供熱課程設計

1、目錄一 ：設計任務、原始資料及設計依據21.1設計任務2 1.2土建資料 21.3氣象條件3二：熱源資料3三：供熱系統(tǒng)形式4四：房間圍護結構熱負荷計算4五：散熱器的選型及安裝形式71：散熱器的選擇72：散熱器的布置83：散熱器片數(shù)的計算8五：水力計算91：計算原理102、計算方法103 應注意的質量問題13七：設計小結14參考文獻1518一 ：設計任務、原始資料及設計依據 1.1設計任務 （1）確定房間耗熱量 （2）確定采暖系統(tǒng)的形式及管路布置 （3） 進行散熱器片數(shù)計算和管道水力計算 （4） 畫出采暖平面圖和系統(tǒng)圖 1.2土建資料 （1）建筑名稱：某三層民用普通住宅 （2）所在地點：河南省許

2、昌市 （3）土建條件：見建筑圖（包括建筑設計的平、立、剖面圖，外圍護結構， 如門、窗等的材料構造及尺寸等） （4）、工程概況：該普通民用住宅位于河南省許昌市，共三層，層高2.8m（5）外墻和門窗及地面的形式列表表示如下 名稱材料傳熱系數(shù)（單位W/（平方米.）外墻內表面抹灰磚墻24磚墻2.08內墻雙面抹灰24磚墻1.72門實體木門單層4.65外窗金屬框雙層3.26地面（保溫地面）現(xiàn)澆泡沫混凝土0.11.3氣象條件 （1） 、許昌市區(qū)地理位置：經度：113.51，緯度：34.01（2）設計室內溫度19 （3）冬季氣象參數(shù) 采暖室外計算溫度 -3.2 冬季室外平均風速2.4m/s 冬季室外最多風向的

3、平均風速3.9m/s 冬季室外大氣壓力1018602Pa 冬季冷風滲透量朝向修正：方向東南西北東南西南東北西北修正0.40.20.3510.10.2510.5 二：熱源資料 集中供熱系統(tǒng)熱源形式由國家主管部門，根據該城市的發(fā)展規(guī)劃及能源利用政策等許多因素來確定，涉及到城市熱電聯(lián)產或熱電分產的能源利用問題。集中供熱系統(tǒng)熱媒的選擇，主要取決于熱用戶的使用特征和要求，同時與選擇的熱源形式有關。集中供熱系統(tǒng)的熱媒主要是熱水，熱水供熱系統(tǒng)的熱能利用效率高。以水作為熱媒用于供暖系統(tǒng)時，可以改變供水溫度來進行供熱調節(jié)，既能減少熱網熱損失，又能較好的滿足衛(wèi)生要求。熱水供熱系統(tǒng)蓄熱能力高，由于系統(tǒng)中水量多，水的

4、比熱大，因此，在水力工況和熱力工況短時間失調時，也不會引起供暖狀況很大波動。熱水供熱系統(tǒng)可以遠距離輸送，供熱半徑大。同時應考慮采用高溫水供熱的可能性。三：供熱系統(tǒng)形式 選擇供、回水溫度為95/70的上供下回重力循環(huán)供熱系統(tǒng)。四：房間圍護結構熱負荷計算 對于本居民樓的熱負荷計算只考慮圍護結構傳熱的耗熱量和冷風滲透引起的耗熱量，人員、燈光等得熱作為有利因素暫不考慮在熱負荷計算當中。 （1）房間圍護結構傳熱耗熱量計算 圍護結構穩(wěn)定傳熱時，基本耗熱量可按下式計算： 單位：W 式中K圍護結構的傳熱系數(shù)（W/·）； F圍護結構的面積（）； tn冬季室內計算溫度（）； tw'供暖室外計算溫

5、度（）； 圍護結構的溫差修正系數(shù)。詳見GB 50736-2012 民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范冷風滲透耗熱量按下式計算：V=Lln 單位：W式中Q2冷風滲透耗熱量（W）； V經門、窗隙入室內的總空氣量，m3/h； w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，Cp =1KJ/（kg·）； 0.278單位換算系數(shù) tn冬季室內計算溫度（）； tw'供暖室外計算溫度（）； 在工程設計中，六層或六層以下的建筑物計算冷空氣的滲入量時主要考慮風壓的作用，忽略熱壓的影響。而超過六層的多層和高層建筑物，則應綜合考慮風壓及熱壓的共同影響。 暖通規(guī)范規(guī)定：宜按下列規(guī)

6、定的數(shù)值，選用不同朝向的修正率 北、東北、西北 010%；東南、西南 -10%-15%； 東、西 -5% ；南 -15%-30%。 暖通規(guī)范規(guī)定：民用建筑和工業(yè)輔助建筑物（樓梯間除外）的高度附加率，當房間高度大于4m時，每高出1m應附加1%，但總的附加率不應大于8%。應注意：高度附加率，應附加于房間各圍護結構基本耗熱量和其他附加（修正）耗熱量的總和上。 暖通規(guī)范規(guī)定：在一般情況下，不必考慮風力附加。只對建在不避風的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內特別突出的建筑物，才考慮垂直外圍護結構附加5%10%。冷風侵入耗熱量按照下式計算： 單位：WVw流入的冷空氣量，單位：立方米每小時w

7、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，Cp =1KJ/（kg·）； 0.278單位換算系數(shù) tn冬季室內計算溫度（） tw'供暖室外計算溫度（）許昌的冬季冷風滲透量朝向修正：方向東南西北東南西南東北西北修正0.40.20.3510.10.2510.5地面采用的是現(xiàn)澆泡沫混凝土（保溫地面）K=0.1，其地面耗熱量的計算可不用劃分地帶而采用公式Q=KFt利用上述公式計算出各個房間的耗熱量匯總表如下：熱負荷匯總表房間類型臥室廚房衛(wèi)浴主臥客廳餐廳及走廊第一層1631 157 171 327 2105 1074 1355 第二層1632 159 159 31

8、8 2107 1056 1342 第三層1884 249 277 526 2423 1366 1649 （各個房間熱負荷詳細計算見附錄）五：散熱器的選型及安裝形式1：散熱器的選擇 散熱器的選擇原則：供暖系統(tǒng)的散熱設備是系統(tǒng)的主要組成部分，它向房間散熱以補充房間的熱損失，保持室內要求的溫度，其中散熱器是最為常用的散熱設備，供暖系統(tǒng)的熱媒通過散熱器的壁面，主要以對流的傳熱方式向房間散熱。對散熱器的基本要求，主要有以下幾點： a、 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積（在外壁上加肋片）、提高散熱器周圍空

9、氣的流動速度和增加散熱器向外輻射強度等途徑。 b、經濟方面的要求，散熱器傳給房間的單位熱量所需金屬耗量越少，成本越低，其經濟性越好。 c、安裝使用和工藝方面的要求，散熱器應具有一定機械強度和承壓能力；散熱器的結構形式應便于組合成所需要的散熱面積，結構尺寸要小，少占房間面積和空間；散熱器的生產工藝應滿足大批量生產的要求。 d、衛(wèi)生和美觀方面的要求，散熱器外表光滑，不積灰和易于清掃，散熱器的裝設不應影響房間觀感。 e、使用壽命的要求，散熱器應不易被腐蝕和破損，使用年限長。 考慮到散熱器耐用性和經濟性，本工程的主臥室，臥室，客廳，餐廳及走廊選用鑄鐵橢柱M-132型散熱器，廚房，衛(wèi)浴采用圓管三柱445

10、型散熱器。對于鑄鐵散熱器它結構簡單，耐腐蝕，使用壽命長，造價低，金屬熱強度及傳熱系數(shù)高，外形美觀，易清除積灰，容易組成所需面積。2：散熱器的布置 散熱器布置在外墻窗臺下，這樣，沿散熱器上升的對流熱氣流能阻止和改善從玻璃窗下降的冷氣流和玻璃冷輻射的影響，使流經室內的空氣比較暖和舒適。但對于本工程的一些特殊性，所以部分散熱器安裝未安裝窗戶下，而選擇安裝在其他的位置。散熱器明裝，布置簡單。散熱器采用同側連接，上進下出。3：散熱器片數(shù)的計算 散熱器片數(shù)的計算按照下式進行計算： 單位：平方米 n=F/f 單位：片Q-散熱器的散熱量，單位W-散熱器內熱媒平均溫度，單位供暖室內計算溫度，單位K-散熱器的傳熱

11、系數(shù)，單位，w/(平方米.)散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)散熱器連接形式數(shù)修正系數(shù)散熱器安裝形式數(shù)修正系數(shù)n-散熱器片數(shù)F-所計算散熱器面積f-單片散熱器的面積 實際散熱器片數(shù)的計算，采用天正暖通軟件進行輔助計算，所得散熱器片數(shù)如下表所示；第一層臥室廚房衛(wèi)浴主臥客廳餐廳及走廊散熱器片數(shù)143417911第二層臥室廚房衛(wèi)浴主臥客廳餐廳及走廊散熱器片數(shù)143417911第三層臥室廚房衛(wèi)浴主臥客廳餐廳及走廊散熱器片數(shù)1656201214五：水力計算 此工程采用重力循環(huán)雙管上進下回異程式熱水供暖系統(tǒng)，供暖系統(tǒng)的引入口設置在建筑物一樓北側，共有四個分支環(huán)路，這樣可以縮短系統(tǒng)的作用管徑，設計供回水溫度為95/70

12、。 根據建筑的結構形式，布置干管和立管，為每個房間分配散熱器。（見圖紙）1：計算原理 基本原理 （1）當流體沿管道流動時，由于流體分子間及其管壁間的摩擦，就要能量損失，稱為沿程損失；當流體流過管道的一些附件時，由于流動方向或速度的改變，產生局部旋渦和撞擊，也要產生能量損失，稱為局部損失。因此熱水供暖系統(tǒng)中計算管段的壓力損失，可用下式表示：P=Py+Pj=Rl+Pj Pa 式中 P計算管段的壓力損失，Pa； Py計算管段的沿程損失，Pa； Pj計算管段的局部損失，Pa；R每米管段的沿程損失，Pa/m； L管段長度，m。（2）室

13、內熱水供暖系統(tǒng)的水流量G與熱媒流速v的關系式為：v=4³G/（3600³3.14³³d2）=G/（2826³³d2）2、計算方法（1）、可按照基本原理進行計算；（2）、在實際工程中，為了簡化計算，采用當量“當量局部阻力計算法”和“當量長度計算法”進行管路的水力計算。為了熟悉基本原理，本次設計采用基本原理進行計算。3：管徑的確定 根據水力計算結果，利用節(jié)點壓力平衡原理，表示出系統(tǒng)的總壓力損失及各立管的資用壓力值。 注意： 如果個別立管供、回水節(jié)點間的資用壓力過小或過大，則會使下一步選用該立管的管徑過粗或過細，設計很不合理。此時，適當改變

14、個別供、回水干管的管段直徑，使易于選擇各立管的管徑并滿足并聯(lián)環(huán)路不平衡率的要求。 確定其它立管管徑。根據各立管的資用壓力和立管各管段的流量選用合適的立管管徑。 求各立管的不平衡率。根據各立管的資用壓力和立管的計算壓力損失，求各立管的不平衡率。不平衡率應在15%以內，若不平衡率過大，則應調整管徑使之平衡。（注：本次課程設計的水力計算使用天正暖通軟件進行輔助計算，計算結果，詳見附表。）六：施工方法 1 ：安裝準備 1） 認真熟悉圖紙，配合土建施工進度，預留孔洞。 2） 按設計圖紙畫出管路的位置、管徑、變徑、預留口、坡向，卡架位置等施工草圖，包括干管的起點末端和拐彎，節(jié)點預留口、坐標位置等。2 干管

15、、立管及散熱器的安裝 a、 干管安裝： 1） 按施工草圖，進行管段的預加工，包括：斷管、套絲、管件、調直、核對好尺寸，按環(huán)路分組編號，碼放整齊。 2） 安裝支架，按設計要求或規(guī)定間距安裝。吊卡安裝時先把吊架按坡向，順序依次穿在型鋼上，吊環(huán)按間距位置套在管上，再把管抬起穿上螺栓擰緊螺帽，將管固定。安裝托架上預留管道時，先把管固定在托架上，把第一節(jié)管裝好U型卡，然后安裝第二節(jié)管，以后各節(jié)均按此進行。 3） 干管安裝應從進戶口或分支路點開始，安裝前要檢查管腔并清理干凈。在絲扣處抹鉛油纏麻，直至擰至松緊合適，要求絲扣外露23扣，清理麻頭，依此方法安裝完畢。4） 管道安裝完，檢查坐標、標高、預留口位置是

16、否準確，然后找直，用水平尺核對坡度，調整合格后上好U型卡，最后焊牢固定卡的止動板。5） 安裝完畢的管道穿結構處洞口應堵管，預留口應加好臨時管堵。 b、立管安裝 1） 核對各層預留孔洞位置是否垂直，吊線裝卡子，將預制好的管道按編號順序運到安裝地點。 2） 安裝閥門先卸下閥門蓋，有鋼套管的先穿到管上，按編號從第一節(jié)開始安裝，在絲扣抹鉛油纏麻，將立管對準入扣，至到松緊適度，對準調直標記的絲扣外露23扣，預留口平正為止，并清理干凈麻頭。 3） 檢查立管的每個預留口標高、方向是否正確，吊好垂直度、扶正鋼套管，最后填堵孔洞，預留口必須加好臨時絲堵。 c、散熱器安裝 散熱器進廠后進行打壓試驗，合格后方可安裝

17、。試驗壓力為0.9MPa,試驗時間為2-3分鐘，壓力不降且不滲不漏為合格。散熱器采用落地安裝，在正確位置安裝托鉤及卡子，散熱器背面與裝修后的墻內表面距離為30mm。 3 應注意的質量問題 1） 管道坡度不均勻造成的原因是安裝干管后再開口，接口以后不調直，或吊卡松緊不一致，立管卡子未擰緊。管道分路預制時沒有進行調直。 2） 立管不垂直，主要原因是支管尺寸不準，推、拉立管造成。分層立管上下不對正，距墻壁不一致，主要是剔洞時，不吊線而造成。 3） 麻頭清理不干凈，原因是操作人員未及時清理造成。 4） 采暖系統(tǒng)工作壓力為0.8MPa，低區(qū)工作壓力0.6MPa，試驗壓力為工作壓力加0.1MPa作水壓試驗

18、，因此高區(qū)試驗壓力為0.9MP，a低區(qū)系統(tǒng)試驗壓力為0.7MPa。 5)主干管及立管應按高、低區(qū)分別進行強度試驗。試驗時先升壓至試驗壓力，穩(wěn)壓10分鐘，壓力降不大于0.02 MPa，然后降至工作壓力下做外觀檢查不滲漏為合格。七：設計小結 合理的選擇供暖系統(tǒng)是計算的關鍵，以及根據室內的熱負荷大小計算散熱器的片數(shù)，正確的選擇散熱器的型號。根據所選擇的供暖系統(tǒng)以及供暖方式來合理的進行管路的水力計算，算出管段的各管徑的大小，然后進行管道的阻力計算，以及平衡管段的阻力，這一系統(tǒng)讓我對供熱工程系統(tǒng)的設計以及水力計算有了全面的了解。 通過課程設計達到對供熱工程這門課的知識的深化得目的，把課程內容貫穿，是它更加系統(tǒng)化，邏輯化，加強了這門課的認識以及對本專業(yè)的深刻的理解。 通過本次設計，使我發(fā)現(xiàn)了自己的不足， 設計過程中，計算比較繁雜，所以更要求細心和耐心，但是