确定水管尺寸课件.ppt

1、确定水管尺寸DES7001目 标 这一章是用于确定水管的尺寸。确定管路尺寸的原则和方法将帮助你准备风机盘管系统的水管尺寸设计。所以，当你完成这部分学习后，你可以做到：1-用开利当量长方法手工计算开式或闭式管路系统的尺寸 2-用开利管路计算程序确定闭式或开式管路系统的水管尺寸 3-当2通控制阀用时用“同时使用系数”的概念使管路和泵的尺寸最小。目 标 能够利用开利的当量长度方法手工确定开式和闭式系统的水管的尺寸 能够利用开利的水管计算软件确定开式和闭式系统的水管的尺寸用两通控制阀时能够用“同时使用系数”概念确定最小的水管管径和水泵管路摩擦损失和速度限制在管路系统已经布置好并且每段管路所需流量已经决

2、定后，管段尺寸可以确定并且系统所需流量可以汇总。只要系统阻力和流量已知，系统所需水泵也可以确定。水管路尺寸主要用单位长度管路的摩擦阻力损失（比摩阻）和流速来作为限制因素的。在1997ASHRAE基本原理手册里，ASHRAE建议水系统应在1至4ft/100ft的比摩阻。在2英寸或更小尺寸的管路中，速度被建议应不大于4ft/sec来减小噪声。在大于2英寸的管中，建议以4ft/100ft的比摩阻为标准来确定水管的尺寸，虽然这与设计人员的判断有差别。附加的限定对于2英寸或更小管径要求比摩阻不大于10ft/100ft。表13-规定的水流速对象流速范围（fps）水泵出口 08 12水泵进口 04 07冷凝

3、水管 04 07集管 04 15立管 03 10常规 05 10城市供水 03 07管路摩擦损失和速度限制开利系统设计手册建议流速限制应基于管路的用途和磨损情况（见表14）。水管的磨损是由因为快速运动的水流里包含气泡、沙子或其他固体颗粒对管内侧的冲刷造成的。这将导致管壁的损坏尤其是末端和弯头处。因为磨损是时间、流速、悬浮颗粒等的函数，水系统的流速限制是一个重要调节方法。开利系统设计手册提供了下面的经验值。表14-最小磨损的最大流速运行时间（hrs/year）最大流速（fps）1500 15 2000 14 3000 13 4000 12 6000 10 8000 08管内流速也可以由总压头决定

4、。比如，在一个城市的水系统中，总损失不能超过城市主管所提供的压力。泵的高运行费用等经济性因素也是限制流速的因素。流速必须不低于1.5fps或不能产生可能使水流阻塞的气泡（与水一起流动）。水管尺寸1 选择系统的水泵需要总的系统阻力2 ASHRAE推荐的选择标准：4 ft/100 ft:：2”水管4 ft/sec：2”管，目标管径沿程损失4ft/100ft；2”管，速度不超过2.5fps这里用开利（Carrier）的表计算摩檫损失所有同程环路的尺寸确定接下去的是完成所有环路和管段的表格，将其按管段编号数字排列好。最后，所有的管段必须都用这个方法设计和确定。这个表格不仅可以用作手工的管径和管路压降计

5、算，也可以将其作为计算管段尺寸的计算机程序的输入数据。在这里，它可以是两用的。注意到每一风机盘管环路的数据的最前面是整个环路的汇总，紧接着是供水管、盘管和回水管的具体数据。将每个环路都这样计算一次。泵的总的压降不是简单的将这些数据加起来。这些风机盘管的环路是并联的。其中的最不利环路的阻力才是选泵所要的。水管设计明细表手工计算结果这是一个同程系统，压力损失对于两个回路是一样的29示范：管径计算程序所有你所学的管接头和管段的数据填入表内，就可以用程序计算了。下一页是一个典型的程序的已填数据的屏幕输入部分将所有的三个环路的数据填入。屏幕弹出窗口表示所有需填数据的部分都填好了。我们用上面的输入表将数据

6、输入。起始和结尾接头要有接头编号和“T”形式的特性描述（N orT or B）。例如：在管段（1）中的起始接头是（0）而没有“T”，输入表就将（0-N）填入。管段（1）的末端是接头（1）而且有个“T”在接头（1）旁。考虑到“T”的直管的损失已在管段一中计算了，分支管的损失计入管段（4），表中填入（1-T）。“T”的损失只是指管段（1）的末端损失。像这样，管段（3）的末端接头被标了（4-B），B代表“T”的分支管的损失。示范：管径计算程序按下面的形式输入计算机所有管段与接头已在程序中定义典型的计算机输入屏幕典型的计算机输出下面一页是这个程序的输出。注意每个管段的压力损失都列出来了。我们把管段1、

7、4、6、和7的加在一起，得到（0.7+15.7+0.6+0.7）=17.4英尺。我们手工计算的是13.41英尺。这是因为程序中选择的是3/8”管而不是1/2”管。这是因为对于管径2”的水管，我们设置的限定流速是4fps，而没有同时对压降（此管径应为10ft/200ft）限制。从输出中还看到三个环路和最大的系统阻力损失，在它的下面打印为“Total System Friction Head(ft wg.)”(全部阻力损失)。计算机显示其值为17.7ft。看“平衡需要”一列，我们看到有一个环路的不平衡值为0.9ft wg。一个环路总共为16.8英尺，其他两个环路是17.7英尺。输出中也表达了这些管

8、中的水容量为1.2加仑。考虑整个系统的水容量是一个很有用的信息，可以用来计算系统的重量，确定膨胀水箱的大小。最下面的两条信息对工程预算是有用的。它们表达了所需的管长和管径，以及配件和接头的数量和形式。现在，在教师的指导下使用Carrier的管路设计程序，填入输入数据，运行程序得到结果。用这个程序可以帮你完成你的“设计练习”。典型的计算机输出演示：管径设计程序 打开计算机 跟着你的教师一起用开利（Carrier）的设计程序 我们将把前面的问题输入计算机 将手算的与计算机算的结果做比较设计练习：确定水管尺寸我们现在可以用计算机程序来确定“设计练习”中房间内的风机盘管系统的水管尺寸。整个问题分为3个

9、独立部分：1-风机盘管：风机盘管：根据设计中选择的风机盘管的控制形式运行此程序。假定平衡阀等于闸阀，球阀等于闸阀，控制阀（2通阀或3通阀）等于球阀。为了简化，进一步假定所有盘管末端的阻力损失一样从你前面的流量汇总表中选定一个值。在管路两端加上“T”的损失以表示与供、回水管连接的损失。运行此程序后，你会得到建筑中每个风机盘管的压头损失。2-柱式风机盘管机组立管系统：柱式风机盘管机组立管系统：对一个柱式机组的立管系统运行此程序可选用异程或同程式立管。每个管段都有接入风机盘管的分支接头，输入第一步中得到的风机盘管损失。运行后，你将得到整根垂直立管的压头损失。并且可以得到新风空调箱的立管管径。3-供、

10、回水总管：供、回水总管：对将冷冻水输送到风机盘管末端的供、回水总管（选择异程或同程式管路）运行此程序。对于与每根立管相接的系统管段，将第二步中的所得到的数据作为已知量输入。运行后，你将得到整个风机盘管系统与冷水机组总的压力损失。可以得到与两个底层的空调箱连接的水管的尺寸。运算前应先绘制系统图。36设计练习：确定水管尺寸分成三个部骤：1）计算风机盘管的损失 假设所有末端设备都一样（2）计算立管的损失 假设风机盘管损失都 一样 确定新风机组的立管尺寸，假设它用单独的立管（3）技术供回水总管 的损失 假设所有风机盘管损失一样 记住一层的空气处理器有两个支路 对空气处理器回路做粗略的损失计算同时使用系

11、数在确定建筑各朝向围护结构的空调负荷时，是该朝向围护结构的峰值负荷。因为太阳的运转，不是所有的围护结构都同时达到峰值负荷。某一时刻，只有一个朝向的围护结构达到峰值负荷。因此在同一方位的风机盘管在某一时间需要最大的水量；在临近或相反的方向则不是。因此，如果风机盘管有“自动控制”2 通控制阀（开关量控制或调节），整个系统的水流量将小于所有末端峰值负荷需水量之和。这个概念叫做“同时使用系数”。水泵和水管的设计要利用这一点来减少水量。同时使用系数的原则是要计算减少的水量。在水管系统中，应用同时使用系数之前必须满足两个条件：1-供给设备的水量必须由自动两通阀控制。2-同时使用系数只有在水管输送水到多朝向

12、外围护结构时才使用。下面的图表示了一个供水管提供四个围护结构朝向时的情况。假设设备由自动两通阀控制，同时使用系数仅适用于西、南和东向。北向将不减少水量和管径，因为它在系统运行时始终需要峰值流量。同时使用系数 每个方向在不同的时间达到峰值 水流量在任何时刻都小于各个方向峰值的总和 可应用同时使用系数 -使用自动两通阀 -供水管供水不止一个方向 举例 -北：不用 -东，南，西：采用同时使用系数图在满足两个先决条件时，“同时使用系数”用于计算水流量及确定管径。为应用此图，设水流过多个朝后在水管末端汇总并回到水泵。然后计算各朝向的汇总水量。对于某朝向，该朝向的汇总水量除以水泵总流量就是查图所用的“比值

13、”数。例如：有一管路系统服务于西、南两个朝向。每一朝向需60GPM水量，则水泵的总流量为120GPM。设水泵将120GPM的水先送到西区，西区的总管供应两个朝向，因此它可因“同时使用系数”而获益，南区则不能。西区的“比值”是60/120=0.50；60是西区的总管在该时段内供出（或汇入）的水量。应此，60就是西向的汇总水量。每一管段内的水量可以用0.76的“同时使用系数”来修正。同时使用系数图我们来看“同时使用系数”是如何使用的西向：(60/120)=0.50,同时使用系数=0.76同时使用系数例题设：建筑的一个层面有两台水泵，A泵服务西、南朝向；B泵服务东、北朝向。所有末端都由两通阀控制。南

14、北向不能考虑“同时使用系数”，因为在某一时刻必须向所有机组提供最大GPM。而东西向则不然，因为他们服务的朝向多于一个。我们来看A泵，西向的汇总水量是60。A泵总水量是120，从上图可以查到“同时使用系数”为0.76。下表表示“同时使用系数”如何用于每一管段。B泵相同。同时使用系数例题A泵：管段 最大 同时 设计 GPM 系数 GPMA-R1 120 0.76 91R1-R2 100 0.76 76R2-R3 80 0.76 61R3-R4 60 1.00 60R4-R5 40 1.00 40R5-R6 20 1.00 20B泵：管段 最大 同时 设计 GPM 系数 GPMB-R7 120 0.76 91R7-R8 100 0.76 76R8-R9 80 0.76 61R9-R10 60 1.00 60R10-R11 40 1.00 40R11-R12 20 1.00 20西向汇总流量=60水泵总流量=120比值=60/120=0.5查表，同时使用系数=0.76结 束