供熱課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書要點(diǎn)

1、 供熱工程課程設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 市政與環(huán)境工程學(xué)院 專 業(yè)： 建筑環(huán)境與設(shè)備工程 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師： 市政學(xué)院建筑環(huán)境與設(shè)備教研室 印制二一三年五月 目 錄第1章 緒論11.1 設(shè)計(jì)目的11.2 工程概述11.3 設(shè)計(jì)任務(wù)1第2章 設(shè)計(jì)依據(jù)22.1 主要參考資料22.2 設(shè)計(jì)范圍22.3 設(shè)計(jì)參數(shù)22.3.1 室外設(shè)計(jì)參數(shù)22.3.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)32.4 設(shè)計(jì)原始資料32.4.1 土建資料32.4.2 建筑結(jié)構(gòu)32.5 動(dòng)力與能源資料32.6 其他資料42.7 朝向修正率4第3章 供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷53.1 熱負(fù)荷組成53.2 主要計(jì)算公式53.3 熱負(fù)荷計(jì)算6第4

2、章 熱水供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案比較與確定74.1 循環(huán)動(dòng)力74.2 供、回水方式74.3 供、回水管布置方式74.4工程方案確定7第5章 地?zé)岜P管及樓梯間散熱器的選型及安裝形式85.1樓梯間散熱器的選擇85.2樓梯間散熱器的布置85.3樓梯間散熱器的安裝85.4樓梯間散熱器的計(jì)算85.5地?zé)岜P管的選擇布置及安裝95.6地?zé)岜P管的計(jì)算9第6章 熱水供暖系統(tǒng)水力計(jì)算106.1確定最不利管路、最有利環(huán)路原理圖106.2 系統(tǒng)水力計(jì)算106.2.1 最不利環(huán)路計(jì)算106.2.2 最利環(huán)路及水力失調(diào)度計(jì)算10參考文獻(xiàn)11附表1，2，3，4，5 12 第1章 緒論1.1 設(shè)計(jì)目的本課程的目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的

3、暖通空調(diào)、流體輸配管網(wǎng)課程的理論和技術(shù)知識(shí)解決實(shí)際問題，進(jìn)一步提高運(yùn)算、制圖和使用資料的能力。通過設(shè)計(jì)，了解室內(nèi)采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容、程序和基本原則，鞏固所學(xué)理論知識(shí)，培養(yǎng)利用這些知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，逐步樹立正確的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)。采暖課程設(shè)計(jì)是建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題能力的一個(gè)重要的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，在建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中占有重要的地位和作用。1.2 工程概述1. 本工程為沈陽(yáng)市世紀(jì)花園某棟住宅樓，整個(gè)建筑物為6層，六層上有閣樓。每層層高為2.8米，每戶三室兩廳兩衛(wèi)。熱源由城市熱網(wǎng)提供，供回水溫度為：50、40，引入口管徑為DN80，供回水壓差為35000Pa。1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)

4、本設(shè)計(jì)為整棟住宅樓冬季熱水供暖工程。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為：（一）設(shè)計(jì)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(jì)參數(shù)）（二）采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷及熱指標(biāo)的計(jì)算（三）散熱設(shè)備選擇計(jì)算（四）布置管道和附屬設(shè)備選擇，繪制設(shè)計(jì)草圖（五）管道水力計(jì)算（六）平面布置圖、系統(tǒng)原理圖等繪制（七）設(shè)備材料表、設(shè)計(jì)及施工說明的編制 第2章 設(shè)計(jì)依據(jù)2.1 主要參考資料1. 王宇清，劉春澤. 供熱工程，機(jī)械工業(yè)出版社，20052. 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 500192003），北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20033. 劉建龍主編. 建筑設(shè)備工程制圖與CAD 技術(shù)，北京：中國(guó)化學(xué)工業(yè)出版社20094. 劉建龍. 供熱工

5、程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，20085. 陸耀慶. 供熱通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，19876. 李貸森. 簡(jiǎn)明供熱設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，19987. 城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范CJJ34-2002，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20038. 城市供熱管網(wǎng)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范CJJ-28-89，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社19899. 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)制圖標(biāo)準(zhǔn)（GBJ 114-1988），北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，19892.2 設(shè)計(jì)范圍本次設(shè)計(jì)任務(wù)為整棟住宅樓冬季采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)。采暖日期為11月1日到3月31。本采暖設(shè)計(jì)，已經(jīng)給出熱媒，并由城市熱網(wǎng)提供。故本設(shè)計(jì)不做熱力系統(tǒng)機(jī)房和室外管網(wǎng)等的設(shè)

6、計(jì)。2.3 設(shè)計(jì)參數(shù)2.3.1 室外設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)建筑物所在的地區(qū)是黑龍江省哈爾濱市，查附錄31，將哈爾濱市冬季室外氣象參數(shù)列在表2.1中：表2.1 冬季室外氣象參數(shù)表地理位置大氣壓力（Kpa）室外平均風(fēng)速（m/s）冬季采暖室外計(jì)算干球溫度/冬季室外計(jì)算相對(duì)濕度/%沈陽(yáng)102.083.2-20642.3.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù) 根據(jù)設(shè)計(jì)建筑類型，查表附錄1，確定室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)如下表:表2.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)房間名稱冬季室內(nèi)溫度/相對(duì)濕度/%風(fēng)速m/s臥室18500.2樓梯間12500.2衛(wèi)生間25500.2廚房15500.22.4 設(shè)計(jì)原始資料2.4.1 土建資料本工程為沈陽(yáng)市世紀(jì)花園住宅樓，整個(gè)建筑物為

7、6層，6層上有閣樓，建筑面積約5750平米，建筑占地面積約820平米，建筑總高20米。每戶三室兩廳兩衛(wèi)。2.4.2 建筑結(jié)構(gòu)墻體均選用加氣砼砌塊：地上外墻為350厚，內(nèi)墻為200厚。外墻外保溫采用50厚擠塑聚苯乙烯板。屋面：屋面防水等級(jí)為級(jí)，做法從上到下依次為：40厚C20細(xì)石混凝土（內(nèi)配 4200雙向）、20厚1:2.5水泥砂漿保護(hù)層；80厚擠塑聚苯乙烯板；高分子防水卷材兩道；20厚1:3水泥砂漿找平層 ；鋼筋混凝土屋面板。外窗：雙層塑鋼窗；窗高1500mm。內(nèi)門：?jiǎn)螌幽鹃T。2.5 動(dòng)力與能源資料1. 熱源：城市熱網(wǎng)2. 熱媒：熱水參數(shù)tg=50 th=403. 熱力入口位置：系統(tǒng)與室外管網(wǎng)

8、連接，其引入口處供回水壓差P=35000 Pa2.6 其他資料1. 人數(shù)：按照相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)確定。2. 照明、設(shè)備：按照相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)確定。3. 采暖設(shè)備要求散熱器要求散熱性能好，金屬熱強(qiáng)度大，承壓能力高，價(jià)格便宜，經(jīng)久耐用，使用壽命長(zhǎng)。該設(shè)計(jì)中采暖設(shè)備選用散熱器供暖。對(duì)散熱器的要求主要有以下幾點(diǎn)：1) 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）、提高散熱器周圍空氣的流動(dòng)速度和增加散熱器向外輻射強(qiáng)度等途徑。2) 經(jīng)濟(jì)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，成本越低越好。3)

9、安裝使用和工藝方面的要求，散熱器應(yīng)具有一定機(jī)械強(qiáng)度和承壓能力；散熱器的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于組合成所需要的散熱面積，結(jié)構(gòu)尺寸要小，少占房間面積和空間，散熱器的生產(chǎn)工藝應(yīng)滿足大批量生產(chǎn)的要求。4) 衛(wèi)生美觀方面的要求，散熱器要外表光滑，不積灰和易于清掃，散熱器的裝設(shè)不應(yīng)影響房間的觀感。5) 使用壽命的要求，散熱器應(yīng)不易被腐蝕和破損，使用年限長(zhǎng)。2.7 朝向修正率北朝向： 0%；東、西朝向： 5%；南向： 20%。第3章 供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷供暖熱負(fù)荷是設(shè)計(jì)中最基本的數(shù)據(jù)。它直接影響供暖系統(tǒng)方案的選擇、供暖管道管徑和散熱器等設(shè)備的確定、關(guān)系到供暖系統(tǒng)的使用和經(jīng)濟(jì)效果。3.1 熱負(fù)荷組成1、基本耗熱量（屋頂

10、、墻、地板和窗耗熱量）；2、圍護(hù)結(jié)構(gòu)修正耗熱量（朝向、風(fēng)力、高度影響的修正）；3、冷風(fēng)滲透耗熱量；4、冷風(fēng)侵入耗熱量；3.2 主要計(jì)算公式由于冬季室外溫度的波動(dòng)幅度遠(yuǎn)小于室內(nèi)外的溫差，因此在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量計(jì)算中采用日平均溫差的穩(wěn)態(tài)計(jì)算法，1. 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量 （3.4）式中 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量形成的熱負(fù)荷（W）；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)計(jì)算溫度（）；冬季采暖室外計(jì)算溫度（）。2. 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加耗熱量圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加耗熱量按其占基本耗熱量的百分率確定。1) 朝向修正率參考本設(shè)計(jì)2.7節(jié)；2) 風(fēng)力附加率 本設(shè)計(jì)不

11、必要考慮風(fēng)力附加；3) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的高度附加 本設(shè)計(jì)中高度附加可以忽略。3. 冷風(fēng)滲透耗熱量 =0.28Vw (3.5)式中：冷風(fēng)滲透耗熱量（W）；V經(jīng)門、窗隙入室內(nèi)的總空氣量，m3/h；w供暖室外計(jì)算溫度下的空氣密度，本設(shè)計(jì)取1.415kg/m3；冷空氣的定壓比熱， =1KJ/（kg·）。經(jīng)門、窗隙入室內(nèi)的總空氣量按下式計(jì)算V= (3.6)式中：L h每米每小時(shí)縫隙入室內(nèi)的空氣量；門窗縫隙的計(jì)算長(zhǎng)度，m；滲透空氣量的朝向修正系數(shù)。 Lh=(0.3h0.4)b(0.5w02)b (3.7)式中：h 計(jì)算門窗中心標(biāo)高，m；0冬季室外最大風(fēng)向的平均風(fēng)速，m/s；外門窗縫隙滲風(fēng)系數(shù)，有表1-

12、81 查得0.5。b 門窗縫隙滲風(fēng)指數(shù)，取0.67；4. 冷風(fēng)侵入耗熱量開啟外門時(shí)侵入的冷空氣需要加熱到室內(nèi)溫度，對(duì)于短時(shí)間開啟無熱風(fēng)幕的外門，可以用外門的基本耗熱量乘以相應(yīng)的附加率：=N (3.8)式中：外門基本耗熱量，W;N考慮冷風(fēng)侵入的外門附加率。本設(shè)計(jì)中只有首層有外門，后門取附加率取65%，前門為主要通道，取附加率500%。3.3 熱負(fù)荷計(jì)算見計(jì)算書書末附表1，附表2，附表3 第4章 熱水供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案比較與確定 熱水采暖系統(tǒng)形式的選擇，應(yīng)根據(jù)建筑物的具體條件，考慮功能可靠、經(jīng)濟(jì)，便于管理、維修等因素，采用適當(dāng)?shù)牟膳问健?.1 循環(huán)動(dòng)力根據(jù)設(shè)計(jì)資料中給出動(dòng)力與能源資料為城市熱網(wǎng)提供

13、熱媒（熱水參數(shù)tg=50，th=40）且系統(tǒng)與室外管網(wǎng)連接，其引入口處供回水壓差P=35000 Pa。故可確定本設(shè)計(jì)為機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)。4.2 供、回水方式供、回水方式可分為單管式和雙管式。雙管熱水供暖系統(tǒng)：因供回水支管均可裝調(diào)節(jié)閥，系統(tǒng)調(diào)節(jié)管理較為方便，故易被人們接受，但雙管熱水供暖系統(tǒng)由于自然循環(huán)壓頭作用，容易引起垂直失調(diào)現(xiàn)象，故多用于四層以下的建筑。按其供水干管的位置不同，可分為上供下回、中供下回、下供下回、上供上回等系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用上供下回式系統(tǒng)單管熱水供暖系統(tǒng)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，節(jié)省管材，造價(jià)低，而且可減輕垂直失調(diào)現(xiàn)象，故五到六層建筑中宜采用單管式采暖系統(tǒng)，不過一個(gè)垂直單管采暖系統(tǒng)所連接的層數(shù)不

14、宜超過十二層。層數(shù)過多會(huì)使立管管徑過大，下部水溫過低，散熱器面積過大不好布置，為了提高下層散熱器的水溫可設(shè)成帶閉合管的單管垂直式采暖系統(tǒng)。本工程為住宅樓分戶熱計(jì)量，又總建筑為六層加閣樓，由上述比較及分析可以確定本工程采用雙管熱水供暖系統(tǒng)。4.3 供、回水管布置方式供、回水管布置方式可分為同程式和異程式 異程式系統(tǒng)布置簡(jiǎn)單、節(jié)省管材，但各立管的壓力損失難以平衡，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的水力失調(diào)現(xiàn)象。而同程式系統(tǒng)可消除式減輕水力失調(diào)現(xiàn)象，故有條件時(shí)宜采用同程式系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用同程式系統(tǒng)。根據(jù)建筑特點(diǎn)，本工程采用環(huán)狀同程式系統(tǒng)，即在底層設(shè)一根總的回水同程管。4.4 工程方案確定綜合上述分析，本工程熱水供暖系統(tǒng)采

15、用機(jī)械循環(huán)、同程下供下回式系統(tǒng)。 第5章 地?zé)岜P管及樓梯間散熱器的選型及安裝形式5.1樓梯間熱器的選擇選鑄鐵四柱640型，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，造價(jià)低，傳熱系數(shù)高；金屬熱強(qiáng)度大，易消除積灰，外形也比較美觀；每片散熱器的面積少，易組成所需散熱面積。其中K=3.663，為散熱器熱水熱媒進(jìn)出口溫度的平均值與室內(nèi)空氣溫度的差值：=（40+50）/2-tn5.2 樓梯間散熱器的布置考慮到傳熱效果，本設(shè)計(jì)散熱片安裝形式為異側(cè)的上進(jìn)下出。本設(shè)散熱器布置見平面圖。散熱器片數(shù)參見表。5.3 樓梯間散熱器的安裝底部距地面不小于60mm，通常取150mm；頂部距窗臺(tái)板不小于50mm；背部與墻面凈距不小于2

16、5mm。5.4 樓梯間散熱器的計(jì)算樓梯間散熱器計(jì)算表住戶標(biāo)號(hào)層數(shù)房間耗熱量tpjtntKFnNWW/(·)片片124567891011樓梯間2717.274512336.413.3616.8173537.9545336.412.5212.6134358.6345336.411.688.485179.3245336.410.844.24 樓梯間散熱器的水力計(jì)算表散熱器管徑管段號(hào)Q/WG/(kg/h)DN/mm123511793.17152.422021075.991.45203537.9545.73204179.3215.24205.5 地?zé)岜P管的選擇、布置及安裝 采用地面輻射采暖，地

17、熱采暖管道采用PERT耐熱聚乙烯塑料管，管材公稱外徑為20mm，s6.3系列，首層絕熱層為30mm厚苯板，標(biāo)準(zhǔn)層為20mm厚苯板。采暖管道間距為300-100mm之間，每環(huán)管道長(zhǎng)不超過120m。分集水器環(huán)路為7，延圍護(hù)結(jié)構(gòu)外墻敷設(shè)的加熱管居外墻內(nèi)表面70mm，其余按設(shè)計(jì)尺寸敷設(shè)。一個(gè)環(huán)路一根管材，地下部分無接頭。采暖地面的細(xì)石混凝土中，加入防止龜裂的添加劑，當(dāng)采暖面積超過40，應(yīng)設(shè)置伸縮縫。當(dāng)?shù)孛娑踢呴L(zhǎng)度小于等于6m時(shí)，延長(zhǎng)邊方向每隔7m設(shè)一道伸縮縫，其寬度為5mm，縫中填充彈性膨脹膏。進(jìn)出衛(wèi)生間的管道不得破壞防水層。5.4 地?zé)岜P管的計(jì)算一層典型房間盤管計(jì)算表住戶標(biāo)號(hào)房間標(biāo)號(hào)房間名稱房間耗熱

18、量LdDNFqWmmmmmmw/1234567910一單元A102臥室852.3846.23002013.8661.5101廚房444.8732.07300209.6246.24103衛(wèi)生間360.0126.1300207.8345.98104臥室1121.7149.53002014.8575.53105書房1209.9857.6150208.64140.05106起居室705.66166.7300205014.11二六層典型房間盤管計(jì)算表住戶標(biāo)號(hào)房間標(biāo)號(hào)房間名稱房間耗熱量LdDNFqWmmmmmmw/1234567910一單元A202臥室544.3346.23002013.8639.2720

19、1廚房394.2632.07300209.6240.98203衛(wèi)生間232.5826.1300207.8329.7204臥室946.6549.53002014.8563.75205書房1147.9643.2200208.64132.87206起居室450.93166.730020509.02 閣樓典型房間盤管計(jì)算表住戶標(biāo)號(hào)房間標(biāo)號(hào)房間名稱房間耗熱量LdDNFqWmmmmmmw/1234678910一單元A602臥室408.9446.23002013.8629.5601起居室942.581383002041.422.77603衛(wèi)生間409.0620.3300206.0967.17604臥室420.4753.533002016.0626.18605臥室403.0634.43002010.3239.06 注：每個(gè)房間的盤管長(zhǎng)度在實(shí)際施工過程中選取，但一盤不超過120m 第6章 熱水供暖系統(tǒng)水力計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)資料熱力接口位置及設(shè)計(jì)方案，本設(shè)計(jì)熱水供暖系統(tǒng)為雙管式