供熱工程課程設計1

1、摘要 本次課程設計首先是選擇某地一建筑物，然后根據該地的氣象資料特征。計算該建筑物熱負荷，合理選擇確定該建筑物的供暖系統方案。以及散熱設備的選擇與計算。并根據該供暖方案對該系統進行水力計算以及系統的阻力平衡。繪制該建筑物的平面圖.剖面圖.供暖系統圖。考慮該地區(qū)氣象特征以及建筑物的特點。根據當地節(jié)能；環(huán)保要求。選擇最合理的熱水供暖系統。進行該系統的設計計算。關鍵詞：熱負荷；散熱設備；水力計算目錄1.前言 12.熱負荷計算 3 2.1建筑物的概述 3 2.2計算最小傳熱阻并校核 4 2.3熱負荷的計算 43 供暖方案的確定以及散熱器布置與選擇 12 3.1熱媒的選擇 12 3.2供暖形式的確定 1

2、2 3.3散熱器的布置 123.4散熱器選擇 123.5散熱器的計算 124.管路的水力計算 23 4.1繪制采暖系統圖 23 4.2計算最不利環(huán)路的管徑 235.總結 29 6.參考文獻 30 2熱負荷計算一、 設計題目開封市某教學樓階梯教室樓熱水供暖設計二、 原始資料1、 氣象資料 冬季平均風速：3.4 m/s.風向：ne室外計算溫度：-70c，查得此溫度下的空氣密度為1.3kg/m3 .室內計算溫度:16 0c,空調機房和設備間取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.圍護結構的條件為：外墻：370 mm厚空心磚，雙面抹灰。外墻傳熱系數

3、為k=1.2 w（m2/k）.熱阻r=0.834 m2k/w內墻：墻厚150mm空心磚，雙面抹灰，k=2.48 w（m2/k）.外窗：單層金屬窗，寬×高 900mm×900mm、1350mm×900mm 、1350mm×700mm 2598mm ×700mm、1800mm× 2400mm。k=6.4w（m2/k），通過每米外窗縫隙進入室內的冷空氣l=1.24m3/(m h).外門：單層玻璃木門，1800mm×2850mmk=4.8w（m2/k）。通過每米外門縫隙進入室內的冷空氣l=2.48m3/(m h).地面：非保溫地面。

4、屋頂：170mm厚加氣混凝土塊，k=1.18 w（m2/k）熱阻r=0.76 m2k/w動力資料：熱源：由外網引入（熱媒：熱水參數tg=950c th=700c三 、熱負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=1）圍護結構的溫差修正系數；是用來考慮供暖房間并不直接接觸室外大氣時，圍護結構的基本耗熱量會因內外傳熱溫差的 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

5、能和透氣情況。地面各地段的傳熱系數見表地帶名稱地面?zhèn)鳠嵯禂档貛Q地面?zhèn)鳠嵯禂档谝坏貛?.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供熱系統設計熱負荷南外墻 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：f=5.13m2，k=4.8 w（m2/k）,外門附加率

6、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冷風滲透量耗熱量：q=0.28lwcp (tn-tw)ln l每米門窗縫隙滲入室內的空氣量，按當地冬季平

7、均風速，m3/h·ml門窗縫隙的計算長度，m; n滲透空氣量的朝向修正系數;w冬季供暖室外計算溫度下的空氣密度，kg/ m3；cp冷空氣的定壓比熱，c=1kj/kg·；tn冬季室內空氣的計算溫度，； tw冬季室外空氣的計算溫度，。查表可知：開封市的冷風朝向修正系數：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南向外窗的總計算長度l=9.6m南外窗冷風：q1=0.28×1.24×1.3×1×

8、23×9.6×0.2×2=39.9w南門冷風：q2=0.28×2.48×1.3×1×23×11.1×0.2=46w東窗冷風：q3=0.28×1.24×1.3×1×23×9.6×0.65×2=129.5w西窗冷風：q4=0.28×1.24×1.3×1×23×9.6×1×2=199.5w地面耗熱：地帶一：f=67.2m2，k=0.47 w（m2/k）地帶二：f=43.2m

9、2，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房間供暖系統設計總熱負荷q=1017.5w+1133w+1208w+1133w+1208.2w+39.9w+46w+129.5w+199.5w+1044w=11857w考慮到高度附加率2%，所以q101=12094w.104+105房

10、間熱負荷：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東內墻：tn=5 0cq5=2.48×11×43.34=1183w冷風滲透量耗熱量：北窗冷風：

11、q6=0.28×1.24×1.3×1×23×9.6×0.65×2=129.5w南北門冷風：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房間總熱負荷：q=2889+1399+2882.3+2737.4+344.4+1183+129.5+851+610=130

12、25.6w考慮高度附加率2%，q=13286w以此可算出其它房間的熱負荷，如下表所示:一層熱負荷計算房間名稱及方向面積傳熱系數室內計算溫度供暖室外計算溫度室內外計算溫度差溫差修正系數朝向修正后耗熱量高度修正冷風滲透耗熱量冷風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8.646.4-51208地面167.20.4701044地面243.20.

13、23地面327.20.12地面48.640.07104+105南外墻15.61216-7內墻為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東內墻43.342.4801183地面135.40.470610地面235.40.23地面314.20.12廁所和過道北外墻311.216-723110941233505138北外窗7.86.4101263東外墻391.2-51023東外窗1.86.4-5252南外墻371.2-20817南外門1.84.8480288西

14、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52.631.216-72311015982323.3011672北外窗8.646.4

15、1101399北外門5.134.81103455西內墻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313.80.12二層熱負荷計算房間名稱及方向面積傳熱系數室內計算溫度供暖室外計算溫度室內外計算溫度差溫差修正系數朝向修正后耗熱量高度修正冷風滲透耗熱量冷風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74.11.2-201636南外窗21.66.4-20254

16、4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4.326.4110700西外墻17.81.2-51626西外窗12.96

17、6.4-51812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，供水溫度tg=95，回水溫度th=70。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，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下面，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，使流經室內的空氣流比較暖和舒適。3.4 散熱器的選擇 散熱器的選擇及安裝建筑性質適合選用的散

18、熱器居住建筑柱形、閉合串片、板式、扁管式、輻射對流式公用建筑柱形、閉合串片、板式、扁管式、屏壁型、輻射對流式工業(yè)企業(yè)輔助建筑柱形、翼型、輻射對流式散發(fā)小量粉塵的車間及倉庫柱形、輻射對流式散發(fā)大量粉塵的車間及倉庫柱形、光面排管3.5散熱器的計算 根據上表散熱器的選擇，同時又表2-13所計算熱負荷的大小，室內安裝m132型散熱器。 1 ） 散熱面積的計算所需散熱器傳熱面積f按下式計算：f=q/k(tpj -tn)式中房間供暖所需的散熱器散熱面積，m2；房間供暖熱負荷，w；散熱器的傳熱系數，w/(m .)；散熱器熱媒的算術平均溫度，；供暖室內計算溫度，；散熱器組裝片數或散熱器的長度修正系數散熱器連接

19、形式修正系數，散熱器安裝形式修正系數，散熱器組裝片數修正系數的選擇每組片數<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，見產品說明。散熱器連接形式修正系數的選擇：四柱813型與供水管道的連接選擇同側上進下出的連接方式，則=1.0； 2）一層樓房的散熱器計算101房間：已知雙管系統，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m-132散熱器 k=2.426t0.286=2.426×

20、（66.5）0.286=8.06w/m2·散熱器組裝形式修正系數=1.0散熱器連接形式修正系數=1.0散熱器安裝形式修正系數=1.05根據公式求得：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 當散熱器片數大于20片時，=1.1因此實際所需散熱面積為：實際采用的片數 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104+105房間：q=13286 w ，n=119.2片，取119片，共分廁所和

21、過道： 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的計算如下表所示： 一層散熱器計算表房間編號熱負荷溫差knww/(m)11554.3764.57.991.0511.02131421697.891.05141531042.2919942185.731.05181951697.891.05141561554.371.

22、05131472185.731.05181981042.29199 二層散熱器計算表房間編號熱負荷溫差knww/(m)11312.6964.57.991.0511.02111121435.011.0512123908.9318841989.511.05161751435.011.05121261312.691.05111171989.511.0516178908.93188 4 .管路的水力計算4.1 繪制管路的系統圖1.繪制管路的系統圖（1-3）層。并標上管段，管長，以及熱負荷大小。2.確定最不利環(huán)路，本系統采用異層式系統，取最遠的立管為最不利環(huán)路。圖見附錄。4.2 計算最不利環(huán)路的管徑本設

23、計采用 重力循環(huán)系統. (1) 選擇最不利環(huán)路，并標管徑；(2) 根據推薦比摩阻確定環(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) 將計算結果記入下列的表中。水力計算表管段號qwgkg/hlmdmmvm/srpa/mpy=r lpdpjp123456789101112立管一層散熱器（最不利環(huán)路 ） 作用壓力p =764.41pa11698582200.0452.214.42250.9924.7529.172963833210320.08

24、4.9449.4043.8915.5664.9731926466318400.148.81158.585.59.6453.02211.6438528132527700.102.5268.0464.9229.5297.565192646635400.148.8144.053.59.6433.7477.796963833219320.0894.9493.8643.8915.56109.42760002063.3250.18.2427.1944.9219.6846.87832521123.3250.0522.759.0841.335.3215.12l=87.6m （py+pj）=652.49pa系統

25、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%(管徑最小應調節(jié)立管閥門) 立管三層散熱器 作用壓力p =1793.22pa1136381253.3150.1849.57163.585

26、15.9479.70243.28121914662150.09615.330.6314.53140.56171.16（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 =265.54pa1396293310.5320.0940922.4633.9911.9614.42141042362150.0553.266.52271.4940.1946.711532281113.3200.188.8129.07415.9463.7691.831661272113.3250.118.6228.4

27、545.9523.8152.261796263313.3320.094.9216.2433.9911.9628.2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=(1220.61