《供热水力计算》课件

供热水力计算供热水力计算是建筑供暖系统设计的重要环节。它用于确定管道尺寸和泵的流量，以确保热水能够以所需的温度和流量供应到每个水龙头和设备。课程内容简介供热系统基础介绍供热系统基本概念，包括系统组成、工作原理、常用术语。供热计算方法重点讲解供热管道、散热器、换热器等重要元件的计算方法。系统设计与优化介绍供热系统设计流程，包括方案选择、参数优化、系统调试。案例分析与实践通过实际案例，讲解供热系统设计与计算的应用，并提供实操经验。供热系统概述供热系统是将热能传递给建筑物或设施，以满足人们对温度和舒适度的要求。它是现代城市基础设施的重要组成部分，确保了建筑物在寒冷季节的正常运行。供热系统由热源、热媒、输配系统和终端设备组成。热源可以是燃煤、燃气、电力、地热等，热媒可以是水、蒸汽、空气等，输配系统包括管道、阀门、泵等，终端设备包括散热器、地板采暖等。供热管道布置1规划考虑建筑物结构、设备位置、空间限制等因素。2设计根据热负荷、水力计算结果，确定管道走向、管径和材料。3安装管道安装需符合规范要求，并进行严格的压力测试和调试。4维护定期检查管道系统，及时维修和保养，保证供热系统的正常运行。供热管道布置是整个供热系统的重要环节，它直接影响着供热效果和系统的运行效率。管道材料选择钢管钢管坚固耐用，成本较低，常用于供热系统中。铜管铜管耐腐蚀，导热性好，常用于水质较好的供热系统。塑料管塑料管轻便易安装，耐腐蚀，但耐热性差，适用范围有限。不锈钢管不锈钢管耐腐蚀，耐高温，但成本较高，适合用于特殊环境。管道管径计算管道管径计算是供热水力计算的重要环节，需要根据流量、流速、压力损失等因素进行综合考虑。计算方法通常采用公式法或图表法，并需要结合实际情况进行调整。100流量热负荷、水温差2流速管道材质、水质3压力损失管道长度、弯头数量4管径满足流量、流速、压力损失管道压力损失计算管道压力损失是流体在管道中流动时克服摩擦阻力而损失的能量。主要影响因素包括：管道长度、管道直径、流速、流体黏度等。计算公式hf=f*(L/D)*(V^2/2g)其中hf为压力损失，f为摩擦系数，L为管道长度，D为管道直径，V为流速，g为重力加速度管道静压计算管道静压是管道内水柱的高度，它会影响供水系统的压力。在计算管道静压时，需要考虑管道的长度、高度差、水流方向等因素。例如，如果管道长度为100米，高度差为10米，水流方向向上，那么管道静压为10米水柱高度，即10kPa。管道静压计算公式如下：P=ρgh其中：P为管道静压，单位为帕斯卡(Pa)ρ为水的密度，单位为千克每立方米(kg/m³)g为重力加速度，单位为米每平方秒(m/s²)h为管道高度差，单位为米(m)在实际应用中，管道静压计算需要考虑管道材料、水温、水质等因素的影响。泵站设置1泵站选址靠近水源和热源，方便管道连接。2泵站结构考虑设备安装、维修和通风。3泵站设备选择合适的泵、阀门和控制系统。4安全设施配备防雷、防爆和消防设施。泵站是供热系统的重要组成部分，需要合理设置。泵型号选择流量匹配选择合适的泵型号需要考虑供热系统的流量需求。流量匹配意味着泵的实际流量应与系统所需的流量一致。流量过大，会导致泵运行效率降低，能耗增加；流量过小，则无法满足系统所需的供热量。扬程匹配扬程指的是泵将水提升到一定高度的能力。扬程匹配是指泵的扬程应与供热系统所需的扬程一致。扬程不足，会导致供热系统无法正常运行；扬程过高，则会导致泵运行效率降低，能耗增加。性能参数除了流量和扬程，还需考虑其他参数，如效率、功率、噪音、安装尺寸等。根据具体需求选择合适的泵型号，以确保供热系统安全、高效、稳定运行。调节阀的功能1流量控制调节阀通过改变阀门开度，控制流经管道的热水流量，确保供热系统水量平衡。2压力调节调节阀可根据系统压力变化，自动调节阀门开度，保持系统压力稳定。3温度控制调节阀可配合温度传感器，根据设定温度控制热水流量，保证供暖效果。4安全保护调节阀可设置安全限位，防止系统出现异常情况，如管道爆裂或水锤现象。调节阀型号选择阀门材质调节阀材质选择应考虑供热介质的特性，例如温度、压力和腐蚀性，以确保阀门的耐用性和安全性能。阀门类型根据供热系统需求选择合适的阀门类型，例如平衡阀、流量控制阀或压差控制阀，以实现精确的流量控制和压力调节。阀门规格阀门规格应根据管道尺寸、流量需求和压力损失计算确定，以确保阀门能够满足系统运行需求。阀门控制系统选择合适的阀门控制系统，例如手动控制、自动控制或智能控制，以实现对阀门的精确控制和优化系统运行效率。给水系统计算1水量计算确定建筑物用水量，包括生活用水、生产用水等。根据用水需求，估算系统最大流量。2水压计算计算系统最高水压，考虑水泵扬程、管道摩擦损失和水头损失等因素。3管径计算根据水量、水压和管材特性，计算各段管道所需管径，确保供水压力和流量要求。系统水量平衡供水量指的是系统总供水量，回水量指的是系统总回水量，循环水量指的是系统循环水量，损失量指的是系统供水量与回水量的差值。散热器选型散热量根据房间热负荷选择合适的散热器型号，确保满足房间供暖需求。工作温度选择适合供热系统工作温度的散热器，避免高温损坏或低温效率低。安装方式根据房间布局和装修风格，选择壁挂式、立式或明装等不同的安装方式。材质选择耐腐蚀、耐高温、安全可靠的材质，如钢制、铝制或铜制散热器。热负荷计算方法描述度日法根据气温差计算建筑物热负荷热平衡法考虑建筑物热量损失和热量增益模拟法使用软件模拟建筑物热量传递过程室内热工计算室内热工计算是供热水力计算的重要组成部分，旨在确定房间所需的热量，以确保舒适的室内温度。该计算考虑了建筑物的保温性能、窗户面积、房间用途和人体热量释放等因素。10房间热负荷以瓦特(W)为单位5供暖面积以平方米(m²)为单位15室内温度以摄氏度(°C)为单位20室外温度以摄氏度(°C)为单位辐射传热计算辐射传热是指通过电磁波传递热量的方式。辐射传热与物体表面性质、温度以及物体间距离有关。辐射传热计算需要考虑物体表面发射率、吸收率、反射率以及环境温度等因素。在供热系统中，辐射传热主要通过散热器或地面辐射来实现。计算辐射传热量需要考虑室内热负荷、散热器表面积、散热器表面温度以及房间面积等参数。对流传热计算对流传热流体与固体表面之间的热量传递计算方法牛顿冷却定律主要参数对流换热系数、流体速度、流体性质对流换热系数是影响对流传热的重要参数，可通过实验或理论计算获得。混合传热计算混合传热是指在供热系统中，同时发生对流传热和辐射传热的现象。混合传热计算方法根据不同的热交换器类型和工况而有所不同。1对流空气对流2辐射热量辐射3混合混合传热管式换热器设计热量计算首先，需要计算所需的热量交换量，以确定换热器的大小和类型。材料选择选择合适的换热器材料，例如铜、不锈钢或碳钢，以满足工作温度和压力要求。结构设计根据热量交换需求、流体特性和压力要求，设计换热器结构，包括管路布置和传热面积。性能测试设计完成后，需要进行性能测试，以验证换热器是否满足设计要求。板式换热器设计确定换热面积根据热负荷、换热温度差和热交换效率计算板式换热器的换热面积，确保满足设计要求。选择板型和材质根据工况和介质特性选择合适的板型，例如波纹板、平板等，并确定板材材质，例如不锈钢、碳钢等。选择密封材料选择耐腐蚀、耐高温的密封材料，确保换热器长期稳定运行，防止泄漏。设计流道和压降设计流道结构，优化流体流动路径，确保换热效率，并控制压降，避免对系统造成影响。考虑安全因素设计应考虑安全因素，例如压力、温度、腐蚀等，确保换热器安全可靠运行。热交换机械设计换热器类型换热器是供热系统中重要的设备，根据传热方式和结构可分为管式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器等选择合适的换热器类型取决于系统的具体要求和运行条件，例如热负荷、介质类型、压力、温度等设计要点换热器设计需考虑换热效率、压降、结构强度、材料选择等因素设计目标是实现高效、可靠的换热过程，同时确保换热器的安全运行计算分析进行热量平衡计算，确定换热面积和流体流速分析换热器压降和流体流动特性，确保换热器高效运行热交换效率热交换效率是指热交换器实际传递的热量与理论上所能传递的热量之比。热交换效率受多种因素影响，例如换热器的结构、流体的性质、流速等。提高热交换效率可以节省能源，降低运行成本。换热器选型管式换热器结构紧凑，传热效率高，应用广泛。板式换热器占地面积小，重量轻，安装方便。螺旋板式换热器传热面积大，适用于高粘度、易结垢流体。供热系统优化1热负荷分析准确计算热负荷，确定系统供热能力2管网分区根据建筑结构和使用特点，合理划分供热区域3流量调节通过调节阀控制各区域供热流量4温度控制自动调节供热温度，保证舒适和节能供热系统优化旨在提高供热效率，降低运行成本，并改善用户舒适度。通过合理划分供热区域，并采用先进的自动控制技术，可以实现供热系统的智能化管理，并有效减少能源浪费。管网分区和调节1分区控制根据建筑物的规模、用途和热负荷，将管网划分成不同的区域，独立供热，提高供热效率和节能效果。2调节阀应用在各分区管网的入口安装调节阀，控制各区域的供热量，满足不同区域的热负荷需求。3流量计监测在各分区管网安装流量计，实时监测各区域的供热流量，确保供热系统的正常运行。4自动控制系统利用自动控制系统，根据室内温度和室外气温的变化，自动调节各区域的供热量，实现舒适、节能的供热效果。供热系统自动控制1自动控制系统自动控制系统可优化供热系统运行，确保稳定性和效率。自动控制系统可以根据实际需求调节供热系统的参数，比如水温、流量和压力等，从而确保系统运行稳定、安全和节能。2传感器和执行器传感器可以收集实时数据，比如温度、压力和流量等，并将数据传输到控制系统。执行器根据控制系统的指令控制供热系统的阀门和泵，从而实现对系统的调节和控制。3控制逻辑控制系统根据预设的控制逻辑对收集到的数据进行分析和处理，并发出指令控制执行器，实现对供热系统的自动控制。供热系统运行管理定期维护定期检查供热系统，及时发现问题并处理。确保系统安全可靠运行。节能措施采取节能措施，降低运行