供熱工程課程設(shè)計北京市京郊大院采暖工程設(shè)計

河南城建學(xué)院《供熱工程》課程設(shè)計學(xué)號041412140專業(yè)建筑環(huán)境與設(shè)備工程課程名稱供熱工程指導(dǎo)教師能源與建筑環(huán)境工程學(xué)院2015年5月

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第1章設(shè)計概況 錯誤!未定義書簽。1.1設(shè)計題目 21.2設(shè)計任務(wù)及要求 21.3設(shè)計原始材料 錯誤!未定義書簽。設(shè)計依據(jù) 錯誤!未定義書簽。第2章采暖負(fù)荷計算 錯誤!未定義書簽。2.1采暖系統(tǒng)設(shè)計熱負(fù)荷 錯誤!未定義書簽。圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量計算 4圍護結(jié)構(gòu)朝向修正耗熱量的計算 5冷風(fēng)滲透耗熱量的計算 5冷風(fēng)侵入耗熱量的計算 62.6熱負(fù)荷計算舉例 6第3章采暖方式的比較與選擇 73.1集中供熱 73.2采暖系統(tǒng)形式選擇 73.3分戶采暖 83.4采暖末端方式的選擇與計算 8第4章機械循環(huán)單管跨越式分戶采暖水力計算 104.1室內(nèi)平面圖及水力計算 104.2一單元一層用戶水力計算 104.3三單元三層用戶水力計算 124.4單元立管與水平干管水力計算 14 15第5章設(shè)計心得體會與經(jīng)驗總結(jié) 9

設(shè)計概況設(shè)計題目 北京市京郊大院采暖工程設(shè)計1.21 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計任務(wù)包括一層到三層采暖計算 1、采暖設(shè)計計算內(nèi)容建筑圍護結(jié)構(gòu)耗熱量的計算確定外墻、屋頂、門、窗、地面等的傳熱系數(shù)；列表計算各房間的基本耗熱量，附加耗熱量，進而求出供暖設(shè)計熱負(fù)荷；計算該建筑物的熱指標(biāo)采暖系統(tǒng)方案確定采暖系統(tǒng)設(shè)備選擇及計算采暖系統(tǒng)進行水力計算2、散熱器計算散熱器的選擇及計算3、設(shè)計圖紙繪制及基本要求采暖平面圖1:50或1:100采暖系統(tǒng)圖（按比例繪制，但出圖時不需要比例也不標(biāo)注比例）散熱器設(shè)備布置平面圖1:50或1:100采暖管路布置平面圖1:50或1:100圖紙目錄、設(shè)計施工說明、設(shè)備材料表等。4、本采暖設(shè)計，已經(jīng)給出熱媒，并由城市熱網(wǎng)提供。故本設(shè)計不做熱力系統(tǒng)機房和室外管網(wǎng)等的設(shè)計。室外管道采用無溝直埋方式埋深，回填土大于等于0.4米，管道頂部距離回填土大于等于0.2米，故算上管徑，取管道埋深0.7米，管間距為200~250毫米。接頭處做氰聚保溫處理。 本項目為北京市一民用建筑名為“京郊大院”工程.1、已知圍護結(jié)構(gòu)條件：外墻：一磚半厚（37mm），內(nèi)面抹灰墻。K=1.57W∕外窗：單層木框玻璃窗。尺寸（寬X高）為1.5mX2.0m。窗型為帶上亮（高0.5m）三扇兩開窗?？砷_啟部分的縫隙總長為13米。外門：單層木門。尺寸（寬X高）為1.5米X2米。門型為無上亮的雙扇門?？砷_啟部分的縫隙總長為9.0米。頂棚：平頂K=1.57W地面：不保溫地面。K值按劃分地帶法算。 2、北京市室外氣象資料： 供暖室外溫度tw 累年（1951~1980年）最低日平均溫度tp.min 冬季室外平均風(fēng)速v1.41課程設(shè)計任務(wù)書 由老師編寫的設(shè)計任務(wù)書 本工程為北京市“京郊大院”工程，整個建筑物為3層，建筑面積約1400平米，建筑占地面積約442平米，建筑總高約9米。為一民用建筑，層高為3米。每家用戶都帶有洗手間。熱源由城市熱網(wǎng)提供，供回水溫度為：95℃、70℃，引入口管徑為DN50，供回水壓差為1300Pa1.43設(shè)計規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)1、賀平、孫剛等編著，供熱工程，2009.8第四版，中國建筑工業(yè)出版社2.采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GB50019—2003），北京：中國建筑工業(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：中國化學(xué)工業(yè)出版社20094.劉建龍.供熱工程課程設(shè)計指導(dǎo)書，20085.陸耀慶.供熱通風(fēng)設(shè)計手冊，北京：中國建筑工業(yè)出版社，19876.李貸森.簡明供熱設(shè)計手冊，北京：中國建筑工業(yè)出版社，19987.城市熱力網(wǎng)設(shè)計規(guī)范CJJ34-2002，北京：中國建筑工業(yè)出版社，20038.城市供熱管網(wǎng)工程施工及驗收規(guī)范CJJ-28-89，北京：中國建筑工業(yè)出版社19899.采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)制圖標(biāo)準(zhǔn)（GBJ114-1988），北京：中國建筑工業(yè)出版社，1989第二章 采暖負(fù)荷計算2.1采暖系統(tǒng)設(shè)計熱負(fù)荷對于建筑物來說，有熱量的得與失，，當(dāng)建筑物的失熱量大于得熱量時，為了保證建筑物內(nèi)溫度，就需要給建筑物供暖。一般冬季建筑物損失熱量的方面有以下幾種；1．圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量；2．加熱由門，窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量，稱為冷風(fēng)滲透耗熱量；3.加熱由門，孔洞及相鄰房間侵入的冷空氣的耗熱量，稱為冷風(fēng)侵入耗熱量；；6.通風(fēng)耗熱量。通風(fēng)系統(tǒng)將空氣從室內(nèi)排到室外所帶走的熱量；建筑物的得熱量有以下途徑；；3．熱物料的散熱量，4．太陽輻射進入室內(nèi)的熱量對于沒有裝置機械通風(fēng)系統(tǒng)的建筑物，供暖系統(tǒng)的設(shè)計熱負(fù)荷只考慮，，，，。在工程設(shè)計中，計算供暖系統(tǒng)的設(shè)計熱負(fù)荷時，分為圍護結(jié)構(gòu)傳熱的基本耗熱量和附加耗熱量兩部分進行計算?；竞臒崃渴窃谠O(shè)計條件下，通過房間各部分圍護結(jié)構(gòu)從室內(nèi)傳到室外穩(wěn)定傳熱量的總和。附加耗熱量是指圍護結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而對基本耗熱量進行修正的耗熱量。一般有風(fēng)力附加，高度附加和朝向修正等耗熱量。在工程設(shè)計中，圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量是按一圍穩(wěn)定傳熱過程進行計算的，可按下式計算；Q’=KF(-)αK—圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/゜C；F—圍護結(jié)構(gòu)的面積，；—冬季室內(nèi)計算溫度，゜C；—供暖室外計算溫度，゜C；α—圍護結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)。室內(nèi)計算溫度是指距地面2m以內(nèi)人們活動地區(qū)的平均空氣溫度。一般由國家規(guī)定，對于本設(shè)計，采用的是單管跨越采暖方式，計算熱負(fù)荷時，根據(jù)供暖技術(shù)規(guī)程，室內(nèi)計算溫度的取值18℃。對于供暖室外計算溫度，有兩種方法可以計算，分別是根據(jù)圍護結(jié)構(gòu)的熱惰性原理，還有一種是根據(jù)不保證天數(shù)法的原則。我國現(xiàn)行的《暖通規(guī)范》采用了不保證天數(shù)法，它的原則是，認(rèn)為允許有幾天時間可以低于規(guī)定的供暖室外計算溫度，即允許這幾天室內(nèi)溫度可以稍低于室內(nèi)計算溫度值，對于北方城市，《暖通規(guī)范》規(guī)定為5天。地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算采用地帶劃分法，本設(shè)計中是貼土非保溫地面，計算時把地面沿外墻平行的方向分成四個計算地帶，各地帶傳熱系數(shù)查表列于下面；地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)第一地帶：0.47W/(㎡*k)第二地帶：0.23W/(㎡*k)第三地帶：0.12W/(㎡*k)第四地帶：0.07W/(㎡*k) 對于本設(shè)計，朝向修正率已選定，風(fēng)力附加耗熱量不予考慮，高度附加耗熱量根據(jù)《暖通規(guī)范》，民用建筑和工業(yè)輔助建筑物的高度附加率，當(dāng)房間高度大于4m時，每高出1m應(yīng)附加2%，但總的附加率不應(yīng)大于15%。本設(shè)計不考慮高度附加。圍護結(jié)構(gòu)總的耗熱量可用下式表示；=+=（1+∑αKF（-）（1++）W式中—朝向修正率，%—風(fēng)力附加率，%—高度附加率，%—圍護結(jié)構(gòu)總的耗熱量 在風(fēng)力和熱壓造成的室內(nèi)外壓差的作用下，室外的冷空氣通過門，窗等縫隙滲入室內(nèi)，被加熱后逸出。這部分冷空氣所消耗的熱量，稱為冷風(fēng)滲透耗熱量。一般采用縫隙法計算冷風(fēng)滲透耗熱量，可用下式計算；V=LlnL—每米門，窗縫隙滲入室內(nèi)的空氣量，根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)速查表。l—門，窗縫隙的計算長度，l為可開啟的縫隙的長度。具體到設(shè)計中的l值根據(jù)建筑圖中門窗型號大小確定。n—滲透空氣量的朝向修正系數(shù)。冷風(fēng)滲透耗熱量，可按下式計算；（-）—供暖室外計算溫度下的空氣密度，——單位換算系數(shù)上述方法只考慮了風(fēng)壓，而不考慮熱壓的作用，適用于多層建筑物冷風(fēng)滲透的計算。高層建筑由于建筑物高度的增加，熱壓作用不容忽視。故計算高層建筑冷風(fēng)滲透耗熱量，首先要計算門窗的綜合修正系數(shù)m值。計算m值，先要確定壓差比C值。可用下試計算；；；;;—為中和面標(biāo)高，25以本建筑一層為例，=16゜C，=-9゜C，層高2.9m，=3.1m/s，=1.01,b=0.67,L=2.88,=1.41kg/,=0.7,=1.003，北向朝向系數(shù)n=1.0（查表），得m=1.76>0,同理，南向綜合修正系數(shù)m=1.85,東向朝向系數(shù)m=1.27,西向朝向系數(shù)m=2.02。在冬季受風(fēng)壓和熱壓的作用下，冷空氣由開啟的外門侵入室內(nèi)。把這部分冷空氣加熱到室內(nèi)溫度所消耗的熱量即為冷風(fēng)侵入耗熱量。冷風(fēng)侵入耗熱量可用下式計算，=N?式中—外門的基本耗熱量，WN—考慮冷風(fēng)侵入的外門附加率。 101房間熱負(fù)荷計算過程（1）基本耗熱量1）北外墻面積F=1300+2000+1201000×3-1.5×2=7.26mQ朝向修正：0 風(fēng)向修正：0 1+Xch+Xf=100% 高度不修正Q西外墻面積F=4200+1201000×3=13Q朝向修正：-5% 風(fēng)向修正：0 高度不修正 1+Xch+Xf=95%Q北外窗 面積F=1.5×2=3m2 K=5.82W∕Q朝向修正：-5% 風(fēng)向修正：0 1+Xch+Xf=95%Q地面F地面1K=0.47W∕QF地面K=0.23W∕

QQ2次（2）冷風(fēng)滲透耗熱量V=L×l×nL=2.88V=L×l×n=2.88×13.0×1.0=38Q所以101房間的熱負(fù)荷為Q101房間以及其余房間熱負(fù)荷見附表：熱負(fù)荷計算表第三章采暖方式的比較與選擇3.1集中供熱市政熱力網(wǎng)采暖一般適用大型高層住宅社區(qū)，從能源的利用看，集中供熱最合理，優(yōu)點是安全、清潔、方便。而其缺點是不能按住戶需要安排采暖季，采暖費用固定，長期以來我國北方地區(qū)大都采用集中供暖方式，也多以居室采暖面積而定。這種計量收費方式給供暖收費帶來很大麻煩，不論用戶是否居住，都得交采暖費；由于末端無計量方式和調(diào)節(jié)手段，導(dǎo)致30～40％的熱量浪費。集中供暖分戶計量是目前國家非常提倡的一種供暖方式。采取集中供熱、分戶計量可避免以上采暖方式的諸多弊端。對于普通的社區(qū)，集中供熱，分戶計量應(yīng)是以后采暖方式的一種發(fā)展方向。本設(shè)計采用機械循環(huán)單管跨越式系統(tǒng)與其他方式比較如下單管順流系統(tǒng)：全部水流過散熱器，形式簡單、施工方便、造價低，但不能進行局部調(diào)節(jié)單管跨越式：散熱器出水溫度降低，平均溫差小因而散熱器面積較大，可安裝閥門進行調(diào)節(jié)，造價高。單管系統(tǒng)：各層散熱器平均進出水溫度相同，由于散熱器平均計算溫度不同二造成垂直失調(diào)雙管系統(tǒng)：通過各層散熱器供回水溫度相同，上下層壓差大，易形成垂直失調(diào)，可單獨調(diào)節(jié)單元立管采用上供下回異程式，可以克服重力附加自然壓力的影響，減輕垂直失調(diào)。水平干管采用同程式，保證各個單元立管供暖供回水立管的長度相等，使阻力狀況基本一致，減少水平失調(diào)的影響。分戶直接電熱采暖方式優(yōu)點是可根據(jù)需要調(diào)節(jié)室溫，達(dá)到節(jié)能目的，室內(nèi)溫暖舒適，取消了暖氣片及管道，增加了使用面積，節(jié)省了鍋爐房、熱力站及室外管網(wǎng)，計量方便。缺點是：用電高峰期，不能保存蓄熱，另外就是它作為家庭采暖設(shè)備前期投入較大，電力作為高品位的能源轉(zhuǎn)換為低品位的熱能，存在浪費，在能源利用上不合理3.4采暖末端方式的選擇與計算 散熱器采暖是以對流為主的采暖方式。散熱器先加熱其周圍空氣，使空氣在房間內(nèi)形成對流從而達(dá)到采暖目的。熱空氣自上而下對流，房間溫度是上熱下涼，給人的感覺是頭熱腳涼，舒適感相對差些,.3.42散熱器的要求該設(shè)計中采暖設(shè)備選用散熱器供暖。對散熱器的要求主要有以下幾點：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速度和增加散熱器向外輻射強度等途徑。經(jīng)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，成本越低越好。安裝使用和工藝方面的要求，散熱器應(yīng)具有一定機械強度和承壓能力；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。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。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。3.43散熱的選型與布置選用M132型，明裝，上部窗臺覆蓋，散熱器距窗臺高度為150mm，供暖系統(tǒng)為單管跨越上供下回式，設(shè)計供暖溫度為：供水95℃，回水70℃，室內(nèi)供暖管道明裝，支管與散熱器鏈接方式為異側(cè)上進下出（計算散熱器面積時，不考慮管道向室內(nèi)散熱的影響）。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(jīng)室內(nèi)的空氣比較暖和舒適；為防止散熱器凍裂，兩道外門之間，門不準(zhǔn)設(shè)置散熱器。在樓梯間或其它有凍結(jié)危險的場所，其散熱器應(yīng)由單獨的立、支供熱，且不得裝設(shè)調(diào)節(jié)閥；散熱器一般明裝或裝在深度不超過130mm的墻槽內(nèi)，布置簡單，本設(shè)計采用明裝；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(lián)連接；貯藏室、廁所和廚房等輔助用室及走廊的散熱器，可同鄰居串聯(lián)連接第四章 機械循環(huán)單管跨越式分戶采暖水力計算 3.44散熱器的計算選用M132型，明裝，上部窗臺覆蓋，散熱器距窗臺高度為150mm，供暖系統(tǒng)為單管跨越上供下回式，設(shè)計供暖溫度為：供水95℃，回水70℃，室內(nèi)供暖管道明裝，支管與散熱器鏈接方式為異側(cè)上進下出（計算散熱器面積時，不考慮管道向室內(nèi)散熱的影響）。101房間的散熱器計算Q=1900W對于M132型散熱器，K=2.426散熱器的修正系數(shù)，假定βF=GK?tβ1所以實際面積F=F 實際片數(shù)n=F102房間以及其他房間的散熱器片數(shù)如下表房間號熱負(fù)荷散熱器片數(shù)房間號熱負(fù)荷散熱器片數(shù)房間號熱負(fù)荷散熱器片數(shù)101190017201170015301230020102900820285073021100910318001720316001430323002010430002720427002530444004010530002720527002530544004010614008206120073061800171075242073307300410812001020810008308170016109140082091200730918001711052421033103004111120010211100083111700161123000272122700253124400401133000272132700253134400401141400821412007314180017115524215331530041161200102161000831617001611712001021710008317280026118100082189508318130010119120010219100083191600141208007220750632010008121150013221130010321190017第四章 機械循環(huán)單管跨越式分戶采暖水力計算室內(nèi)平面圖及水力計算1、首先進行立管編號并注明各管段的熱負(fù)荷和管長。2、確定最不利環(huán)路。本系統(tǒng)為同程單管系統(tǒng)，一般取最遠(yuǎn)立管的環(huán)路作為最不利環(huán)路。3、計算最不利環(huán)路各管斷的管徑：根據(jù)各管段的熱負(fù)荷，求出各管段的流量，計算公式如下：G=3600Q/4187（tg’-th’）=0.86Q/（tg’-th’）kg/hQ——管段的熱負(fù)荷，Wtg’——系統(tǒng)的設(shè)計供水溫度，℃th’——系統(tǒng)的設(shè)計回水溫度，℃根據(jù)平均比摩阻和各管段的流量查《供熱設(shè)計手冊》，選定合適的管徑、流速和壓降。4、確定各管段的長度5、確定局部阻力損失6、求各管段的壓力損失ΔP=Δpy+Δpj7、求環(huán)路的總壓力損失8、計算富裕壓力值。考慮到施工的具體情況，可能增加一些在設(shè)計計算中未計入的壓力損失。因此，要求系統(tǒng)應(yīng)有10％以上的富裕度。9、通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)系統(tǒng)上的閥門或管徑進行調(diào)節(jié)，把不平衡率控制在15％的范圍以內(nèi)。入口處的剩余循環(huán)壓力，用調(diào)節(jié)閥節(jié)流消耗掉。 水平干管為異程式，最不利環(huán)路為壓力最小或者管路長的管路，本系統(tǒng)的一單元一層用戶和三單元三層用戶為最不利用戶一單元一層用戶水利計算畫出軸測圖、編號、標(biāo)明熱負(fù)荷管長計算管徑該用戶局部阻力系數(shù)表如下管段號局部阻力個數(shù)Σ1閘閥90彎頭132、4、6、8、10直流三通25、7、990彎頭13——————11閘閥90彎頭13水平管段1、3、5、7、9、11的流量為G=0.86R取100~120pa/m,從而確定管徑d=15mm，跨越管2、4、6、8、10流量為Gk管段號QGLdvRΔpΣξΔPdΔPjΔPWKg/hmmmm/sPa/mpapapapa12345678910111217600262152022153760026215202004167071520576002621520261577600262152028159760026215202101511760026215202Σ Σ(?Py+?Pj三單元三層用戶水力計算畫出軸測圖、編號、標(biāo)明熱負(fù)荷管長計算管徑G=295.84kg/h定跨越管管徑為15mm局部阻力系數(shù)如下表管段號局部阻力個數(shù)Σξ1、13閘閥90彎頭13直流三通23、110005、7、990彎頭1水力計算表如下管段號QGLdvRΔpΣξΔPdΔPjΔPWKg/hmmmm/sPa/mpapapapa186001521538600154155860015615786001581598600151015118600150121513860015ΣL=31m Σ(ΔPy+ΔPj)=8932.44pa其余房間與之管徑相同系統(tǒng)單元立管與水平干管 1、畫出軸測圖、編號、標(biāo)明熱負(fù)荷管長2、計算管徑局部阻力系數(shù)如下表管段號局部阻力個數(shù)Σξ1————2、16、30調(diào)節(jié)閥分流三通1132、353-7、10-1417-21、24-2831、36分流三通直流三通直流三通直流三通直流三通直流三通11111129、37、閘閥合流三通1115閘閥直流三通90彎頭111————————————直流三通140合流三通 14190彎頭2室外水平干管水力計算表管段號QGLdvRΔpΣξΔPdΔPjΔPWKg/hmmmm/sPa/mpapapapa1999503447650002432501491403、14376501298324、13300501036325、1225150867326、1118300631257、1010100348208、90015000000015432501491401637400129032318001097322620090332213007342516400566258200283202937400129032301930066625136004693258600297320371930066625385670019554039193006662540806502781404199950344750不平衡率的計算一單元一層用戶的阻力損失為Δ重力循環(huán)自然附加作用壓力為?P=則，一單元用戶的資用壓力為?與一單元一層用戶并聯(lián)的管段3、4和13、14、及二層用戶的壓力損失為?二層用戶的自然附加作用壓力為?P=二層用戶相對于一層增加的自然附加壓力?則二層用戶的資用壓力為?不平衡率：X與一層用戶并聯(lián)的三層用戶管段實際損失為?三層用戶相對一層增加的重力自然附加壓力?三層用戶的資用壓力為?不平衡率：X三單元三層用戶相對于一單元一層用戶的不平衡率計算一單元一層用戶通過管段2、一單元一層用戶、15、40與三單元三層用戶管段38、39、30、31、32、三單元三層用戶、35、36、37并聯(lián) 經(jīng)一單元一層用戶管段的資用壓力為 590.41+7334.6+827.11+1682.18-155.7=10278.6pa 三單元三層用戶相對