供熱工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書

1、供熱工程課程設(shè)計(jì)說明書題目：某辦公樓供熱設(shè)計(jì)院（系）：環(huán)境與建筑學(xué)院專業(yè)：建筑環(huán)境與設(shè)備工程學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：目錄、設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)成果要求和原始資料1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容1.2設(shè)計(jì)成果要求1.3原始資料二、設(shè)計(jì)依據(jù)2.1設(shè)計(jì)參數(shù)2.2傳熱系數(shù)的確定2.3地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的確定2.4門傳熱系數(shù)2.5其他資料2.6朝向修正率三、供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷3.1熱負(fù)荷組成3.2負(fù)荷計(jì)算四、熱水供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案比較與確定4.1循環(huán)動(dòng)力4.2供、回水方式4.3系統(tǒng)敷設(shè)方式4.4供、回水管布置方式五、散熱器的選型及安裝形式5.1散熱器的選擇5.2散熱器的布置5.3散熱器的安裝5.4散熱器的計(jì)算六、熱水供暖系統(tǒng)水力計(jì)

2、算6.1選擇最不利環(huán)路6.2計(jì)算最不利環(huán)路的作用壓力6.3確定最不利環(huán)路各管段的管徑d6.4確定長(zhǎng)度壓力損失6.5.確定局部阻力損失 Z6.6求各管段的壓力損失。6.7求環(huán)路總壓力損失6.8確定通過立管和散熱器環(huán)路中各管段的管徑。七、熱源的計(jì)算、設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)成果要求及原始資料1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容室內(nèi)采暖系統(tǒng)：管路布置、末端設(shè)備選型與計(jì)算、熱源熱力系統(tǒng)流程與設(shè)備選型說明：1）采暖末端設(shè)備可以采用地板采暖、散熱器、風(fēng)機(jī)盤管等形式。2）熱源可以采用鍋爐、熱泵或者換熱器3）熱負(fù)荷計(jì)算和水力計(jì)算為本任務(wù)書所指定的部分（序號(hào)為奇數(shù)的為左半部分，序號(hào)為偶數(shù)的為右半部分），系統(tǒng)布置和制圖要求為整個(gè)系統(tǒng)（假定整個(gè)系

3、統(tǒng)左右對(duì)稱）。1.2設(shè)計(jì)成果要求（1）設(shè)計(jì)計(jì)算書與說明書（2）圖紙1）辦公樓采暖系統(tǒng)軸測(cè)圖或者原理圖2）辦公樓采暖系統(tǒng)平面圖3）熱源熱力系統(tǒng)流程圖說明：1）說明書可手寫或計(jì)算機(jī)打印2）圖紙必需用計(jì)算機(jī)繪制，結(jié)果保存為AutoCAD 2004/2006格式，并且將圖形打印在相應(yīng)規(guī)格的圖紙上。1.3原始資料（1）熱負(fù)荷種類與參數(shù)采暖熱負(fù)荷，自行確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型，滿足最小傳熱阻以及建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求，建筑的平 面圖和立面圖見附件。根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)自行計(jì)算采暖熱負(fù)荷。（2）建設(shè)地點(diǎn)：臨汾某三層辦公大樓（3 ）氣象條件：臨汾市區(qū)地理位置：東經(jīng)111 30北緯 36 04海拔為 449.5m二、設(shè)計(jì)依據(jù)2.

4、1設(shè)計(jì)參數(shù)辦公樓20門廳，樓梯16辦公室20會(huì)議室，接待室，多功能廳18走道，洗手間，公共食堂16走廊5室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)采暖室外計(jì)算溫度-6.6 C冬季室外計(jì)算相對(duì)濕度58 %冬季室外平均風(fēng)速1.6m/s冬季室外最多風(fēng)向的平均風(fēng)速2.6m/s冬季最多風(fēng)向C SW冬季最多風(fēng)向的頻率 （）35 7冬季室外大氣壓力972.5Pa冬季日照百分率47 %冬季氣象參數(shù)A32203 窗墻面積比w04注：有外遽陽時(shí)遮陽Stt-玻璃的遽陽系數(shù)工外遽陽的遽陽系數(shù)；無外建陽 時(shí)，遮陽系數(shù)=玻璃的謹(jǐn)陽系業(yè)“單一朝 向外窗 （包插透 明幕墻屋頂遴明部分2.2傳熱系數(shù)的確定查建筑熱工計(jì)算分區(qū)圖可知：臨汾屬于寒冷地區(qū)查資料公共

5、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB 50189-2005，按照節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)房間以及窗子門的傳熱系數(shù)。由原始圖紙可知，維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的確定:體型系數(shù)計(jì)算 體積 V=16.620*12.9*54.780=11744.72m體形系數(shù)=表面積/體積=0.232窗墻比計(jì)算南面窗S 窗南=(2*7.1*5+2*5.75*2)*3=282m22S 南總=12.9*54.78=706.66m南面窗墻比=0.399 S 北窗=(21.350*2+1.250)*2*3=263.7 m2S北總=S南總=706.66 m北面窗墻比=0.373外窗I包括透明算墻）罐陽系數(shù)SC （東、瓠西 向丿北向）傳熱桀K W/fnK) 表面積

6、S=54.780*16.620+54.780*12.9*2+16.620*12.9*2=2729.556 m窗fit面積比怎0.20.2窗墻面積比S30.70/0.4窗墻面積ttwOSWU6O/【墻面積比0,50/圍護(hù)結(jié)構(gòu)部位屋面外墻底面接觸室外 空氣的架空或 外挑樓板非采暖空調(diào) 房間與采暖 空調(diào)房間的 隔墻或樓板傳熱系數(shù)K 0.55 0.6 0.6 1.5根據(jù)簡(jiǎn)明供熱設(shè)計(jì)手冊(cè)傳熱系數(shù)K如下:注：周邊地面累指距外墻內(nèi)表面2m以內(nèi)的地面;地面熱阻系播建筑基礎(chǔ)持力層以上各層材料的熱阻之和;地下室外墻熱膽系扌皆土壤以內(nèi)各層材料的熱阻之和。地面；周邊地面家冷地區(qū)非周邊地面采曖、空調(diào)地下室外壇（與土壤接

7、絶的壇）2.3地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的確定地面：不保溫地面。K值按劃分地帶計(jì)算FW2 Jt.lT岐悼斛卡帆喑訃2.4門傳熱系數(shù)：常用圍護(hù)第構(gòu)的傳熱系數(shù)蠱值（W/n? fft 2-7類型K1門實(shí)休木制外門】單層L 552-332.5 其他資料1. 人數(shù)：按照相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)確定。2. 照明、設(shè)備：按照相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)確定。3. 采暖設(shè)備要求散熱器要求散熱性能好，金屬熱強(qiáng)度大，承壓能力高，價(jià)格便宜，經(jīng)久耐用，使用壽命長(zhǎng)。該設(shè)計(jì)中采暖設(shè)備選用散熱器供暖。對(duì)散熱器的要求主要有以下幾點(diǎn)：1）熱工性能方面的要求，散熱器的傳熱系數(shù)值越高，說明其散熱性能越好。提高散熱器的散熱量，增大散熱器傳熱系數(shù)的方法，可以采用增加外壁散熱面

8、積（在外壁上加肋片）、提高散熱器周圍空氣的流動(dòng)速度和增加散熱器向外輻射強(qiáng)度等途徑。2）經(jīng)濟(jì)方面的要求，散熱器傳給房間的單位熱量所需金屬耗量越少，成本越低越好。3）安裝使用和工藝方面的要求，散熱器應(yīng)具有一定機(jī)械強(qiáng)度和承壓能力；散熱器的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于組合成所需要的散熱面積，結(jié)構(gòu)尺寸要小，少占房間面積和空間，散熱器的生產(chǎn)工藝應(yīng)滿足大批量生產(chǎn)的要求。4）衛(wèi)生美觀方面的要求，散熱器要外表光滑，不積灰和易于清掃，散熱器的裝設(shè)不應(yīng)影響房 間的觀感。5）使用壽命的要求，散熱器應(yīng)不易被腐蝕和破損，使用年限長(zhǎng)。三、供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷3.1熱負(fù)荷組成1、基本耗熱量（屋頂、墻、地板和窗耗熱量）；2、圍護(hù)結(jié)構(gòu)修正耗熱

9、量（朝向、風(fēng)力、高度影響的修正）；3、冷風(fēng)滲透耗熱量；4、冷風(fēng)侵入耗熱量；3.2負(fù)荷計(jì)算1. 主要計(jì)算公式1由于冬季室外溫度的波動(dòng)幅度遠(yuǎn)小于室內(nèi)外的溫差，因此在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量計(jì)算中采用日 平均溫差的穩(wěn)態(tài)計(jì)算法，（1 ）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量q FK （tN tw）（ 3.4）式中q圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量形成的熱負(fù)荷（W;圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)；F圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積（怦）；K 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)W/（怦c ）；tN 冬季采暖室內(nèi)計(jì)算溫度（C）；tw 冬季采暖室外計(jì)算溫度(C)所以查得溫差修正系數(shù)a=1，屋面為a =0.9.( 2 )圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加耗熱量圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加耗熱量按其占基本耗熱量的百分率確定

10、。1) 朝向修正率朝向修正耗熱量 =基本耗熱量X朝向修正率 北朝向：10%；東、西朝向：-5%；南向：0%風(fēng)力附加率：該地區(qū)室外風(fēng)速(冬季)1m/s，且由于市區(qū)建筑一般風(fēng)速v4 m/s,所以不予附加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的高度附加 本設(shè)計(jì)中建筑只有一層高為 4.3m， 附加 0.6%2) 冷風(fēng)滲透耗熱量Q2 =0.28V p w Cp ( tn twn )(3.5)式中：Q2 冷風(fēng)滲透耗熱量(W;v經(jīng)門、窗隙入室內(nèi)的總空氣量，m/h ；p w供暖室外計(jì)算溫度下的空氣密度，本設(shè)計(jì)取1.363kg/m 3;Cp冷空氣的定壓比熱，Cp =1.01KJ/( kg C) o經(jīng)門、窗隙入室內(nèi)的總空氣量按下式計(jì)算 V=

11、Lh l n 式中：L h每米每小時(shí)縫隙入室內(nèi)的空氣量；l 門窗縫隙的計(jì)算長(zhǎng)度，m；n滲透空氣量的朝向修正系數(shù)。臨汾的室外風(fēng)速是 1.6 m/s,確定單層木窗的每米每小時(shí)縫隙入室內(nèi)的空氣量1.60（m3/h m）,滲透空氣量的朝向修正系數(shù)由采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范查得，北向n=1南向=0.45.4）冷風(fēng)侵入耗熱量開啟外門時(shí)侵入的冷空氣需要加熱到室內(nèi)溫度，對(duì)于短時(shí)間開啟無熱風(fēng)幕的外門，可以用外門的 基本耗熱量乘以相應(yīng)的附加率：Q3=NQi.j.m（3.8）式中：Q1.j.m 外門基本耗熱量，W；N 考慮冷風(fēng)侵入的外門附加率。本設(shè)計(jì)中只有首層有外門，后門取附加率取65%（計(jì)算結(jié)果相見附錄1負(fù)荷計(jì)

12、算表）四、熱水供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案比較與確定熱水采暖系統(tǒng)形式的選擇，應(yīng)根據(jù)建筑物的具體條件，考慮功能可靠、經(jīng)濟(jì)，便于管理、維修 等因素，采用適當(dāng)?shù)牟膳问健?.1循環(huán)動(dòng)力根據(jù)設(shè)計(jì)資料中給出動(dòng)力與能源資料為城市熱網(wǎng)提供熱媒（熱水參數(shù)tg=95 C, th=70 C）且系統(tǒng)與室外管網(wǎng)連接，其引入口處供回水壓差P=20000 Pa。故可確定本設(shè)計(jì)為機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)。4.2供、回水方式供、回水方式可分為單管式和雙管式1。雙管熱水供暖系統(tǒng)：因供回水支管均可裝調(diào)節(jié)閥，系統(tǒng)調(diào)節(jié)管理較為方便，故易被人們接受， 但雙管熱水供暖系統(tǒng)由于自然循環(huán)壓頭作用，容易引起垂直失調(diào)現(xiàn)象，故多用于四層以下的建筑。按 其供水干管的位置不

13、同，可分為上供下回、中供下回、下供下回、上供上回等系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用上供 下回式系統(tǒng)。單管熱水供暖系統(tǒng)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，節(jié)省管材，造價(jià)低，而且可減輕垂直失調(diào)現(xiàn)象，故五到六層建 筑中宜采用單管式采暖系統(tǒng)，不過一個(gè)垂直單管采暖系統(tǒng)所連接的層數(shù)不宜超過十二層。層數(shù)過多會(huì) 使立管管徑過大，下部水溫過低，散熱器面積過大不好布置，為了提高下層散熱器的水溫可設(shè)成帶閉 合管的單管垂直式采暖系統(tǒng)。本工程為辦公樓無需分戶熱計(jì)量，又總建筑為三層，由上述比較及分析可以確定本工程采用單 管熱水供暖系統(tǒng)。4.3系統(tǒng)敷設(shè)方式系統(tǒng)敷設(shè)方式可分為垂直式和水平式系統(tǒng)1。水平式熱水供暖系統(tǒng)：水平式采暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)管路簡(jiǎn)單，節(jié)省管材，無穿過各層

14、樓板的立管，施 工方便，造價(jià)低，可按層調(diào)節(jié)供熱量，當(dāng)設(shè)置較多立管有困難的多層建筑式高層建筑時(shí)，可采用單管 水平串聯(lián)系統(tǒng)。但該系統(tǒng)的排氣方式較為復(fù)雜，水平串聯(lián)的散熱器不宜過多，過多時(shí)除后面的水溫過 低而使散熱器片數(shù)過多外，管道的膨脹問題處理不好易漏水。垂直式熱水供暖系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)管路簡(jiǎn)單，節(jié)省管材，施工管理方便，造價(jià)低，但易造成垂直平失 調(diào)。在無需考慮分區(qū)問題，目前被廣泛采用。根據(jù)上述比較與分析，結(jié)合本工程單層散熱器較多，房間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無需考慮分區(qū)問題，所以， 本工程采用垂直式系統(tǒng)。4.4供、回水管布置方式供、回水管布置方式可分為同程式和異程式1異程式系統(tǒng)布置簡(jiǎn)單、節(jié)省管材，但各立管的壓力損失難以平

15、衡，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的水力失調(diào)現(xiàn)象。而同 程式系統(tǒng)可消除式減輕水力失調(diào)現(xiàn)象，故有條件時(shí)宜采用同程式系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用同程式系統(tǒng)。根據(jù)建筑特點(diǎn)，本工程采用環(huán)狀同程式系統(tǒng)，即在底層設(shè)一根總的回水 同程管。4.5工程方案確定綜合上述分析，本工程熱水供暖系統(tǒng)采用機(jī)械循環(huán)、垂直單管、同程上供下回式系統(tǒng)。五、散熱器的選型及安裝形式5.1散熱器的選擇選鑄鐵四柱813型，高度為813mm它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，造價(jià)低，傳熱系數(shù)高；金屬熱強(qiáng)度大，易消除積灰，外形也比較美觀；每片散熱器的面積少，易組成所需散熱面積。 散熱器規(guī)格及傳熱系數(shù)型號(hào)散熱面積水容量重量工作壓力傳熱系數(shù)計(jì)算公式m2/片L/片kg/片MPaW/

16、(m2*C)四柱813型（帶腿）0.281.480.5K=2.237 tA0.302t =（75+50） /2-t其中 t 為散熱器熱水熱媒進(jìn)出口溫度的平均值與室內(nèi)空氣溫度的差值：5.2 散熱器的布置 11. 散熱器布置一般安裝在外墻窗臺(tái)下， 這樣沿散熱器上升的對(duì)流熱氣能阻止和改善從玻璃下降的 冷氣流和玻璃冷輻射的影響，使流經(jīng)室內(nèi)的空氣比較暖和舒適；2. 為防止散熱器凍裂，兩道外門之間，門不準(zhǔn)設(shè)置散熱器。在樓梯間或其它有凍結(jié)危險(xiǎn)的場(chǎng)所， 其散熱器應(yīng)由單獨(dú)的立、支供熱，且不得裝設(shè)調(diào)節(jié)閥；3. 散熱器一般明裝或裝在深度不超過130mm勺墻槽內(nèi)，布置簡(jiǎn)單，本設(shè)計(jì)采用明裝；4. 在垂直單管或雙管熱水供

17、暖系統(tǒng)中， 同一房間的兩組散熱器可以串聯(lián)連接； 貯藏室、 廁所和廚 房等輔助用室及走廊勺散熱器，可同鄰居串聯(lián)連接；5. 鑄鐵散熱器勺組裝片數(shù)，不宜超過下列數(shù)值：二柱（M132型）一20片；柱型（四柱）一 25片；長(zhǎng)翼型一7片?？紤]到傳熱效果，本設(shè)計(jì)散熱片安裝形式為同側(cè)勺上進(jìn)下出。本設(shè)散熱器布置見平面圖 。5.3 散熱器勺安裝底部距地面不小于 60mm通常取150mm頂部距窗臺(tái)板不小于 50mm背部與墻面凈距不小于25mm5.4 散熱器勺計(jì)算1 、溫度參數(shù)計(jì)算：各層勺進(jìn)，回水溫度（ 計(jì)算結(jié)果見附表散熱器計(jì)算表 ）2、查供熱工程附錄2-1 ，3、修正系數(shù)選擇同側(cè)上進(jìn)下出假定 B 1=1，選擇 B

18、2=1 , 3 3=1.02(計(jì)算結(jié)果見附表 2散熱器片數(shù)計(jì)算表)六、熱水供暖系統(tǒng)水力計(jì)算6.1選擇最不利環(huán)路由采暖系統(tǒng)軸測(cè)圖(草圖)可見，最不利環(huán)路分為南北兩條環(huán)路。其中北向是通過立管I的最底層散熱器的環(huán)路。這個(gè)環(huán)路從散熱器，經(jīng)過管段123,4,5,6進(jìn)入散熱器，再經(jīng)管段7,8,9,10,11,12進(jìn)入鍋爐。6.2計(jì)算最不利環(huán)路的作用壓力計(jì)算通過最不利環(huán)路散熱器1-2的作用壓力，根據(jù)式Pap=9.81 X 0X( 977.81-961.92)=0 Pa6.3確定最不利環(huán)路各管段的管徑d(1)采用推薦的平均比摩阻大致為60120Pa/m來確定最不利環(huán)路各管段的管徑。(2)根據(jù)各管段的熱負(fù)荷，求出各管段的流量，計(jì)算公式如下：式中Q 管段熱負(fù)荷，W;系統(tǒng)設(shè)計(jì)供水溫度，0C;(3)根據(jù)G,系統(tǒng)設(shè)計(jì)回水溫度，0C。，查附錄4-1，選擇最接近的管徑。將查出的 d、R、v和G值列入附表中。6.4確定長(zhǎng)度壓力損失相乘，列入水力計(jì)算表中。將每一管段 R與6.5.確定局部阻力損失 Z（1）確定局部阻力系數(shù)E根據(jù)系統(tǒng)圖中管路的實(shí)