供熱工程課程設(shè)計(jì)辦公樓的供暖設(shè)計(jì)

1、摘要 本次暖通空調(diào)課程設(shè)計(jì)選擇的是呼和浩特市某一二層辦公樓的供暖設(shè)計(jì)。根據(jù)呼和浩特的氣象資料特征和建筑物的土建結(jié)構(gòu)，計(jì)算該建筑物熱負(fù)荷，合理選擇確定該辦公樓的供暖系統(tǒng)方案，合理選擇散熱設(shè)備并進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)該供暖方案對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行水力計(jì)算以及系統(tǒng)的阻力平衡。繪制該辦公樓的供暖平面圖、供暖系統(tǒng)圖、供暖入口大樣圖?？紤]該地區(qū)氣象特征以及建筑物的特點(diǎn)。根據(jù)當(dāng)?shù)毓?jié)能；環(huán)保要求。選擇最合理的熱水供暖系統(tǒng)。進(jìn)行該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。關(guān)鍵詞：熱負(fù)荷；散熱設(shè)備；水力計(jì)算目錄1.前言 12.熱負(fù)荷計(jì)算 3 2.1建筑物的概述 3 2.2計(jì)算最小傳熱阻并校核 4 2.3熱負(fù)荷的計(jì)算 43 供暖方案的確定以及散熱器布置與選

2、擇 12 3.1熱媒的選擇 12 3.2供暖形式的確定 12 3.3散熱器的布置 123.4散熱器選擇 123.5散熱器的計(jì)算 124.管路的水力計(jì)算 23 4.1繪制采暖系統(tǒng)圖 23 4.2計(jì)算最不利環(huán)路的管徑 235.總結(jié) 29 6.參考文獻(xiàn) 30 2熱負(fù)荷計(jì)算一、 設(shè)計(jì)題目開封市某教學(xué)樓階梯教室樓熱水供暖設(shè)計(jì)二、 原始資料1、 氣象資料 冬季平均風(fēng)速：3.4 m/s.風(fēng)向：ne室外計(jì)算溫度：-70c，查得此溫度下的空氣密度為1.3kg/m3 .室內(nèi)計(jì)算溫度:16 0c,空調(diào)機(jī)房和設(shè)備間取5 0c。tpmin=1.30c。2、 土建資料首層高度為5.4m ，二層高度為4.5 m.圍護(hù)結(jié)構(gòu)的

3、條件為：外墻：370 mm厚空心磚，雙面抹灰。外墻傳熱系數(shù)為k=1.2 w（m2/k）.熱阻r=0.834 m2k/w內(nèi)墻：墻厚150mm空心磚，雙面抹灰，k=2.48 w（m2/k）.外窗：?jiǎn)螌咏饘俅?，?#215;高 900mm×900mm、1350mm×900mm 、1350mm×700mm 2598mm ×700mm、1800mm× 2400mm。k=6.4w（m2/k），通過(guò)每米外窗縫隙進(jìn)入室內(nèi)的冷空氣l=1.24m3/(m h).外門：?jiǎn)螌硬Ａ鹃T，1800mm×2850mmk=4.8w（m2/k）。通過(guò)每米外門縫隙進(jìn)入室

4、內(nèi)的冷空氣l=2.48m3/(m h).地面：非保溫地面。屋頂：170mm厚加氣混凝土塊，k=1.18 w（m2/k）熱阻r=0.76 m2k/w動(dòng)力資料：熱源：由外網(wǎng)引入（熱媒：熱水參數(shù)tg=950c th=700c三 、熱負(fù)荷外墻最小傳熱阻校核：twc=0.6tw+0.4tpmin=0.6×（-7）+0.4×1.3=-3.68 0c最小傳熱阻計(jì)算公式rmin=rn（tn- twc）/ty =0.5363<0.834 m2k/w 符合要求。（其中溫差修正系數(shù)=1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)；是用來(lái)考慮供暖房間并不直接接觸室外大氣時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量會(huì)因內(nèi)外傳熱溫差的

5、 削弱而減少的修正，其值取決于鄰室非供暖房間或空間的保溫性能和透氣情況。地面各地段的傳熱系數(shù)見(jiàn)表地帶名稱地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)地帶名稱地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)第一地帶0.47第二地帶0.23第三地帶0.12第四地帶0.07屋頂最小傳熱阻校核：rmin=rn（tn- twc）/ty =0.3575<0.76 m2k/w。符合要求。一、房間101供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷南外墻 f=63.99m2 ，查得a=1，南向xch=-20%，東向xch=-5%，西向xch=-5%，北向xch=10%，k=1.2 w（m2/k）q1=（1+xch）=1.2×63.99×23×80%=1413 w南外門

6、：f=5.13m2，k=4.8 w（m2/k）,外門附加率xm=500%q2=（1+xch+xm）=3284.8 w南外窗：q3=6.4×8.64×23×80%=1017.5w東外墻：q4=1.2×43.2×23×95%=1133w東外窗：q5=6.4×8.64×23×95%=1208w西外墻：q6=1.2×43.2×23×95%=1133w西外窗：q7=6.4×8.64×23×95%=1208.2w冷風(fēng)滲透量耗熱量：q=0.28lwcp (tn

7、-tw)ln l每米門窗縫隙滲入室內(nèi)的空氣量，按當(dāng)?shù)囟酒骄L(fēng)速，m3/h·ml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);w冬季供暖室外計(jì)算溫度下的空氣密度，kg/ m3；cp冷空氣的定壓比熱，c=1kj/kg·；tn冬季室內(nèi)空氣的計(jì)算溫度，； tw冬季室外空氣的計(jì)算溫度，。查表可知：開封市的冷風(fēng)朝向修正系數(shù)：南向n=0.2北向n=0.65東向n=0.65西向n=1.0；查表可知：冬季室外平均風(fēng)速vpj=3.4m/s，單層窗的l=1.24m3/m·h，門的l=2.48m3/m·h南向外窗的總計(jì)算長(zhǎng)度l=9.6m南外窗冷風(fēng)：q1=0.28

8、15;1.24×1.3×1×23×9.6×0.2×2=39.9w南門冷風(fēng)：q2=0.28×2.48×1.3×1×23×11.1×0.2=46w東窗冷風(fēng)：q3=0.28×1.24×1.3×1×23×9.6×0.65×2=129.5w西窗冷風(fēng)：q4=0.28×1.24×1.3×1×23×9.6×1×2=199.5w地面耗熱：地帶一：f=67.

9、2m2，k=0.47 w（m2/k）地帶二：f=43.2m2，k=0.23 w（m2/k）地帶三：f=27.2m2，k=0.0.12 w（m2/k）地帶四：f=8.64m2，k=0.07w（m2/k）q=kf(tn-tw)=0.47×67.2×23+0.23×43.2×23+27.2×0.12×23+0.07×8.64×23=1044w101房間供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)總熱負(fù)荷q=1017.5w+1133w+1208w+1133w+1208.2w+39.9w+46w+129.5w+199.5w+1044w=11857w考慮到高

10、度附加率2%，所以q101=12094w.104+105房間熱負(fù)荷：北外墻：q1=1.2×95.15×23×110%=2889w北外窗：q1=6.4×8.64×23×110%=1399w北外門：q2=4.8×4.28×23×（110%+500%）=2882.3w南外門：q3=4.8×4.28×23×(80%+500%）=2737.4w南外墻：q4=1.2×15.6×23×80%=344.4w東內(nèi)墻：tn=5 0cq5=2.48×11&#

11、215;43.34=1183w冷風(fēng)滲透量耗熱量：北窗冷風(fēng)：q6=0.28×1.24×1.3×1×23×9.6×0.65×2=129.5w南北門冷風(fēng)：q7=0.28×2.48×1.3×1×23×10.5×（0.65+0.2）=851w地面：q8=0.47×35.4×23+0.23×35.4×23+14.2×0.12×23 =610w104+105房間總熱負(fù)荷：q=2889+1399+2882.3+2737.4

12、+344.4+1183+129.5+851+610=13025.6w考慮高度附加率2%，q=13286w以此可算出其它房間的熱負(fù)荷，如下表所示:一層熱負(fù)荷計(jì)算房間名稱及方向面積傳熱系數(shù)室內(nèi)計(jì)算溫度供暖室外計(jì)算溫度室內(nèi)外計(jì)算溫度差溫差修正系數(shù)朝向修正后耗熱量高度修正冷風(fēng)滲透耗熱量冷風(fēng)侵入耗熱量房間總耗熱量m2w/m2%w%www101南外墻63.991.216-7231-2014132415012094南外門5.134.84803284.8南外窗8.646.4-201017.5東外墻43.21.2-51133東外窗8.646.4-51208西外墻43.21.2-51133西外窗8.646.4-5

13、1208地面167.20.4701044地面243.20.23地面327.20.12地面48.640.07104+105南外墻15.61216-7內(nèi)墻為523和111-203442981013286南外門4.284.84802737.4北外墻95.151.2102889北外門4.284.85102882北外窗8.646.4101399東內(nèi)墻43.342.4801183地面135.40.470610地面235.40.23地面314.20.12廁所和過(guò)道北外墻311.216-723110941233505138北外窗7.86.4101263東外墻391.2-51023東外窗1.86.4-5252南

14、外墻371.2-20817南外門1.84.8480288西外墻12.71.2-5333西外窗0.816.4-5120地面152.60.470745地面230.350.23地面35.760.12108西外墻43.21.216-7231-511332350010734西外窗8.646.4-51208南外墻641.2-51413南外窗8.646.4-201017.4南外門5.134.84803285東外墻21.61.2-5566東外窗4.326.4-5642地面157.60.470863地面233.60.23地面317.60.12地面48.640.07109+110北外墻52.631.216-723

15、11015982323.3011672北外窗8.646.41101399北外門5.134.81103455西內(nèi)墻8.22.4810224南外門5.134.814803285南外墻15.61.21-20344.4地面152.20.471 0815地面240.20.23地面313.80.12二層熱負(fù)荷計(jì)算房間名稱及方向面積傳熱系數(shù)室內(nèi)計(jì)算溫度供暖室外計(jì)算溫度室內(nèi)外計(jì)算溫度差溫差修正系數(shù)朝向修正后耗熱量高度修正冷風(fēng)滲透耗熱量冷風(fēng)侵入耗熱量房間總耗熱量m2w/m2%w%www201+204+205北外墻371.216-72311011230773020873.4北外窗8.646.4101399南外墻7

16、4.11.2-201636南外窗21.66.4-202544東外墻581.2-51521東外窗12.966.4-51812東外門5.134.84953370西外墻28.41.2-5745西外窗8.646.4-51208屋頂05515.4廁所和過(guò)道北外墻28.41.216-7231-20862019309544北外窗4.056.41-20656南外窗32.46.43815東外墻16.21.2-5425東外窗1.86.4-5252屋頂123.121208+209北外墻11.531.216-7231103500577017519北外窗4.326.41

17、10700西外墻17.81.2-51626西外窗12.966.4-51812西外門5.134.84953370南外墻74.11.2-201636南外窗21.66.4-202544東外墻2.611.2-568屋頂1981.180.904836供暖方案的確定以及散熱器布置與選擇熱媒的選擇本題選擇熱水供暖系統(tǒng)，供水溫度tg=85，回水溫度th=60。供暖形式的確定本題采用重力循環(huán)等溫異程式雙管上供下回式供暖系統(tǒng)，每組散熱器供水管上有一截止閥。3.3 散熱器的布置 該題散熱器安裝在窗臺(tái)下面，這樣沿散熱器上升的對(duì)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。3

18、.4 散熱器的選擇 散熱器的選擇及安裝建筑性質(zhì)適合選用的散熱器居住建筑柱形、閉合串片、板式、扁管式、輻射對(duì)流式公用建筑柱形、閉合串片、板式、扁管式、屏壁型、輻射對(duì)流式工業(yè)企業(yè)輔助建筑柱形、翼型、輻射對(duì)流式散發(fā)小量粉塵的車間及倉(cāng)庫(kù)柱形、輻射對(duì)流式散發(fā)大量粉塵的車間及倉(cāng)庫(kù)柱形、光面排管3.5散熱器的計(jì)算 根據(jù)上表散熱器的選擇，同時(shí)又表2-13所計(jì)算熱負(fù)荷的大小，室內(nèi)安裝m132型散熱器。 1 ） 散熱面積的計(jì)算所需散熱器傳熱面積f按下式計(jì)算：f=q/k(tpj -tn)式中房間供暖所需的散熱器散熱面積，m2；房間供暖熱負(fù)荷，w；散熱器的傳熱系數(shù)，w/(m .)；散熱器熱媒的算術(shù)平均溫度，；供暖室內(nèi)

19、計(jì)算溫度，；散熱器組裝片數(shù)或散熱器的長(zhǎng)度修正系數(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)，散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)的選擇每組片數(shù)<66101120>200.951.001.051.10注：上表僅適用于各種柱式散熱器，方翼型和圓翼型散熱器不修正，其它散熱器需要修正時(shí)，見(jiàn)產(chǎn)品說(shuō)明。散熱器連接形式修正系數(shù)的選擇：四柱813型與供水管道的連接選擇同側(cè)上進(jìn)下出的連接方式，則=1.0； 2）一層樓房的散熱器計(jì)算101房間：已知雙管系統(tǒng)，q=12094w，tpj =(tg+th)/2=(95+70)/2=82.5 tn=16 t=tpj-tn=66.5。查供熱工程附錄（2-1） 對(duì)m-132

20、散熱器 k=2.426t0.286=2.426×（66.5）0.286=8.06w/m2·散熱器組裝形式修正系數(shù)=1.0散熱器連接形式修正系數(shù)=1.0散熱器安裝形式修正系數(shù)=1.05根據(jù)公式求得：f=q/k(tpj -tn)=12094/(8.06×66.5) ×1.0×1.0×1.05=23.7 m2n=f/f=23.7/0.24=98.75片 當(dāng)散熱器片數(shù)大于20片時(shí)，=1.1因此實(shí)際所需散熱面積為：實(shí)際采用的片數(shù) n=1.1×98.75=108.6，取109片，共分為六組。同理可算得其他房間片數(shù)104+105房間：q=

21、13286 w ，n=119.2片，取119片，共分廁所和過(guò)道： q=5138w108房間： q=10734w，可得 n= 片房間109+110：q=11672 w同理可得 n= 15片201+204+205房間： q=20873.4w同理可得 n= 11片廁所和過(guò)道： q=9544w同理可得 n= 19片207+208+209房間： q=17519w同理可得 n= 9片各層房間散熱器片數(shù)的計(jì)算如下表所示： 一層散熱器計(jì)算表房間編號(hào)熱負(fù)荷溫差knww/(m)11554.3764.57.991.0511.02131421697.891.05141531042.2919942185.731.051

22、81951697.891.05141561554.371.05131472185.731.05181981042.29199 二層散熱器計(jì)算表房間編號(hào)熱負(fù)荷溫差knww/(m)11312.6964.57.991.0511.02111121435.011.0512123908.9318841989.511.05161751435.011.05121261312.691.05111171989.511.0516178908.93188 4 .管路的水力計(jì)算4.1 繪制管路的系統(tǒng)圖1.繪制管路的系統(tǒng)圖（1-3）層。并標(biāo)上管段，管長(zhǎng)，以及熱負(fù)荷大小。2.確定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)采用異層式系統(tǒng)，取最遠(yuǎn)的立

23、管為最不利環(huán)路。圖見(jiàn)附錄。4.2 計(jì)算最不利環(huán)路的管徑本設(shè)計(jì)采用 重力循環(huán)系統(tǒng). (1) 選擇最不利環(huán)路，并標(biāo)管徑；(2) 根據(jù)推薦比摩阻確定環(huán)路管徑，流速，以及平均比摩阻的大小。(3) 計(jì)算各管段的壓力損失py；(4) 確定局部阻力損失pj；(5) 求各管段的壓力損失p=py+pj；(6) 求環(huán)路的總壓力損失p；(7) 平衡各管段的阻力；(8) 將計(jì)算結(jié)果記入下列的表中。水力計(jì)算表管段號(hào)qwgkg/hlmdmmvm/srpa/mpy=r lpdpjp123456789101112立管一層散熱器（最不利環(huán)路 ） 作用壓力p =764.41pa11698582200.0452.214.42250

24、.9924.7529.172963833210320.084.9449.4043.8915.5664.9731926466318400.148.81158.585.59.6453.02211.6438528132527700.102.5268.0464.9229.5297.565192646635400.148.8144.053.59.6433.7477.796963833219320.0894.9493.8643.8915.56109.42760002063.3250.18.2427.1944.9219.6846.87832521123.3250.0522.759.0841.335.3215

25、.12l=87.6m （py+pj）=652.49pa系統(tǒng)作用壓力富裕率x=(764.41-652.49)/764.41=14.64%>10%入口處的剩余循環(huán)作用壓力，用閥門截流。立管二層散熱器 作用壓力p =1278.88pa963862203.3150.32144.52476.92550.38251.90728.82101435492150.078.9217.84312.1474.7392.57（py+pj）=821.39pa不平衡率x=(546.81-821.39)/546.81=-35%>-15%(管徑最小應(yīng)調(diào)節(jié)立管閥門) 立管三層散熱器 作用壓力p =1793.22pa1

26、136381253.3150.1849.57163.58515.9479.70243.28121914662150.09615.330.6314.53140.56171.16（py+pj）(9-12)=1143.26pa不平衡率x=(1119.97-1143.26)/546.81=-2.07%<15%立管一層散熱器環(huán)路 資用壓力p =265.54pa1396293310.5320.0940922.4633.9911.9614.42141042362150.0553.266.52271.4940.1946.711532281113.3200.188.8129.07415.9463.7691

27、.831661272113.3250.118.6228.4545.9523.8152.261796263313.3320.094.9216.2433.9911.9628.2不平衡率x=(265.54-234.42)/265.54=-11.7%<-15%立管二層散熱器資用壓力 作用壓力p =1278.88pa1864162213.3150.33145478.5553.58267.8746619909312150.042.735.46310.792.367.82（py+pj）=754.2pa不平衡率x=(654.01-754.2)/654.1=-14%<15% 立管三層散熱器 作用壓力p =1793.22pa2034991203.3150.1745.93151.57514.2271.09222.66211206412150.06501510.3311.7754.965.2（py+pj）=287.8pa不平衡率x=(1220