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3.8 热水管网系统的定压方式
为实现热水管网设计水压图的运行工况，必须通过设置定压装置，采用一定的定压方式，来维持热水供热系统中定压点压力恒定。
供热系统在运行或停止状态下，压力始终保持不变的店成为恒压点。供热系统在无泄漏补水，并忽略热水体积膨胀时，恒压点的压点的压力值是唯一的，且等于静水压线值。恒压点的位置一般在系统循环水泵入口处，也可以在系统的任何一点，视供热系统的形式而定。
维持恒压点压力恒定不变是热水供热系统正常运行定的基本条件。热水供热系统由于不严密，产生漏水损失，将引起系统内压力的波动。维持热水供热系统内热媒压力一定或在一定范围内波动，必须不断的向系统内补水。所以热水供热系统的定压系统往往和补水系统同时考虑。
热水网路常用的定压方式有膨胀水箱定压，补给水泵定压，惰性气体定压，蒸汽定压等。补给水泵定压方式是目前国内集中供热系统最常用的一种定压方式。补给水泵定压方式主要有三种形式：
(1)补给水泵连续补水定压方式 (2)补给水泵间歇补水定压方式
(3)补给水泵补水定压设在旁通管处的定压方式
间歇补水定压方式要比连续补水定压方式少耗一些电能，设备简单，但其动水压曲线上下波动，不如连续补水方式稳定。间歇补水定压方式宜使用在系统规模不大，供水温度不高、系统漏水量较小的供热系统中；对于系统规模较大，供水温度较高的供热系统，应采用连续补水定压方式(见图3-6)。
图 3-6 补给水泵连续补水定压方式示意图
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说明：1-补给水箱 2-补给水泵 3-安全阀 4-加热装置 5-网路循环水泵 6-压力调节阀 7-热用户
上述三种补水定压方式，其定压点都在网路循环水泵的吸入端。对于大型的热水供热系统，为了适当地降低网路的运行压力和便于网路的压力工况，可采用定压点设在旁通管的连续补水定压方式，使旁通管不断通过网路水。网路循环水泵的计算流量，要包括这一部分流量，因此多耗电能。
鉴于本设计中供热系统规模不大、供热温度不高所以选择间歇性补水定压方式。
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第4章 供暖管网的水力计算
4.1 供热管网的水力计算方法
室内热水供暖系统管道水利计算的基本原理与公式完全适用于室外热水网路，为了简化计算室外供热管网水利计算多采用局部阻力当量长度法。本设计中的水力计算采用当量长度法。
4.2 供热管网水力计算的步骤
(1)确定网路中热媒的计算流量 G?Q0.8Q6 (4-1) ?c(?1'??2')??1'?2'式中，G——供暖系统用户的计算流量，t/h； Q——用户热负荷，kW；
c——水的比热，取c=4.187KJ/Kg·℃； ?'1/?'2——供热网路的设计供、回水温度，℃。 以商店为例进行计算，如下：
G?0.86?80Q0.86Q??3.44t/h ?80?60c(?'1??'2)?'1??'2本设计中各建筑的流量计算表见表4-1
表4-1 各管段流量计算表
建 筑
名 称 负荷(kW) 设计流量(t/h)
商店 80 3.44
干部 公寓 325 13.97
写字楼 60 2.58
会议 大厅 140 6.02
活动 中心 140 6.02
小会 议室 77 3.31
宿舍楼 400 17.20
培训 中心 630 27.08
(2)确定热水网路的主干线及其平均比摩阻
热水网路水利计算是从主干线开始。网路中平均比摩阻最小的一条管线，称为主干线。在一般情况下，热水网路各用户要求预留的作用压差基本相等，所以通常从热
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源到最远用户的管线是主干线。
主干线的平均比摩阻R值对确定整个管网的管径起着决定性的作用，热水网路主干线的比摩阻通常是通过技术分析的方法来确定。当管段的通过能力一定时，管段的比摩阻与管道的直径d的5.25次方成正比，即管径越大将使该管段的比摩阻减小，使热水网路的阻力损失减小，因而循环水泵的功率减小，经济运行费用也减少。但供热管道直径越大，供热管网的建设投资越大。
如选用的R值较大，热媒流速高，管径越小，从而降低了管网的基建投资和热损失，但网路循环管水泵的基建投资和电耗随之增加。同时，比摩阻R值的大小，还影响供热管网水利工况的稳定性。比摩阻R值增大，供热管网的水利稳定性将下降。
因此需要找出一个经济的比摩阻值，使热水供热管网在规定的计算年限里总费用最少。经济比摩阻是综合考虑管网和热力站的投资与运行电耗及热损失费用等得出的最佳管径设计比摩阻值。当供热管网主干线供、回水干管总长度较长时，比摩阻选用较小值，反之选取较大值。在供热管网主干线末端宜选用比摩阻的较小值，反之选取较大值。在供热管网主干线末端宜选用比摩阻的较小值。影响经济比摩阻的因素很多，“经济比摩阻”的值是一个有待探讨的问题。
根据《热网规范》，在一般情况下热水网路主干线的比摩阻，建议采用30~70Pa/m进行计算。
(3)根据热水网路主干线各管段的计算流量G和经济比摩阻R值，有热水网路水利计算表，确定各管段的管径d和相应的实际比摩阻R值。
根据选用的公称直径和管中局部阻力形式，确定管段局部阻力当量长度Ld及折算长度Lzh。
(4)根据管段折算长度Lzh的总和利用下式计算各管段压降ΔP
?P?R(L?Ld) (4-2)
式中，?P——管段压降，Pa；
R——管段的实际比摩阻,Pa；
L——管段的实际长度，m； Ld——局部阻力当量长度。
(5)确定主干线的管径后，就可以利用同样方法确定支管管径，为了满足网路中各用户的作用压差平衡，必须使各并联管路的压降大致相等，故并联支线的推荐比摩阻Rtj需用式(4-3)进行计算
Rtj=ΔP/Lzh (4-3)
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式中，Rtj——推荐比摩阻，Pa/m；
ΔP——资用压降，即与直线并联的主干线的压降，Pa； Lzh——考虑局部阻力的管段折算长度， Lzh=L×1.3，m。
根据式(4-3)可得到支线的推荐比摩阻，结合管段的流量可利用水力计算表确定支线的公称直径、实际比摩阻及实际压降。
(6)对于实际压降过小的管段为消除剩余压头，应在用户引入口或热力站处安装调压板、调压阀门、平衡阀或流量调节器等来消除压头，以便使供热管网各环路之间的阻力损失平衡，避免产生距热源近处的用户过热而远处用户过冷的水平失调现象。本设计采用调压孔板，并把它们安装在供水管上。
调压板孔径按下式计算：
d?2GDnf mm (4-4)
2f?23.21?10?4Dn??P?0.812G (4-5)
式中，d——调压板的孔径，mm；
Dn——管道内径，mm；
G—— 管段的计算流量，kg/h；
?P——调压板需消耗的剩余压头，因只在供水管安装调压板，剩余压头应为供回水管压力损失之和，Pa；
3 ?——热水的密度，kg/m。
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