支管上时，P1=0.95Pb，此处Pb表示用热设备前的蒸汽表压力。
（3）当疏水器安装在凝水干管末端时，P1＝0.7Pb。
此处Pb表示该供热系统的入口蒸汽表压力。
疏水器的最大允许背压
值，取决于疏水器的类型和规格，通常由生产厂家提供实验数据。
通常，可采用如下值，作为疏水器后的设计背压值
4．疏水器与管路的连接方式
注意：
疏水器前端应设过滤器，在疏水器后还应加装止回阀。
二、减压阀
三、二次蒸发箱（器）
第五节室内低压蒸汽供暖系统管路的水力计算方法和例题
一、室内低压蒸汽供暖系统水力计算原则和方法
在散热器入口处，蒸汽应有1500一2000Pa的剩余压力，以克服阀门和散热器入口的局部阻力，使蒸汽进入散热器，并将散热器内的空气排出。
在进行低压蒸汽供暖系统管路的水力计算时，同样先从最不利的管路开始。
进行最不利的管路的水力计算时，通常采用控制比压降或按平均比摩阻方法进行计算。
１、按控制比压降法 将最不利管路的每1m总压力损失约控制在100
Pa／m来设计。
２、平均比摩阻法 在已知锅炉或室内入口处蒸汽压力条件下进行计算。
Pa／m
最不利管路各管段的水力计算完成后，即可进行其它立管的水力计算。
可按平均比摩阻法来选择其它立管的管径，但管内流速不得超过下列的规定最大允许流速：
当汽、水同向流动时30m／s
当汽、水逆向流动时20m／s
规定最大允许流速为了避免水击和噪声，便于排除蒸汽管路中的凝水；
对汽水逆向流动时，蒸汽在管道中的流速限制得低一些，实际工程设计中，常采用比上述数值更低一些的流速，使运行更可靠些。
排气管后面的凝水管路，可以全部充满凝水，称为湿凝水干管；
其流动状态为满管流。
在相同热负荷条件下，湿式凝水管选用的管径比干式的小。
第六章集中供热系统的热负荷
第一节集中供热系统热负荷的概算和特征
上述用热系统的热负荷，按其性质可分为两大类：
1．季节性热负荷供暖、通风、空气调节系统的热负荷是季节性热负荷。
2．常年性热负荷生活用热（主要指热水供应）生产工艺系统用热属于常年性热负荷。
一、供暖设计热负荷
供暖热负荷是城市集中供热系统中最主要的热负荷。
它的设计热负荷占全部设计热负荷的80％一90％以上：
（不包括生产工艺用热）
1．体积热指标法，建筑物的供暖设计热负荷，可按下式进行概算
kW
式中
——建筑物的供暖设计热负荷，kW；
——建筑物的外围体积，m3；
tn——供暖室内计算温度，℃；
——供暖室外计算温度，℃；
建筑物
qv——建筑物的供暖体积热指标，w/m3·
℃,它表示各类建筑物，在室内外温差1℃时，每1m3建筑物外围体积的供暖热负荷。
2．面积热指标法，建筑物的供暖设计热负荷，也可按下式进行概算：
kw
F——建筑物的建筑面积，m2；
—一建筑物供暖面积热指标，W／m2；
它表示每1m2建筑面积的供暖设计热负荷。
3．城市规划指标法对一个城市新区供热规划设计，各类型的建筑面积尚未具体落实时，可用城市规划指标来估算整个新区的供暖设计热负荷。
二、通风设计热负荷
为了保证室内空气具有一定的清洁度及温湿度等要求，就要求对生产厂房、公共建筑及居住建筑进行通风或空气调节。
在供暖季节中，加热从室外进入的新鲜空气所耗的热量，称为通风热负荷。
建筑物的通风热负荷，可采用通风体积热指标或百分数法进行概算。
1．通风体积热指标法可按下式计算通风设计热负荷．
KW
通风体积热指标
值，取决于建筑物的性质和外围体积。
2．百分数法
对有通风空调的民用建筑（如旅馆、体育馆等），按该建筑物设计热负荷的百分数进行概算，即
kW
式中，
——计算建筑物通风、空调新风加热热负荷的系数，一般取0.3-0.5。
三、生活用热的设计热负荷
四、生产工艺热负荷
生产工艺热负荷和生活用热热负荷一样，属于全年性热负荷。
按照工艺要求热媒温度的不同，分为三种：
供热温度在130℃一150℃以下称为低温供热，一般靠0.4-0.6Mpa（abs）蒸汽供热；
供热温度在130℃一150℃以上到250℃以下时，称为中温供热，
当供热温度高于蒸汽供热250℃一300℃时，称为高温供热。
供热调节
热网系统的调节有集中调节、局部调节和单独调节三种调节方式。
其中集中调节是最主要的供热调节方式。
但单独使用一种调节方式，较难收到全面良好的效果（特别是有多种热用户时），往往将三种调节方式互相结合起来使用。
集中供热调节方法主要有以下几种：
1）质调节－用于热水网，只改变网络的供水温度。
2）量调节－用于热水网，只改变网络的循环水流量。
3）用于热水网，分阶段改变流量的质调节。
4）间歇调节－用于蒸汽网和热水网，改变每天的供热小时数。
2、供热调节方式的特点
.1质调节
集中质调节是在循环水泵送入系统中的循环水量不变的条件下，随着室外空气温度的变化，通过改变送入系统中的热水温度进行供热调节的一种方法。
采用集中质调节，系统的循环流量是恒定的，所以对循环水泵没有特殊要求，因而目前大部分机械循环热水采暖系统普遍采用集中质调节。
集中质调节方法的实施，最终是由运行人员根据温度曲线或表格，通过调整抽汽量来实现的。
质调节的特点：
管理简单，操作网路水力工况稳定，但耗电能较多。
2量调节
集中量调节是在保持网路供水温度不变的条件下，随着室外空气温度的变化，通过改变热源处网路循环水水量进行供热调节的一种方式。
采用量调节时，随着室外空气温度的升高，网路循环水量迅速减少，容易引起供暖系统垂直热力失调，而且在实际运行中，随着室外温度变化不断地改变网路流量，操作技术较复杂，难以进行管理。
常需变速泵来实现调节。
量调节只作为集中调节的一种辅助方法，对局部供暖系统进行辅助性调节。
特点：
操作技术较复杂，难以管理且网路水力工况不稳定。
3分阶段改变流量的质调节
分阶段改变流量的质调节，是指把整个供暖期按室外温度的高低分成2-3个阶段，在室外温度较低的阶段中保持设计最大流量，而在室外温度较高的阶段中，保持较小流量。
在每一个阶段中，网络采用一种流量并保持不变，同时随时室外温度变化，采用改变供水温度的质调节。
节约能源。
4间歇调节
间歇调节，是指在室外温度升高时，不改变网络的循环水量和供水温度，而只减少每天供暖的小时数的一种调节方法。
这种调节一般作供暖初期和末期的辅助调节措施。
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