長春供熱課程設(shè)計說明書

1、室內(nèi)采暖課程設(shè)計設(shè)計題目：長春市時尚新苑小區(qū)采暖系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)年級：建環(huán)2008級 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目長春市時尚新苑小區(qū)采暖系統(tǒng)設(shè)計二、原始資料1、建筑物修建地點(diǎn)：長春市。2、土建資料：建筑物的平、立面圖。3、其他資料：熱源：獨(dú)立鍋爐房；設(shè)計供回水溫度：；建筑物周圍環(huán)境：室內(nèi)、無遮擋。三、設(shè)計內(nèi)容和要求1、設(shè)計應(yīng)包括以下主要內(nèi)容：（1）計算供暖設(shè)計熱負(fù)荷（2）布置管道和散熱設(shè)備、選擇計算散熱設(shè)備（3）管道的水力計算及附屬設(shè)備的選擇2、說明書要闡述設(shè)計方案主要依據(jù)和基本計算公式。說明書的文字要簡練，字跡要工整。說明書中要有以下幾張表格和附圖：（1）房間圍護(hù)

2、結(jié)構(gòu)耗熱量計算表（2）散熱器計算表（3）管路水力計算表、局部阻力系數(shù)統(tǒng)計表（4）管路水力計算簡圖3、繪制的圖紙圖面要全面，圖中各項內(nèi)容符合制圖要求，要有文字說明。要有以下圖紙：（1）采暖系統(tǒng)平面圖（2）采暖系統(tǒng)圖目 錄略。長春市時尚新苑小區(qū)采暖系統(tǒng)設(shè)計1 采暖設(shè)計熱負(fù)荷的計算1.1 氣象資料供暖室外計算溫度tw=-23，冬季室外平均風(fēng)速vw=4.2m/s，冬季主導(dǎo)風(fēng)向及頻率:SW，20%,冬季日照率:66%，冬季大氣壓力:99.40kpa，最大凍土層深度1.69m。1.2 土建資料 1）建筑平面圖(已知)2）屋頂構(gòu)造圖： 它的構(gòu)造是：1、預(yù)制細(xì)石混凝土板25mm，表面噴白色水泥漿；2、通風(fēng)層2

3、00mm；3、卷材防水層；4、水泥砂漿找平層20mm；5、保溫層，瀝青膨脹珍珠巖125mm；6、隔氣層；7、現(xiàn)澆鋼筋混凝土板70mm；8、內(nèi)粉刷。屬于型，傳熱系數(shù)K=0.48W/(K)。3）墻體構(gòu)造墻的構(gòu)造是：1、磚墻2、泡沫混凝土3、木絲板4、白灰粉刷屬于型，傳熱系數(shù)K=0.78 W/(K)。4）外門窗規(guī)格參見圖紙中給定尺寸。采用雙層鋼窗傳熱系數(shù)：3.01 W/(K)。采用雙層門（金屬框）傳熱系數(shù)：3.26 W/(K)。1.3 計算采暖設(shè)計熱負(fù)荷采暖設(shè)計熱負(fù)荷的計算應(yīng)根據(jù)房間熱平衡來計算。室內(nèi)供熱系統(tǒng)設(shè)計時，是按在冬季室外計算溫度下連續(xù)計算溫度下連續(xù)供暖來考慮的。首先分房間計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱

4、量，然后求整個建筑物的熱負(fù)荷。圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量規(guī)范中所規(guī)定的“圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量”實質(zhì)上是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差傳熱量、加熱由于外門短時間開啟侵入的冷空氣的耗熱量以及一部分太陽輻射熱量的代數(shù)和。為了簡化計算，規(guī)范規(guī)定，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量包括基本耗熱量和附加耗熱量兩部分。.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量，可按下列公式計算： 式中 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱負(fù)荷，W；Kjj部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/（m2）；j部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積，；tR冬季室內(nèi)計算溫度，；tow冬季供暖室外計算溫度，；a圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)。1）室內(nèi)溫度tR的確定查有關(guān)資料可以知道，住宅類建筑冬季室內(nèi)溫度tR取值按下表：表1-1 住宅類建筑冬季

5、室內(nèi)溫度房間功能室內(nèi)溫度臥室、起居室1820廚房15走廊1416廁所1618浴室252）室外溫度tow的確定冬季供暖室外計算溫度可由手冊查得tow為-23；.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加耗熱量1）朝向修正率不同朝向的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，受到的太陽輻射熱量是不同的；同時，不同的朝向，風(fēng)速和頻率也不同。因此，規(guī)范規(guī)定對不同的垂直外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正。其修正率為：北、東北、西北朝向： 010%；東、西朝向： -5%；東南、西南朝向： -10%15%；南向： -15%-30%；2）風(fēng)力附加在規(guī)范中明確規(guī)定：只是在不避風(fēng)的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內(nèi)特別突出的建筑物，垂直的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷附加5%10%。本設(shè)

6、計中城市處在內(nèi)陸，所以不考慮風(fēng)力附加。3） 外門附加為加熱開機(jī)外門時侵入的冷空氣，對于短時間開啟無熱風(fēng)幕的外門，可以用外門的基本耗熱量乘上表中查出的相應(yīng)附加率。陽臺門不應(yīng)考慮外門附加率。表1-2 外門附加率（%）建筑物性質(zhì)附加率民用建筑或工廠的輔助建筑物，當(dāng)樓層為n時有兩個門斗的三層外門60n有門斗的雙層外門80n無門斗的單層外門65n4） 高度附加由于室內(nèi)溫度梯度的影響，往往使房間上部的傳熱量加大。因此規(guī)定：當(dāng)房間凈高超過4m時，每高出1m，附加率為2%，但最大附加率不超過15%。本設(shè)計中房間層高均為3m，所以根據(jù)這個規(guī)定，本次設(shè)計不需考慮高度附加率。.3 門窗縫隙滲入冷空氣的耗熱量由于縫隙

7、寬度不一，風(fēng)向、風(fēng)速的頻率不一，因此由門窗縫隙滲入的冷空氣量很難準(zhǔn)確計算。規(guī)范推薦，對于多層和高層民用建筑，可按下式計算門窗縫隙滲入冷空氣的耗熱量：式中 為加熱門窗縫隙滲入的冷空氣耗熱量，W； L 滲透冷空氣量，m3/h，對多層建筑可按換氣次數(shù)法計算； ao采暖室外計算溫度下的空氣密度，kg/m3，本設(shè)計中取1.37 kg/m3；cp空氣定壓比熱，cp=1kJ/（kg）；toh 采暖室外計算溫度，。當(dāng)無確切數(shù)據(jù)時，多層建筑可按下表推薦值計算滲透冷風(fēng)量，表中換氣次數(shù)是風(fēng)量（m3/h）與房間體積（m3）之比，單位為h-1（次/h）。因此，房間滲入冷風(fēng)量即等于表中推薦值乘以房間體積。表1-3 換氣次

8、數(shù)房間類型一面有外窗的房間兩面有外窗的房間三面有外窗的房間門廳換氣次數(shù)（h-1）0.50.51.01.01.52.0.4 最小傳熱熱阻的計算利用公式 式中，最小總熱阻，； 冬季室內(nèi)計算溫度，； 冬季室外計算溫度，； 溫差修正系數(shù)； 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱熱阻，； 室內(nèi)溫度與外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的允許溫差。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性指標(biāo)可按下式計算： 式中，各層材料的導(dǎo)熱熱阻，； 各層材料的蓄熱系數(shù)，。屋頂：查得，=4，=1.0，=-26，則 該屋頂屬于型圍護(hù)結(jié)構(gòu)，屋面的實際傳熱阻=1.91，可見，該屋頂?shù)膶嶋H傳熱阻大于最小傳熱阻值，滿足規(guī)定，故型圍護(hù)結(jié)構(gòu)合適，可采用型圍護(hù)結(jié)構(gòu)。外墻：查得，=6，=1.00，=-2

9、3，則該外墻屬于型圍護(hù)結(jié)構(gòu)，外墻的實際傳熱阻=1.11，可見，該外墻的實際傳熱阻大于最小傳熱阻值，滿足規(guī)定，故型圍護(hù)結(jié)構(gòu)合適，采用型圍護(hù)結(jié)構(gòu)。具體步驟及方法如下：1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量計算 2)冷風(fēng)滲透耗熱量計算3）房間總采暖熱負(fù)荷： 數(shù)據(jù)見附表1。2 采暖熱媒和采暖系統(tǒng)的選擇2.1 采暖熱媒的選擇由設(shè)計給定，采用95/70的熱水熱媒采暖。2.2 采暖系統(tǒng)的確定采暖系統(tǒng)機(jī)械式水平雙管同程式供暖系統(tǒng)。3 散熱器的選擇與計算3.1 散熱器的選擇選鑄鐵四柱813型散熱器。其尺寸為。其性能表如下：表31 鑄鐵四柱813型散熱器性能表散熱面積水容量重量工作壓力（MPa）（/片）（L/片）（kg /片）低壓

10、高壓0.281.480.50.83.2 散熱器的計算 散熱器散熱面積的計算散熱器的散熱面積可按下式計算： 式中：散熱器的散熱面積，； 散熱器的散熱量，； 散熱器的傳熱系數(shù)，7.87； 散熱器的片數(shù)修正系數(shù)，表3-2 散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)1 每組片數(shù) 2010.95 1.00 1.05 1.10 散熱器連接形式修正系數(shù)，選用同側(cè)上進(jìn)下出=1.0； 散熱器安裝形式修正系數(shù)，選用明裝形式=1.02。 散熱器熱媒平均溫度的計算 對于熱水采暖系統(tǒng)可根據(jù)下式計算： 式中：散熱器內(nèi)熱媒的平均溫度，； 散熱器進(jìn)水溫度，； 散熱器出水溫度，。 對于雙管熱水采暖系統(tǒng)，散熱器的進(jìn)水、出水溫度，即為供暖系統(tǒng)的供水、

11、回水溫度。 散熱器的傳熱系數(shù)值散熱器的傳熱系數(shù)值是指當(dāng)散熱器內(nèi)熱媒平均溫度與室內(nèi)計算溫度之差為1時，每平方米散熱面積傳遞給室內(nèi)空氣的熱量，它是決定散熱器總散熱量多少的關(guān)鍵指標(biāo)。要對散熱器傳熱系數(shù)進(jìn)行精確的解析計算十分困難。在實際工作中，散熱器的傳熱系數(shù)值是通過一系列的實驗確定的。常見的散熱器傳熱系數(shù)可通過查表查得。本設(shè)計為方便計算，取散熱器的傳熱系數(shù)為7.87。 散熱器片數(shù)的計算在散熱器面積求得后,可按下式計算所需散熱器的片數(shù),即 式中：某組散熱器的片數(shù)； 每片散熱器的散熱面積，可在有關(guān)產(chǎn)品說明或設(shè)計手冊中查得，本設(shè)計中。在計算散熱器的散熱面積時，由于每組片數(shù)未定，故先不考慮片數(shù)修正系數(shù)（即取

12、），當(dāng)散熱器片數(shù)求出后在乘以相應(yīng)的修正系數(shù)，得到每組散熱器的實際片數(shù)。散熱器片數(shù)只能是整數(shù)，如果計算出的值不為整數(shù)時，可根據(jù)下列原則進(jìn)行取舍：（1） 對柱型、長翼型、板型、扁管式等散熱器，散熱面積的減少不宜超過0.1；（2） 對串片式、圓翼型散熱器，散熱面積的減少不宜超過計算面積的10%。下面以201室為例確定所需的散熱器片數(shù)。具體步驟及計算方法如下：1） 計算散熱器內(nèi)熱媒平均溫度利用公式 = ；2） 散熱器的傳熱系數(shù)查得。3） 求散熱器片數(shù)（, ,.02） 鑄鐵四柱813型散熱器 ，101室散熱器片數(shù)為： 片； 片 取12片。其余房間散熱器片數(shù)為見附表2。 根據(jù)要求細(xì)柱型（813）每組25片

13、，所以根據(jù)具體情況將各層的散熱器分組。4 管道的水力計算4.1 熱水供暖系統(tǒng)管路水力計算的基本原理要保證供暖房間的計算溫度，首先必須保證進(jìn)入各散熱器的水流量符合設(shè)計要求。管路水力計算的目的就是在保證系統(tǒng)中各管段及散熱器中的水流量符合設(shè)計要求的前提下，確定系統(tǒng)各管段的管徑及系統(tǒng)的壓力損失。所謂壓力損失是指單位重量流體從一個位置流動到另一位置時，由于克服流動阻力所消耗的能量。根據(jù)阻力產(chǎn)生的部位不同,通常把阻力分為沿程阻力和局部阻力。與此相應(yīng)，流體在管道中克服沿程阻力所消耗的能量稱之為沿程壓力損失，而克服局部阻力所消耗的能量稱之為局部阻力損失。系統(tǒng)的壓力損失是確定系統(tǒng)的工作壓力及水泵揚(yáng)程的依據(jù)。熱水

14、供暖系統(tǒng)中，各計算管段的阻力可用下式表示，即 式中，計算管段的總阻力，； 計算管段的沿程阻力，； 計算管段的局部阻力，； 沿程阻力各計算管段的沿程阻力計算如下： 式中，每米管長的沿程阻力，或稱比摩阻，； 計算管段的長度，。 沿程阻力式中，動壓，Pa局部阻力系數(shù)因此，可分別確定系統(tǒng)中各計算管段的沿程阻力和局部阻力，兩者之和即為該管段的總阻力值，也就是該管段總的壓力損失。4.2 水力計算的方法熱水供暖系統(tǒng)的水力計算，可分為等溫降法和變溫降法。等溫降法的計算特點(diǎn)是預(yù)先規(guī)定每根立管的水溫降，系統(tǒng)中各立管的供、回水溫度都取相同的數(shù)值，在這個前提下來計算流量。這種方法的任務(wù)的兩種方法通常是：一種是已知各管

15、段的流量，給定最不利環(huán)路各管段的管徑；另一種是根據(jù)給定的壓力損失，選擇流過給定流量所需要的管徑。因為所給的系統(tǒng)是供回水的溫差是25，所以選用的水力計算的方法是等溫降法。4.3 水力計算的步驟 計算最不利環(huán)路一個采暖系統(tǒng)中，有多個環(huán)路。一般設(shè)計計算時，從最不利環(huán)路開始。 根據(jù)和已知的各管段設(shè)計流量，查水力計算表，得到在設(shè)計流量下各管段的管徑和實際比摩阻的數(shù)值。如果作用壓頭未知，也可用設(shè)計實踐中通常采用的推薦摩阻值60120來確定出最不利環(huán)路各管段的管徑和對應(yīng)的實際比摩阻。最不利環(huán)路的壓力損失為它所有的串聯(lián)管段阻力損失之和。 式中，最不利環(huán)路阻力損失，； 環(huán)路中任一串聯(lián)管段的比摩阻，； 環(huán)路中任一

16、串聯(lián)管段的長度，； 環(huán)路中任一串聯(lián)管段的局部阻力損失，； 環(huán)路中任一串聯(lián)管段的局部阻力損失的當(dāng)量長度，； 環(huán)路中任一串聯(lián)管段的折算長度，。 計算富裕壓頭值和富裕度比較系統(tǒng)可資利用的作用壓頭和計算出的總阻力損失，求出富裕壓頭值。系統(tǒng)的作用壓頭應(yīng)留有10%以上的富裕度，用于考慮設(shè)計計算中未計入的損失。即： 式中， 系統(tǒng)作用壓頭的富裕度，%； 最不利環(huán)路的作用壓頭，； 最不利環(huán)路的總阻力損失，。 如不滿足上式，則需要調(diào)整環(huán)路中某些管段的管徑。如，則要增大串聯(lián)管路中某一個或幾個管段的管徑，減小阻力損失；如遠(yuǎn)大于10%，則要減少某一個或幾個管段的管徑，增大阻力損失。如用減小管徑的辦法來減少阻力損失已無可

17、能，可借助于減小用戶入口閥門的開啟度來增加阻力損失。 計算阻力損失及不平衡率在等溫降方法中，流量已事先計算出來。為了防止實際運(yùn)行時通過的流量過分偏離計算流量，設(shè)計時力求使并聯(lián)管路的資用壓力與阻力損失相等。然而由于管徑規(guī)格的限制，這一等式常常是不易實現(xiàn)的。因此在確定阻力損失時允許并聯(lián)環(huán)路的阻力損失不平衡，只要不平衡率不大于，都認(rèn)為符合要求?？捎孟率接嬎?。 式中， 并聯(lián)管路的阻力損失不平衡率，%； 資用壓力，； 計算阻力損失，。為了減少和避免水平失調(diào)，一種方法是安裝閥門（最好采用調(diào)節(jié)閥）或孔板將剩余資用壓力消耗掉。有時還將恒溫閥與調(diào)節(jié)閥配合使用。下面以環(huán)路1為例，進(jìn)行水力計算。見水力計算簡圖。1）

18、選擇環(huán)路12）計算各管段的流量根據(jù)公式計算各管段的流量。式中， 管段的水流量，kg/h；管段的熱負(fù)荷，；系統(tǒng)的設(shè)計供水溫度，；系統(tǒng)的設(shè)計回水溫度，。管段1的流量其余管段流量計算方法同管段1。3） 確定各管段的長度L以管段1為例L=2。4） 確定各管段的管徑、流速、比摩阻查水力計算表可求得各管段的管徑、流速、比摩阻。查得管段1的管徑，管內(nèi)流速，比摩阻為。5） 計算各管段的沿程阻力利用公式計算各管段的沿程阻力。管段1的沿程阻力為 6）確定各管段的局部阻力管段1局部阻力為 7）確定各管段的總阻力根據(jù)公式計算各管段的總阻力。管段1總阻力為 利用同樣的方法計算其他管段的阻力。進(jìn)而求得立管1的總阻力為。用同樣的方法計算?，F(xiàn)將各立管的水力計算見附表3。5 輔助設(shè)備的選擇及計算5.1 排氣閥的選擇 排氣閥，俗稱放氣門或跑風(fēng)門，是安裝在散熱器上的一種排氣裝置。熱水采暖系統(tǒng)中一般使用手動排氣閥，安裝在散熱器的上部，定期擰開排氣閥上的旋塞，排除散熱器中的空氣。選用ZP-型自動排氣閥，外形尺寸為15890125。5.2 截止閥的選擇截止閥是指后閥件（閥瓣）沿閥座中心線移動的閥門，在管道上主要作切斷用。閥體形式一般分為直通式、角式和直流式。優(yōu)點(diǎn)：密封性較好；密封面檢修較方便；開啟高度小。缺點(diǎn)：介質(zhì)流動阻力大；結(jié)構(gòu)長度較大。常用于管徑小于200，要求有較好的密封性能的管