建筑热水循环管网计算方法的探讨.doc

建筑热水循环管网计算方法的探讨王彤1,吴志荣2,刘霁阳3(,陕西西安710061;,天津300074;,陕西宝鸡721000摘要:通过联立建筑热水循环管网的水力平衡方程和管段热平衡方程,建立了热水循环管网计算的数学模型,采用迭代法求解满足配水点最低水温要求的管网总循环流量,从理论上准确得出各项计算结果,并给出了计算程序框图,经实例计算得到满意结果。关键词:热水管网;热平衡方程;水力平衡方程;迭代法中图分类号:TU822文献标识码:C文章编号:1000-4602(200405-0065-03基金项目:建设部科技项目(建科02-5-,循环流量及水温的准确计算具有决定意义。目前,计算管段终点水温的方法有温降因素法和面积比温降法,二者仅考虑了管段的几何尺寸(或散热面积和保温系数,而忽略了不同管段通过的循环流量及其温度均存在着差异这一因素(即未考虑热平衡的要求。在得出近似的总循环流量后,沿水平干管、立管(支管分配循环流量时,通用的计算式[1]q(n+1x=qnxq(n+1sqns仅考虑了热平衡及节点流量守恒的要求,却忽略了环路水力平衡的要求。计算所得的结果中,管网各管段的热损失Qs与循环流量通过该管段因温降而补偿的热量Qs往往不相等,循环流量仅满足节点连续性方程,而在配水、回水管网构成的各个闭合环路上不能满足能量方程的要求。为弥补这一缺陷,笔者提出按整体管网统一考虑,联立建筑热水管网的水力平衡方程和管段热平衡方程,建立热水循环管网计算的数学模型,采用迭代法上机求解,从理论上准确得出计算结果,同时满足水力平衡和热平衡的要求。1管段终点水温计算公式的推导配水管网各管段的热损失计算公式[1]:Qij=DijLijK(1-ij(ti+tj2-tk(1式中Qij!!!ij管段的热损失,WDij!!!ij管段的外径,mLij!!!ij管段的长度,mij!!!ij管段的保温系数,无保温时ij=0,简单保温时ij=,较好的保温时ij=~!!!计算管段周围空气温度,∀K!!!无保温时管道的传热系数,/(m2#∀ti、tj!!!分别为管段起点i、终点j的水温,∀通过ij管段的循环流量qij因温度降低而补偿的热量按下式计算[1]:Qij=qijCB(ti-tj(2式中Qij!!!通过ij管段的循环流量qij因温降而补偿的热量,Wqij!!!通过ij管段的循环流量,L/sCB!!!水的比热,CB=4190J/(kg#∀管段热平衡方程为:Qij=Qij(3代入式(1、(2并整理得:qij=DijLijK(1-ij(ti+tj2-tkCB(ti-&[2]aij=DijLijK(1-ijCB可导出管段起点i、终点j的水温与循环流量之间的关系:qij=aij(12+tj-tkti-tj(4则管段终点水温计算公式为:tj=(2qij-aijti+2aijtk2qij+aij(52热水循环管网水力平衡的数学模型在热水管网的任一节点i处,热水循环流量应满足连续方程:ij∃Viqij=0(i=1,2,%,n(6式中n!!!热水管网的节点总数Vi!!!与节