供熱工程設計說明書

1、目錄第一章 概述本課程為供熱工程 ，它是建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)的重要學科。通過課 程設計等實踐性教學環(huán)節(jié)， 掌握建筑物供暖系統(tǒng)和集中供熱系統(tǒng)的工程設計原理 和方法， 以及運行管理的基本知識。 培養(yǎng)我們的設計思想和嚴謹的態(tài)度， 讓我們 對建筑采暖有了進一步的認識，同時進一步加強 ACS CAD等相關軟件的運用。本設計為長春市某二層多媒體教室熱水供暖設計，設計包括采暖設計熱負荷及熱指標 的計算、散熱設備選擇計算、管道水力計算， 掌握布置管道和附屬設備選擇的方法，供暖系 統(tǒng)的確定方案以及施工圖的繪制并確保施工圖的可實施性。本設計采用散熱器采暖方案。工程概況整個建筑物共有兩層，建筑面積為 m ，建筑總

2、高。一層與二層的建筑布局 完全相同，每層各有兩間大階梯教室，兩間休息廳、四間門廳、兩間公共廁所和 兩個樓梯間。第二章設計依據1. 采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范 GB50019-20032. 簡明供熱設計手冊設計范圍工程地點：長春市供暖區(qū)域：教室、休息室、門廳冬季室內外設計參數該建筑位于長春，由文獻【5】得到該地區(qū)的有關氣象資料如下:表長春市冬季室外設計參數地點采暖室外計算溫度冬季最多風向平均風速冬季主導風向長春-23 ° Cs西南表室內計算溫度（C）教室休息室門廳181818建筑參數外墻厚150mm內墻240mm窗都是綠色塑鋼窗，門都是彈簧門。門窗標準 尺寸參考圖紙。門和窗以及墻的傳熱

3、系數由圖紙?zhí)峁?。動力參數熱源：城市熱網熱媒：熱水熱水參數：tg =95 r th=70C。熱力入口位置：一層北面走廊中央供回水管管徑：DN70 壓差P=20000Fa第三章 熱負荷計算對于民用建筑，熱負荷主要考慮圍護結構傳熱耗熱量和冷風滲透耗熱量。圍護結構的耗熱量圍護結構的耗熱量由圍護結構基本耗熱量和圍護結構附加耗熱量組成。圍護結構的基本耗熱量由文獻【 3】可知，維護結構的基本耗熱量按一維穩(wěn)態(tài)傳熱過程計算，假定圍護結構基本耗熱量 維護結構的傳熱系數 維護結構的傳熱面積 供暖室內計算溫度 供暖室外計算溫度室內外空氣溫度和其他影響傳熱過程的因素都不隨時間變化，可按下式計算： q =KF(t n -

4、t 'w)(3-1)式中 qK(W)；W/( rf. K);(rf);C);C)；圍護結構的溫度修正系數對于保溫性能差， 且容易與室外空氣流通的情況， 非供暖房間或空間的空氣溫度 th 更接近于室外空氣溫度，則 值更接近于 1.本設計中樓梯間為非供暖區(qū)域， 與室外空氣流通較多， 其溫度更接近于室外溫度， 故 =1圍護結構附加耗熱量1) 朝向修正耗熱量在本設計中，需要供熱的房間只有南北兩面受到日射影響。由文獻【3】可知，故朝向修正率為：南面的 xch =-15%；北面的 xch =2%2) 外門附加耗熱量由文獻【 3】可知，外門附加耗熱量可以采用外門的基本耗熱量乘以相應的附加 率來計算。

5、二層為陽臺門，不用考慮外門附加。 第一層的每間門廳暴露于室外的 是兩道門，故外門附加率 xm =80%3) 間歇附加本建筑為階梯教室樓，不用全天維持設計室溫，故采用間歇供暖設計。由文獻【3】 可知，其間歇附加率取20%。其附加于圍護結構的基本耗熱量。冷風滲透耗熱量由文獻【3】可知，通過每米門縫進入室內的理論空氣量為:Lo(wv2o/2)b式中外門縫隙滲透參數w冬季室外計算溫度下空氣密度vo 冬季最多風向平均風速 b門窗縫隙滲風指數 實際滲入室內的冷空氣體積為：V=IL0 n 由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量按下式計算(3-4)式中QQ = P W (t n -t w ) 冷風滲透耗熱量(W;

6、冷空氣的定壓比熱容，取1Kj/(kg*K)； 供暖室外計算溫度下的空氣密度(kg/m3);-滲透冷空氣量(m3/h)；單位換算系數。表3-1維護結構傳熱系數維護結構K (w/m2? C)外墻外窗外大門內墻內門吊頂一層地板樓梯表3-2各個房間負荷匯總表房間熱負荷計算 ：考慮到門廳有三側有門，冷風滲透和冷風侵入兩比較大，而且人停留時間比較短，所 以不考慮裝散熱器，所以此處的熱負荷不計。休息室 101 熱負荷計算西墻的基本耗熱量：q西=KF(t n-t w) ( 18+23) =北墻的基本耗熱量：q北=KF(t n -t w)18+23) =北面的門的基本耗熱量：q=KF(t n -t w)一二層門

7、廳溫度相同，無換熱，故不考慮樓板換熱。休息室與教室相鄰，且設計溫度 相同，故無相對換熱。圍護結構附加耗熱量：朝向修正耗熱量：q北 = (+)2%=q 南=(+)-15%) =外門附加耗熱量：q 門 =80%間歇附加耗熱量：q 間=20%()2+=休息室 101 的圍護結構耗熱量為：冷風滲透耗熱量：通過每米門縫進入室內的理論空氣量為：L0( wv20 /2)b =m3 /(m?h)18+23) =冷風滲透量V=L0nl = m冷風滲透耗熱量Q2=p w (t n-t w)=房間編號熱負荷（W）休息室101休息室102休息室201休息室202教室101教室102教室201教室202第四章 方案確定

8、根據建筑物的具體條件，考慮功能可靠、經濟，便于管理、維修等因素，本設計采用熱水采暖系統(tǒng)。由于引入口處供回水壓差為P=20000 Pa,滿足二層樓靜水壓力，故可直接引用，無需加壓水泵。熱水供暖的方式供回水方式選擇供、回水方式可分為單管式和雙管式 【3】。本建筑只有兩層,雙管式和單管式都可以滿足條件。 雙管式系統(tǒng)因供回水支管均可裝調節(jié)閥, 系統(tǒng)調節(jié)管理較為方便, 故易被人們接受, 故采用雙管式。供回水敷設方式的選擇系統(tǒng)敷設方式可分為垂直式和水平式系統(tǒng)3 。本工程有兩層,無需考慮分區(qū),一層和二層散熱器通過立管連接，便于施工，故采用垂直式系統(tǒng)。熱媒流經路程的選擇供、回水管布置方式可分為同程式和異程式

9、1異程式系統(tǒng)布置簡單、節(jié)省管材，但各立管的壓力損失難以平衡，會出現嚴重的水力 失調。同程式系統(tǒng)各立管環(huán)路的總長度相等，偏于調節(jié)，水力工況較好。本設計采用同程式系統(tǒng)。根據建筑特點，本工程采用環(huán)狀同程式系統(tǒng)，即在底層設一 根總的回水同程管。工程方案確定綜合上述分析，本工程熱水供暖系統(tǒng)采用垂直雙管、同程式系統(tǒng)。第五章散熱器的選型及安裝形式散熱器的選擇由文獻【3】可知，所選型號為TZ4-5-5 （四柱640型）。耐腐蝕，使用壽命 長，造價低，傳熱系數高；金屬熱強度大，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。具體性能及參數見【3】附錄，如下表:表散熱器規(guī)格及傳熱系數型號散熱

10、面積水容量質量工作壓力傳熱系數TZ4-5-5 （四柱640 型）2片片片W/ m2 ? C散熱器的布置1. 散熱器布置一般安裝在外墻窗臺下，這樣沿散熱器上升的對流熱氣能阻 止和改善從玻璃下降的冷氣流和玻璃冷輻射的影響， 使流經室內的空氣比較暖和 舒適；2. 為防止散熱器凍裂，兩道外門之間，不準設置散熱器。在樓梯間或其它 有凍結危險的場所，其散熱器應由單獨的立、支供熱，且不得裝設調節(jié)閥；3. 本設計為階梯教室，為了學生安全，應該明裝并加防護罩；4. 在垂直單管或雙管熱水供暖系統(tǒng)中，同一房間的兩組散熱器可以串聯連 接5. 鑄鐵散熱器的組裝片數，不宜超過下列數值：二柱（M132型）一20片；柱型（四

11、柱）一25片；長翼型一7片?？紤]到傳熱效果，本設計散熱片安裝形式為同側的上進下出。 本設計散熱器 布置見平面圖。散熱器的安裝底部距地面不小于60mm通常取150mm頂部距窗臺板不小于 50mm背部 與墻面凈距不小于25mm散熱器的計算以教室13為例：熱負荷Q=供水溫度為tg=95C, th=70C,2由附錄表可知：K= w/m C修正系數：散熱器組裝片數修正系數，先假定散熱器連接形式修正系數，查附錄表 散熱器安裝形式修正系數，查附錄表 根據式(2-2)tn=18C,t=C1一,B-5,B-6,/= QK(tpj tn)四柱640型散熱器每片散熱面積為，計算片數 n為:23=mn，= F 

12、9; /f=片所以，將其分成10組，每組片。由文獻【31,查附錄表B-4，當散熱器片數為1120片時，P 1=。則每組 實際所需散熱器片數為：X =片所以，應采用10組13片的四柱640型散熱器。表各房間的散熱器計算名稱編號房間耗熱量tpjtntKFnN/片一層教室10194511813010組13片教室10294511813010組13片休息室101167318182組9片休息室102167318182組9片二層教室201156231820010組20片教室202156231820010組20片休息室201215718202組10片休息室202215718202組10片第六章 熱水供暖系統(tǒng)水

13、力計算供暖系統(tǒng)的確定本設計中，供水系統(tǒng)由一根總立管引入，然后分配給兩根立管分別負責東西 部分的供水，所有散熱器的回水經水平干管流入總回水立管， 最后進入市政管網。 為上供下回雙管制重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)。設計計算公式總阻力:Py Pj RLPj(5-1)(5-2)雷諾數:Re(5-3)摩擦阻力系數:0.3164(5-4)比摩阻:(5-5)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；水流量G簣R每米管長的沿程損失，Pa/m；L 管段長度，m摩擦阻力系數d管子內徑，mmv熱煤在管中的流速，m/s；熱煤密度，kg/m3;熱煤的運動粘滯系數，這里平

14、均溫度為83r，取0.342 10 6m2/s。該系統(tǒng)的計算系統(tǒng)圖為:宅g.Kdhjc nrt胖鴨0 &枷 m«iGS，Dft25 Enn 0 瞇 nn20d 酣tfdDfW 劉 d rnw DhWi=uo<r/r&- riHH-I-£fch-l j-Cnb-l rEM:融"珅-冋神軋圖1.水力計算系統(tǒng)圖1)的環(huán)路為例(1) 選擇最不利環(huán)路：由圖上可知：最不利環(huán)路為通過最底層散熱器(從管段 1 29的環(huán)路 該工程東西兩個區(qū)的水力工況近似相等，所以我們以西區(qū)(立管 進行水力計算，東區(qū)的數據亦采用西區(qū)。(2) 計算通過最不利環(huán)路散熱器的作用壓力p

15、i'=gH( H g)+ pf =X 1 X確定最不利環(huán)路各管段的管徑d1 )求最不利環(huán)路的平均比摩阻 Rpj=X 506/124=m2)選擇最接近Rpj的管徑以管段1為例進行計算:G=h查表D-1，取管徑為 DN=15mmn得至U R=m v=s則管段1的沿程阻力為:Py =RL=X =局部阻力為：Pj PdX 2=管段1的總的損失為:P1 =+=現在將系統(tǒng)的水力計算結果列于下表:最不利環(huán)路的損失為：Pp=表最不利環(huán)路的水力計算表Wm3/hmmmm/sp a/mpa/mpapapa管段號QGLDNVRpjRPyPjP1859152171820325772543436118255429

16、5147256602432766962303288556294540994153234010102743534011111333824012119924124013128544294014319301098470156333621781270772810516859151717182018257725193436118252042951472521602432226696230322385562945402494153234025102743534026111333824027119924124028128514429402963336217812707728105富裕率：% 506-450/

17、506=11%>10% 滿足條件。表其他管段的水力計算表Wm3/hmmmm/sp a/mp a/mpapapa管段 號QGLDNVR301845650311713550321581440331449340341317240351053040369476432378317323873293239634132405020324136992542264225431321254413212545264225463963254752842548660532497593325085813251974032521079432531184840541316940551449040561581150571

18、713265058184531150環(huán)路的總壓力損失為：p=不平衡率為：21%則整個系統(tǒng)的壓力損失為：P=(450+510) X 2=1920pa<K市熱網壓力20000pa滿足供熱壓力條件。第七章管道保溫及其附件管道的選擇本設計供熱管道均采用無縫鋼管， 可以承受較大的壓力和動荷載， 連接方便， 但要做好防腐工作。附件的選擇（1）手動調節(jié)閥：在每一個用戶支管上，一般都應該裝設兩個閥門，一個在靠近分支點處，另一個裝在用戶引入口處2）設置自然補償器，以補償管道的熱伸長。保溫措施保溫結構分三層：防銹層，保溫層，保護層本設計采用如下： （1）防銹層：對供熱管道表面清除鐵銹、油脂、污垢之后，通常要涂抹12 層防銹底漆（2）保溫層：采用弧形預制