供暖課程設(shè)計說明書

1、石家莊鐵道大學(xué)供熱課程設(shè)計目錄第1章 建筑概況11.1 工程概況11.2 設(shè)計概況11.3 設(shè)計內(nèi)容2第2章 設(shè)計參數(shù)22.1 室外氣象參數(shù)22.2 室內(nèi)設(shè)計參數(shù)22.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)3第3章 供暖負(fù)荷計算33.1 熱負(fù)荷組成33.2 校核最小傳熱組33.2.1 校核外墻最小熱阻33.2.2 校核屋面最小熱阻43.3 熱負(fù)荷計算43.3.1 主要計算公式43.3.2 熱負(fù)荷計算實例6第4章 供暖系統(tǒng)方案的確定7第5章 散熱器的選擇計算85.1 散熱器的選用85.2 散熱器的布置85.3 散熱器的計算85.3.1 基本公式85.3.2 散熱器計算實例95.3.3各房間散熱器片數(shù)9第6章 水力

2、計算116.1確定系統(tǒng)原理圖116.2 系統(tǒng)水力計算11設(shè)計小結(jié)16參考文獻(xiàn)16第1章 建筑概況1.1 工程概況本工程設(shè)計對象位于天津市，建筑功能為住宅小區(qū)，占地面積222.6。建筑面積1113。一至五層為單元房，根據(jù)建筑使用功能分析，房間主要分以下類型：臥室、餐廳、客廳、走道、衛(wèi)生間、廚房1.2 設(shè)計概況本設(shè)計為整棟住宅樓冬季室內(nèi)采暖工程,按要求應(yīng)實行采用分戶計量系統(tǒng)。1.3 設(shè)計內(nèi)容（1）設(shè)計準(zhǔn)備（收集和熟悉有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)并確定室內(nèi)外設(shè)計參數(shù)）（2）采暖設(shè)計熱負(fù)荷及熱指標(biāo)的計算（3）散熱設(shè)備選擇計算（4）布置管道和附屬設(shè)備選擇，繪制設(shè)計草圖（5）管道水力計算（6）平面布置圖、系統(tǒng)原理圖等繪

3、制（7）設(shè)備材料表、設(shè)計及施工說明的編制第2章 設(shè)計參數(shù)2.1 室外氣象參數(shù)（1）地理緯度：北緯39°，東經(jīng)117°16；（2）大氣壓力及海拔：冬季大氣壓力102660Pa，夏季大氣壓力100480Pa；（3）室外計算干球溫度：冬季供暖-9；（4）冬季最多風(fēng)向的平均風(fēng)速：6m/s；（5）冬季室外平均風(fēng)速：3.1m/s；2.2 室內(nèi)設(shè)計參數(shù)本住宅樓供住戶使用，精度要求不高，主臥室和次臥室供住宿或書房使用，餐廳、廚房、客廳和走道相通故設(shè)計溫度相同，為方便起見都取18，主衛(wèi)生間和客衛(wèi)生間可供洗澡用故設(shè)為23，戶間傳熱鄰室溫差取6，戶內(nèi)鄰室傳熱溫差為5。供暖房間的室內(nèi)計算干球溫度如

4、下表：房間類型主臥室餐廳客廳及走道廚房主衛(wèi)臥室溫度/1818181823182.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)外窗：PA斷橋鋁合金（輻射率<=0.25low）-E中空玻璃（空氣9mm），傳熱系數(shù)取2.6 W/（·K）；外墻：多孔磚370（聚苯板）：20專用飾面砂漿與涂層 +50膨脹聚苯板+370燒結(jié)多孔磚+20內(nèi)外粉刷，傳熱系數(shù)取0.54 W/（·K）；分戶內(nèi)隔墻：加氣混凝土墻：20石灰、水泥、砂漿+200加氣混凝土+20石灰、水泥、砂漿，傳熱系數(shù)取1.01 W/（·K）；衛(wèi)生間內(nèi)隔墻：蒸壓加氣砼砌塊墻：10水泥砂漿+100蒸壓加氣砼+21水泥砂漿，傳熱系數(shù)取1.47

5、 W/（·K）；樓板：40鋼筋混凝土+120鋼筋混凝土+66預(yù)制復(fù)合保溫板，傳熱系數(shù)取0.59 W/（·K）；屋面：鋼筋砼板（聚苯板）：10防水層+150水泥加氣混凝土+50膨脹聚苯板+60鍋爐渣+100鋼筋混凝土+20石灰、水泥、砂漿，轉(zhuǎn)熱系數(shù)取0.49 W/（·K）內(nèi)門：木框單層玻璃門（玻璃比例30%-60%）、單層鋼窗，傳熱系數(shù)取5.00 W/（·K）；外門：多功能戶門，傳熱系數(shù)取1.50 W/（·K）。陽臺門：木框雙層玻璃門、單層鋼窗，傳熱系數(shù)取2.50 W/（·K）。第3章 供暖負(fù)荷計算3.1 熱負(fù)荷組成對于集中供暖分戶熱計

6、量供暖系統(tǒng)，在確定戶內(nèi)采暖設(shè)備容量和計算戶內(nèi)管道時，應(yīng)考慮間歇供暖和分室調(diào)節(jié)引起的隔墻或樓板傳熱，計入向鄰戶傳熱引起的耗熱附加即戶間傳熱負(fù)荷，但戶間傳熱負(fù)荷不統(tǒng)計在供暖系統(tǒng)的總負(fù)荷內(nèi)，即共用立管負(fù)荷。對戶內(nèi)供暖系統(tǒng)，其供暖系統(tǒng)的設(shè)計熱負(fù)荷，應(yīng)為圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量、冷風(fēng)滲透耗熱量與戶間傳熱負(fù)荷之和。3.2 校核最小傳熱組校核外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻是為了確定是否結(jié)露以及是否符合人體衛(wèi)生要求。3.2.1 校核外墻最小熱阻外墻：多孔磚370（聚苯板）：20專用飾面砂漿與涂層 +50膨脹聚苯板+370燒結(jié)多孔磚+20內(nèi)外粉刷，外墻熱惰性指標(biāo)D=5.939；允許溫差=6.0；外墻內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)=8.7W/

7、（·K）；溫差修正系數(shù)a=1.0。外墻屬于類圍護(hù)結(jié)構(gòu)，查供暖空調(diào)設(shè)計手冊219頁得，天津市冬季圍護(hù)結(jié)構(gòu)室外計算溫度= 11外墻最小傳熱阻=0.556·K/ W外墻平均傳熱阻=1/K=1/0.54=1.852·K/ W由此可得，則外墻滿足圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小傳熱阻要求，即內(nèi)表面不會出現(xiàn)凝結(jié)水。3.2.2 校核屋面最小熱阻屋面：鋼筋砼板（聚苯板）：10防水層+150水泥加氣混凝土+50膨脹聚苯板+60鍋爐渣+100鋼筋混凝土+20石灰、水泥、砂漿，轉(zhuǎn)熱系數(shù)取0.49 W/（·K），屋面熱惰性指標(biāo)D = 5.533允許溫差=4.0；外墻內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)=8.7W/（&#

8、183;K）；溫差修正系數(shù)a=1.0。屋面屬于類圍護(hù)結(jié)構(gòu)，則屋面最小傳熱阻=0.833·K/ W屋面平均傳熱阻=1/K=1/0.49=2.041·K/ W由此可得，則屋面滿足圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小傳熱阻要求，即屋頂內(nèi)表面不會出現(xiàn)凝結(jié)水。3.2.3 校核外門最小熱阻外門最小傳熱阻不應(yīng)小于外墻最小傳熱阻的60%，即=60%*0.556=0.334·K/ W外門平均傳熱阻=1/K=1/1.50=0.667·K/ W由此可得，則屋面滿足圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小傳熱阻要求。3.3 熱負(fù)荷計算3.3.1 主要計算公式1. 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量式中 -圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量形成的熱負(fù)荷（W）；

9、-圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)；-圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積（）；-圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)W/(·)；-冬季采暖室內(nèi)設(shè)計溫度（）；-冬季采暖室外設(shè)計溫度（）；-朝向修正系數(shù)，由于西寧地區(qū)的日照率為70%>35%，日照比較充分，所以北向取10%、南向取-20%、東、西向取-5%；-外門修正系數(shù)，當(dāng)為一道門時，為建筑樓層數(shù)。2. 冷風(fēng)滲透耗熱量對于六層及六層以下的民用建筑主要考慮風(fēng)壓的作用。式中 -冷風(fēng)滲透耗熱量（W）；-冷空氣的定壓比熱，=1KJ/（kg·）。-供暖室外計算溫度下的空氣密度，可由計算；-在基準(zhǔn)高度風(fēng)壓單獨作用下，通過每米門、窗隙滲入室內(nèi)的冷空氣量，m³/（m/h），值

10、可根據(jù)冬季室外平均風(fēng)速查2009全國工程設(shè)計技術(shù)措施得到；式中 -門窗縫隙的計算長度，m；-風(fēng)壓單獨作用下，滲透空氣量的朝向修正系數(shù)，按課本附錄A中A-6采用。3. 戶間傳熱負(fù)荷式中-戶間傳熱總負(fù)荷（W）；-戶間樓板或隔墻的傳熱系數(shù)W/（·K）；-戶間樓板或隔墻的傳熱面積（）；-戶間傳熱量附加率，對于頂層或底層房間取75%，標(biāo)準(zhǔn)層取50%；-戶間傳熱計算溫差（），取6。4. 戶內(nèi)總熱負(fù)荷 3.3.2 熱負(fù)荷計算實例現(xiàn)以底層1002（客廳）為例說明計算步驟，其他房間的熱負(fù)荷見附錄1供暖系統(tǒng)設(shè)計熱負(fù)荷表。1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量（1）東外墻 ， ，北外墻的傳熱耗熱量為：（2）南外墻 ，北外

11、窗的傳熱耗熱量為： （3）南外門，南外門的傳熱耗熱量為：（4）地板 第一地帶 ，第二地帶 ，第三地帶 ，地板的傳熱耗熱量為：108房間（次臥2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗量為：2、冷風(fēng)滲透耗熱量南外窗 查使用供熱空調(diào)設(shè)計手冊陽臺外門滲透冷空氣量,南外窗冷風(fēng)滲透耗熱量：3、戶間傳熱負(fù)荷1002（客廳）房間供暖系統(tǒng)設(shè)計熱負(fù)荷為：4、供暖系統(tǒng)設(shè)計熱負(fù)荷表房間編號房間名稱圍護(hù)結(jié)構(gòu)室內(nèi)供暖計算溫度/室外供暖計算溫度/室內(nèi)外計算溫度差/溫差修正系數(shù)傳熱系數(shù)/W/(K)朝向修正率外門附加率傳熱耗熱量/W名稱及朝向面積/108次臥2東外墻17.118-92710.54-5%0%236.9 南外墻6.910.54-20%5

12、6.3 南外門6.612.50%248.5 地面26.971分地帶291圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量833.7 冷風(fēng)滲透耗熱量21.2 戶間傳熱負(fù)荷57108房間供暖設(shè)計熱負(fù)荷911.9 5、各個用戶的總負(fù)荷一層A用戶一層B用戶標(biāo)準(zhǔn)層A用戶無戶間有戶間無戶間有戶間無戶間有戶間3711.63978 3692.8 3959 2838.5 3177 標(biāo)準(zhǔn)層B用戶頂層A用戶頂層B用戶無戶間傳熱有戶間傳熱無戶間有戶間無戶間有戶間2819.7 3158 3958.9 4225 3940.1 4206 第4章 供暖系統(tǒng)方案的確定1、供暖熱媒采用低溫?zé)崴赏獠繜峋W(wǎng)集中供應(yīng)；在建筑物的供暖入口處裝置加壓設(shè)備。2、供暖方

13、式采用雙管下供下回式，在影響不大的時候盡量穿門。3、供暖總立管和敷設(shè)在地溝、非供暖房間內(nèi)的管道均進(jìn)行保溫處理，采用巖棉管殼保溫，厚度為40mm，外纏玻璃布保護(hù)層。4、供暖管路系統(tǒng)中的最高點和最低點分別設(shè)置自動排氣閥和手動泄水裝置。第5章 散熱器的選擇計算5.1 散熱器的選用散熱器應(yīng)滿足熱工性能、經(jīng)濟性能、安裝使用方便、衛(wèi)生美觀、使用壽命長的基本要求。經(jīng)分析比較選用銅鋁散熱器，型號為TLZY8-6/6-1.0型。5.2 散熱器的布置散熱器宜在外窗臺下面，采用明裝，這樣沿散熱器上升的對流熱氣流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)的空氣流比較暖和舒適，如有困難，散熱器宜靠墻布

14、置。本設(shè)計采用散熱器布置在墻龕內(nèi)的方法布置，且散熱器頂部聚墻龕上部墻的距離為100mm。5.3 散熱器的計算設(shè)計供、回水溫度為75、50，支管與散熱器采用同側(cè)上進(jìn)下出方式，本設(shè)計采用散熱器布置在墻龕內(nèi)的方法布置，且散熱器頂部聚墻龕上部墻的距離為100mm，現(xiàn)以1002（客廳）為例計算散熱器面積和片數(shù)。5.3.1 基本公式1.單片散熱器散熱量q按下式計算： 式中 -單片散熱器散熱量，W/片； -散熱器熱媒的算術(shù)平均溫度，； -供暖室內(nèi)計算溫度，； a、b-實驗系數(shù)2.散熱器片數(shù)按下式計算：式中 -房間供暖熱負(fù)荷，W；-散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)； -散熱器連接形式修正系數(shù)； -散熱器安裝形式修正系數(shù)

15、。5.3.2 散熱器計算實例現(xiàn)以底層108（次臥2）為例說明計算步驟。已知=913W, =(75+50)/2=62.5, =18, 查散熱器出廠說明書可知，對TLZY8-6/6-1.0散熱器每片散熱器散熱量 其中a=0.675 b=1.274 散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)， =0.92散熱器連接形式修正系數(shù)，查相關(guān)資料=1.0散熱器安裝形式修正系數(shù)，查相關(guān)資料=1.06根據(jù)公式求得片數(shù)：。取整數(shù)，應(yīng)采用TLZY8-6/6-1.0型銅鋁散熱器11片。5.3.3各房間散熱器片數(shù)其他各房間按照類似方法分別算出，少于5片的都按5片計算，下表為該建筑各房間散熱器片數(shù)統(tǒng)計情況：表5-2各房間散熱器片數(shù)統(tǒng)計表用戶

16、房間名稱熱負(fù)荷tab123n底層A用戶主臥81444.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 10客廳91344.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 11 餐廳317 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 5 臥室967 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 12 廚房563 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 7 衛(wèi)生間40439.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 6 底層B用戶主臥81444.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 10客廳91344.5 0

17、.6751.2740.92 1.00 1.06 11 餐廳299 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 5 臥室967 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 12 廚房563 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 7 衛(wèi)生間40439.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 6 用戶房間名稱熱負(fù)荷tK123n標(biāo)準(zhǔn)層A用戶主臥671 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 8客廳645 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 8餐廳208 44.5 0.6751.2740.92

18、 1.00 1.06 5 臥室79544.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 10 廚房495 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 6 衛(wèi)生間36339.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 5 標(biāo)準(zhǔn)層B用戶主臥671 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 8客廳645 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 8餐廳189 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 5 臥室79544.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 10 廚房495 44.5 0.6751

19、.2740.92 1.00 1.06 6 衛(wèi)生間36339.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 5 頂層A用戶主臥920 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 11 客廳925 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 11 餐廳427 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 6 臥室933 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 11廚房587 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 7 衛(wèi)生間433 39.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 6 頂層B用戶

20、主臥920 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 11 客廳925 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 11 餐廳408 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 6 臥室933 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 11廚房587 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 7 衛(wèi)生間433 39.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 6 第6章 水力計算6.1確定系統(tǒng)原理圖根據(jù)以上分析，可畫出系統(tǒng)圖，見右圖 。6.2 系統(tǒng)水力計算設(shè)計供回水溫度為75/50，采用等溫降法進(jìn)行

21、計算。 由戶內(nèi)不變徑原則，可只計算出入戶管的管徑，即為室內(nèi)管徑。對于入戶管所承擔(dān)的熱負(fù)荷為該戶的總熱負(fù)荷（包括戶間傳熱），而共用立管承擔(dān)的熱負(fù)荷為該管以上所有用戶不加戶間傳熱的總熱負(fù)荷。具體計算如下：（1） 選擇最不利環(huán)路 最不利環(huán)路是頂層A用戶（4225W）的環(huán)路。這個環(huán)路從熱力入口經(jīng)過的管段編號依次為1、2、3、4、5進(jìn)入頂層A用戶，再經(jīng)過6、7、8、9、10、11流回?zé)峋W(wǎng)。參見右圖 。（2） 確定最不利環(huán)路各管段的管徑d1） 最不利環(huán)路比摩阻的試取根據(jù)最不利環(huán)路平均比摩阻一般取3060Pa/m的原則，初選=45Pa/m。2）根據(jù)各管段的熱負(fù)荷，求出各管段的流量G（Kg/h）式中 Q管段的

22、熱負(fù)荷，W；系統(tǒng)的設(shè)計供水溫度，；系統(tǒng)的設(shè)計回水溫度，。3）根據(jù)G，,查課本附錄D-1,選擇最接近的管徑。將查出的d、R、v和G值列入水力計算表的第5、6、7和第3欄中。例如，對管段，Q=4225W，當(dāng)t=25時，。查課本附錄D中表D-1，選擇最接近的管徑。如取DN20mm，用插補法計算，可求出v=0.21m/s，R=65.57Pa/m。（3）確定各管段的沿程損失將每一管段R與l相乘，列入水力計算表的第8欄中（4）確定各管段的局部損失1） 確定局部阻力系數(shù)。根據(jù)系統(tǒng)圖中管路的實際情況，列出各管段局部阻力管件名稱及數(shù)量局部阻力系數(shù)表。最后將各管段總局部阻力系數(shù)列入水力計算表的第9欄。局部阻力系數(shù)

23、表管段號局部阻力個數(shù)管段號局部阻力個數(shù)1閘閥10.511閘閥10.5分流三通13分流三通1332mm，90°彎頭31.532mm，90°彎頭31.5882直流三通1110直流三通1120mm，90°彎頭2220mm，90°彎頭22553直流三通119直流三通1120mm，90°彎頭2220mm，90°彎頭22554直流三通118直流三通1120mm，90°彎頭2220mm，90°彎頭22555直流三通117直流三通1120mm，90°彎頭2220mm，90°彎頭22556合流三通131220合流

24、三通13直流三通101直流三通101分流三通13分流三通1320mm，90°彎頭24220mm，90°彎頭242散熱器62散熱器62乙字彎121.5乙字彎121.5溫控閥650溫控閥650過濾器12.5過濾器12.5截止閥216截止閥216428.5428.5注意：在統(tǒng)計局部阻力時，對于三通和四通管件的局部阻力系統(tǒng)，計算一次并列在流量較小的管段上。 2）利用附錄D中的D-3，根據(jù)各管段流速v，可查出動壓力值，列入水力計算表的第10欄中。根據(jù)，將求出的各管段的值，列入水力計算表的第11欄中。（5）求各管段的壓力損失，將水力計算表中第8欄與第11欄相加，列入水力計算表的第12欄

25、中。（6）求最不利環(huán)路總壓力損失，即。（7）計算富裕壓力值考慮到由于施工的具體情況，可能增加一些在設(shè)計計算中未計入的壓力損失。因此，要求系統(tǒng)應(yīng)有10%以上的富裕度。分戶計量供暖系統(tǒng)熱力入口的資用壓差一般取4050kPa，取p=45kPa。入戶處剩余的循環(huán)壓差用平衡閥消耗掉。式中 -系統(tǒng)作用壓力的富裕值（%）；p-最不利環(huán)路的作用壓力（Pa）；H-最不利環(huán)路的實際總壓力（Pa）。（8）確定通過六、五、四、三、二層環(huán)路各管段的管徑以四層A用戶為例計算環(huán)路中各管段管徑，其他幾層計算方法一樣故只列出不平衡率和水力計算表。1）確定通過第五層環(huán)路各管段的管徑根據(jù)并聯(lián)環(huán)路節(jié)點平衡原理（管段13與管段5、6、

26、7為并聯(lián)管路），通過計算可以求出四層A用戶管段13的資用壓力為2）根據(jù)同上的方法，按照13管段流量G及，確定管段的管徑d將相應(yīng)的R、v值填入表中。3)確定管段15的壓力損失4）求通過頂層與第五層并聯(lián)環(huán)路的壓降不平衡率 >25%此相對差額不在允許范圍內(nèi)（雙管異程系統(tǒng)），由于管段已選用最小管徑，因此需要在入戶干管上添加平衡閥，通過調(diào)節(jié)平衡閥來消除剩余壓力。 17水管水力計算編號負(fù)荷W流量kg/h管徑管長mv(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)Py+Pj(Pa)1353731216.833260.342553338461794227436943.7983230.2663410231

27、04206321101725.8742530.358882633189452414766507.952530.2514413339322558431290.0262030.23152156513128764225145.3415480.211663147428.593451249378431290.0262030.231521565131287814766507.952530.25144133393225921101725.8742530.3588826331894521027436943.7983230.26634102310420611353731216.833260.3425533384

28、61794（Py+Pj）1-11=16421Pa系統(tǒng)作用壓力富裕率=P-（Py+Pj）1-1/P=(45000-16421)/45000=63.5124206144.68615480.21653121428.5926112382P6=（Py+Pj）7=12493Pa 不平衡率x=P6-（Py+Pj）12/P7=0.9%133177109.28915480.158381844428.552847128P5-7=13067Pa 不平衡率x=P5-7-P13/P5-7=45.5%143158108.63515480.158381823428.552217045P5-7=13067Pa 不平衡率x=P5-7-P14/P5-7=46.1%153177109.2891