兩層居民樓住宅樓房采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

畢業(yè)實(shí)踐專題任務(wù)書(shū)熱能工程系 熱能動(dòng)力與設(shè)備 專業(yè)題目：兩層居民住宅樓采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成期限自2012年3月4日至2012年6月8日止班級(jí)：三年級(jí)2班學(xué)生：張少雷指導(dǎo)教師：王玉召接受任務(wù)日期：一、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求：（說(shuō)明書(shū)、專題、繪圖、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等）1樓房共兩次，每層3個(gè)房間，兩個(gè)臥室，一個(gè)客廳。總供熱面積為100m2，樓上樓下各50m2。臥室的供暖面積為15m2，客廳供暖面積為20m2:；2采暖期室外設(shè)計(jì)溫度為-5C，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為18C；3采暖工質(zhì)為熱水，工質(zhì)循環(huán)為自然循環(huán)；4計(jì)算采暖熱負(fù)荷及各房間的暖氣片安裝數(shù)量；5設(shè)計(jì)并繪制管線工藝圖；6完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

二、設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃表序起止號(hào)日期12012.3.5-閱讀相關(guān)資料2012.3.1222012.3.13-構(gòu)思出第一部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的草圖2012.3.1532012.3.16-計(jì)算樓房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量2012.3.2442012.3.25-修正并歸納2012.3.3152012.4.01-查閱相關(guān)散熱器的資料2012.

4.1062012.4.11-選取適當(dāng)散熱器并計(jì)算2012.4.2572012.4.26-查閱管路水速的相關(guān)資料并計(jì)算2012.5.0882012.5.09-運(yùn)用CAD畫(huà)出管線圖，立體水暖圖，并改進(jìn)，完成畢2012.業(yè)論文6.08指導(dǎo)教師簽字:年月日摘要對(duì)于住宅的供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如果規(guī)劃和設(shè)計(jì)合理，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)較好的系統(tǒng)控制和計(jì)量功能，同時(shí)可以降低能源的浪費(fèi)，極大的提高供熱的效益。兩層居民住宅樓的采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)環(huán)境為冬日室外溫度-5°C，室內(nèi)溫度18°C。在此環(huán)境下設(shè)計(jì)根據(jù)已知的數(shù)據(jù)應(yīng)該選取合適的尺寸及結(jié)構(gòu)，根據(jù)地面一定可以選取不同的長(zhǎng)度和寬度以及相應(yīng)的高度來(lái)確定最合適最節(jié)能的方案，這是計(jì)算結(jié)構(gòu)傳熱量最合適的一部分，另外在圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料選擇方面也采取了節(jié)能方案，選擇外為二磚墻，外表面為水泥砂漿抹面，內(nèi)表面為水泥砂漿抹面，白灰粉刷厚度均為20mm.。屋面矛制空心板，墻體采用一氈二油和三氈四油，分布不同，做到節(jié)約材料并實(shí)現(xiàn)節(jié)能最大化，實(shí)現(xiàn)供熱熱負(fù)荷最小。合適的外窗是雙層木制推拉窗，尺寸為2000mmX2000mm，外門2000mmX2000mm。另外在散熱器的選擇上也采用了較為合理的M-132型散熱器，以及水管的選擇。充分實(shí)現(xiàn)了以上措施，使兩層居民樓不僅是采暖而且能夠最高效率的采暖，提高消費(fèi)者的效益。關(guān)鍵詞：圍護(hù)結(jié)構(gòu)；散熱器；供暖系統(tǒng)ABSTRACTTheheatingsystemdesignforresidential,ifplanningandrationaldesign,notonlycanachieveabettersystemtocontrolandmeasurementfunction,andalsoreducethewasteofenergy,andgreatlyincreasetheheatingofthetwolayersofresidentialbuildingefficiencyresidentsoftheheatingsystemdesign,thedesignenvironmentforthewintertemperatureandindoortemperatureare-5and18,inthisenvironmentdesignaccordingtotheknowndatashouldchoosetherightsizeandstructure,accordingtothegroundcanselectdifferentlengthandwidthandheightofthecorrespondingtodeterminethemostappropriatemostenergy-savingsolutions,thisisthemostappropriatestructurecalculationheatpartofretainingstructureinthematerialselectionpledgedenergysavingmethod,thechoicefortwobrickwall,outsidesurfaceforcementmortarpaste,insidethesurfaceforthecementmortarpaste,plasterpaintthethicknessare20mm.Byusingawallcarpettwooilandthreefeltfouroil,distributionisdifferent,dosavematerialsandrealizetheenergysavingmaximization,realizeheatingheatloadofminimumrightoutsidethewindowisadoublewoodenpush-pullwindow,sizeis2000mmand2000mminthedoorofthe2000mm2000mminadditioninthechoiceofradiatoralsouseamorereasonabletheM-132typeradiator,andthechoiceofconduitfullyrealizedtheabovemeasures,maketwolayersofdwellerbuildingisnotonlytothehighestefficiencyandheatingheating,butalsoimprovethebenefitofconsumers.KEYWORDS:palisadestructureheradiatorheatingsystem目錄摘要ABSTRACTTOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章概述 1\o"CurrentDocument"第2章設(shè)計(jì)規(guī)劃 2\o"CurrentDocument"2.1方案 2\o"CurrentDocument"第3章確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù) 3\o"CurrentDocument"3.1內(nèi)表面換熱系數(shù)與換熱熱阻表 3\o"CurrentDocument"3.2外表面換熱系數(shù)與換熱熱阻表 3\o"CurrentDocument"3.3一些建筑材料的熱物理特性表 4\o"CurrentDocument"3.4計(jì)算 43.4.1外墻傳熱系數(shù) 43.4.2屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 4\o"CurrentDocument"第4章圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量Q 6\o"CurrentDocument"4.1客廳的熱負(fù)荷 64.1.1南外墻（第一層） 64.1.2朝向修正率 64.1.3南外窗 74.1.4南外門的傳熱量 74.1.5客廳所占有的東西兩面墻的傳熱 7窗戶 7門 8結(jié)果 94.2臥室的熱負(fù)荷 94.2.1北外墻耗熱量 9結(jié)果 94.3供熱總負(fù)荷 9\o"CurrentDocument"第5章散熱器的計(jì)算 10\o"CurrentDocument"5.1水管內(nèi)溫度梯度計(jì)算 10\o"CurrentDocument"5.2各組散熱器的熱媒平均溫度 11\o"CurrentDocument"5.3傳熱系數(shù)的計(jì)算 125.4散熱面積F 12\o"CurrentDocument"5.5組裝與連接并計(jì)算 125.5.1散熱器組裝修正系數(shù)&1 125.5.2散熱器的連接形式修正系數(shù)&2 13計(jì)算 13\o"CurrentDocument"第6章管內(nèi)水速的計(jì)算 15\o"CurrentDocument"6.1水在不同溫度下的密度 15\o"CurrentDocument"6.2水在散熱器內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)的壓力 15\o"CurrentDocument"6.3平均比摩阻 15\o"CurrentDocument"6.4循環(huán)管路中流量 15\o"CurrentDocument"6.5管徑DN 156.6俯視圖 15\o"CurrentDocument"第7章分析與歸納 177.1分析 177.1.1熱負(fù)荷Q 177.1.2散熱器散熱片數(shù)n 177.1.3自然循環(huán)壓力 177.2歸納總結(jié) 17\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 18附錄 19附表1 19致謝 20第1章概述21世紀(jì)的今天，科學(xué)更加發(fā)達(dá)，文明更加進(jìn)步，更多的發(fā)明問(wèn)世，中國(guó)在進(jìn)入21世紀(jì)后物質(zhì)生活得到了保障，人們普遍開(kāi)始關(guān)注自己的生活質(zhì)量，并且追逐著。今天我將為大家略盡綿薄之力，這也是我作為新時(shí)代的大學(xué)生自我檢驗(yàn)的時(shí)候了。俗話說(shuō)溫飽問(wèn)題，人們能吃飽了，那么我們就在溫度上做起吧。一款新式的爐子即將誕生，在冬天人們會(huì)享受到物美價(jià)廉的美意，在此不作太多介紹，因?yàn)槲业娜蝿?wù)是設(shè)計(jì)爐子的取暖環(huán)境。所以我們還是談?wù)摥h(huán)境吧，這就是兩層樓的住宅樓房采暖系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)，樣式，工作原理，及計(jì)算都會(huì)以后——列出，采暖系統(tǒng)將會(huì)采取上供下回系統(tǒng)，客廳臥室均布置合適的散熱器，以及水管爭(zhēng)取做到散熱效果最大化，經(jīng)濟(jì)效益最大化。此外兩層居民樓在農(nóng)村將會(huì)普遍存在，此設(shè)計(jì)也是關(guān)系到消費(fèi)者的切身利益，我會(huì)以本著最實(shí)際的設(shè)計(jì)思想來(lái)設(shè)計(jì)！第2章設(shè)計(jì)規(guī)劃2.1方案針對(duì)任務(wù)條件及要求設(shè)計(jì)如下：第2章設(shè)計(jì)規(guī)劃2.1方案針對(duì)任務(wù)條件及要求設(shè)計(jì)如下：設(shè)計(jì)外墻為二磚墻，外表面為水泥砂漿抹面，內(nèi)表面為水泥砂漿抹面，粉刷厚度均為20mm.。外窗是雙層木制推拉窗，尺寸為2000mmX2000mm,2000mmX2000mm。樓房層高3.5m。地面不保溫，層面構(gòu)造。白灰外門單位m圖2-1兩層樓地面的結(jié)構(gòu)圖第3章確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)3.1內(nèi)表面換熱系數(shù)與換熱熱阻表【1】圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面特征anRnw/。2.°C)m2.c)/w墻地面表面平整或有突出物,h/sW3時(shí)8.7(7.5)0.115(0.133)有突出物的頂棚h/s>0.3時(shí)7.6(6.5)0.132(0.154)3.2外表面換熱系數(shù)與換熱熱阻表圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面特征awRww/m2c)m2c)/w外墻與屋頂23(20)0.04(0.05)與室外相通的非供暖地下室上樓板17(15)0.06(0.07)悶頂和外墻上有窗的非供暖地下室上樓板12(10)0.08(0.10)外墻無(wú)窗的非供暖地下室上面的樓板6(5)0.17(0.20)3.3一些建筑材料的熱物理特性表材料名稱密度p/^kg.m-3)導(dǎo)熱系數(shù)人/W.m-1.C-1)蓄熱系數(shù)S(24h)/(w.m2.C_1比熱C/(J.kg-1.C-1)水泥砂漿18000.9311.261050石灰，水泥，砂漿，砂17000.8710.791050石灰，砂，砂漿16000.8110.5310503.4計(jì)算3.4.1外墻傳熱系數(shù)參考以上文獻(xiàn)，可以得到圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及內(nèi)外水泥砂漿抹面導(dǎo)熱系數(shù)和紅磚墻導(dǎo)熱系數(shù)。如下:a=8.7w/^2.C)na=23.3w/Cm2.C)人廣0.87w/（m：C）人2=0.87w/(m/C)人3=0.81w/(m.C)外墻傳熱系數(shù)K的計(jì)算公式及結(jié)果如下K=1/(1/8.7+0.49/8.1+0.02/0.87+1/23.3)=1.24w/?2.C)3.4.2屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)根據(jù)調(diào)查農(nóng)村的屋面多用板下抹混合砂漿，查表可得，屋面的內(nèi)表面換熱系數(shù)[1]

a=8.7w/（n2「C）n屋面外表面換熱系數(shù)a=23.3w/Cm2.C）w人廣0.87w/（m：C）6=20mm1:3水泥砂漿；氣=0.87w/（m.C）6=20mm人=1.74w/（m.C）6=120mm屋面矛制空心板人4=0.i7w/m.c）6=5mm一氈二油氣=0.07w/（m.C）6=100mm三氈四油屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)K=1/（1/8.7+0.02/0.87+0.12/1.74+0.005/0.87+0.01/0.17+1/23.3）=0.55W/（m2.C）常用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)K值⑵由表3-4可知道:類型K帶玻璃的陽(yáng)臺(tái)外門單層（木框）5.82雙層（木框）2.68單層（金屬框）6.40雙層（金屬框）3.26外窗木框單層5.82雙層2.68表3-4雙層木制玻璃窗K=2.68W/（m2.C），雙層木框玻璃門K=2.68w/（m2.C）地面是不保溫地面，計(jì)算可按經(jīng)驗(yàn)系數(shù)乘計(jì)算面積。承德石油高等專科學(xué)校熱工系畢業(yè)論文第4章圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量Q4.1客廳的熱負(fù)荷臥室15m2臥室15m2客廳20m2圖4-14.1.1南外墻(第一層)外墻傳熱系數(shù)K=1.24W/(m2.°C),溫差修正系數(shù)a=1。傳熱面積F=1.5X2+1.5X2+7=13m2南外墻的基本耗熱量Q1'=KF(t「tI)a=1.24X13(18+5)X1=371w。圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量還與當(dāng)?shù)氐某蛐拚视嘘P(guān)，現(xiàn)將朝向修正率列于下表，以供參考。4.1.2朝向修正率朝向修正率北東北西北0~10%東西-5%東南西南-10%~-15%南-15%~-30%表4-1-2承德的朝向修正率為：朝南-30%朝向修正量Q''=371X(-0.3)=-111南外墻的實(shí)際耗熱量Q1=Q1'-Q1''=260w4.1.3南外窗南外窗傳熱系數(shù)K=2.68W/(m2.°C)，傳熱面積F=4m2基本耗熱量Q2'=KF(t"tI)a=247w，朝向修正量為-74.1w。南外窗的實(shí)際耗熱量Q2=173w4.1.4南外門的傳熱量為Q3=2.68X4X23X0.7=173w4.1.5客廳所占有的東西兩面墻的傳熱Q3二KF(tn-t‘w)=20/6X3.5X23X2=666w.客廳的地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為經(jīng)驗(yàn)傳熱系數(shù)為0.5,所以客廳的傳熱量為20X0.5X23=230w所以客廳的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量為Q=260+173+666+230+173=1502w4.1.6窗戶4.1.6.1窗戶長(zhǎng)度窗戶是如下圖，寬500mm長(zhǎng)1500mm。冬季風(fēng)會(huì)從縫隙中進(jìn)入，因此算出縫隙總長(zhǎng)度L圖4-1-6窗戶的結(jié)構(gòu)圖(冷風(fēng)滲透量的計(jì)算)中間兩扇窗戶固定L=1.5X4+0.5X4=8m.4.1.6.2窗戶冷空氣滲透量承德冬季的風(fēng)速【3】約為2.8m/s查表如下⑷門窗類型冬季室外平均風(fēng)速123456單層木窗1.02.03.14.35.56.7雙層木窗0.71.42.23.03.94.7單鋼0.61.52.63.95.26.7雙鋼0.41.11.82.73.64.7表4-1-6-2根據(jù)上表在風(fēng)速2.8m/s時(shí)雙層木窗每小時(shí)冷空氣滲透量L=2.2m3/(m.h)冷空氣滲入量V=lXlXn=16X2.2X1=35.2m3/h根據(jù)t旨-5°C，查得pw=1.3。所以南外窗的冷風(fēng)滲透耗熱量為Q5=0.278Vpwcp(tn-tw)=0.278X35.2X1.3X1X23=292w4.1.7門4.1.7.1門的冷風(fēng)滲透量門的冷風(fēng)滲入量=外門基本耗熱X外門附加率。對(duì)于民用建筑有一道門65n%二道門80n%(一個(gè)門斗) n為樓層數(shù)。三道門60n%(有兩個(gè)門斗)設(shè)計(jì)是二道門兩層，則附加率為65X2%=130%門的冷風(fēng)滲透量為246.56X1.3=321w4.1.8結(jié)果客廳的熱負(fù)荷為1502+321+292=2114w4.2臥室的熱負(fù)荷4.2.1北外墻耗熱量4.2.1.1北外墻基本耗熱量Q’=KF(tn-t‘w)=1.24X3X3.5X2X23=598w朝向修正率0.124.2.1.2北外墻的實(shí)際耗熱量Q=598X(1+0.12)=670w其中一間臥室的為670/2=335w臥室所占的東西外墻是相同的面積都是5X3.5=17.5m2Q''=1.24X17.5X23=499w實(shí)際耗熱量Q=499X(1+0.02))=509w所以一間臥室的耗熱量為509+335=844w兩間臥室相同的，耗熱量均為844w.地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為0.54.2.2結(jié)果地面散熱為0.5X15X23=172.5w所以臥室的熱負(fù)荷為172.5+844=1017w4.3供熱總負(fù)荷所以為維持溫度所需要的供熱總負(fù)荷應(yīng)該為1017X4+2114X2=8296w第5章散熱器的計(jì)算5.1水管內(nèi)溫度梯度計(jì)算已知t=80°C,t=40°C,根據(jù)公式水管中溫度t=t-(t-t)Xq/8296

g n hggn可以算出以下數(shù)據(jù)：\=80-40X2114/8296=69.8C12=80-40X3131/8296=64.9C七=80-40X4148/8296=60C'4=80-40X5165/8296=55.1C七=80-40X6182/8296=50Cfn=40C80°C69,8°C 64.9°C 60°C 55,1°C | :so°c E一二"一…圖5-1水流過(guò)暖氣的溫度梯度40°C 5.2各組散熱器的熱媒平均溫度tpji=(80+69.8)/2=74.9°Ctpj2=(69.8+64.9)/2=67.35°Ctpj3=(64.9+60)/2=62.45Ctpj4=(60+55.1)/2=57.55Ctpj5=(55.1+50)/2=52.55Ctpj6=(50+40)/2=45C5.3傳熱系數(shù)的計(jì)算現(xiàn)在農(nóng)村應(yīng)用的為M-132型散熱器，其計(jì)算公式為：K=2.426X(tpj-18)0.286所以傳熱系數(shù)依次為K1=2.426X(74.9-18)0.286=7.70K2=2.426X(67.35-18)0.286=7.40K3=2.426X(62.45-18)0.286=7.18K4=2.426X(57.55-18)0.286=6.95K5=2.426X(52.55-18)0.286=6.68K6=2.426X(45-18)0.286=6.235.4散熱面積FF=Q/K(tp尸「乂61p2B35.5組裝與連接并計(jì)算[5]5.5.1散熱器的組裝片數(shù)修正系數(shù)61每組片數(shù)<66-1011-20>20610.951.01.051.10表5-5-15.5.2散熱器的連接形式修正系數(shù)P2連接形式同側(cè)上進(jìn)下出異側(cè)上進(jìn)下出異側(cè)下進(jìn)下出四柱813型1.01.0041.239M-132型1.01.0091.251長(zhǎng)翼型1.01.0091.225表5-5-25.5.3計(jì)算假設(shè)片數(shù)修正系數(shù)P1=15.5.3.1散熱器散熱面積的計(jì)算2層客廳F=2114X1.03/7.70X(74.9-18)=4.96m2臥室甲F=1017X1.03/7.40X(67.35-18)=2.87m2臥室乙F=1017X1.03/7.18X(62.45-18)=3.28m21層臥室乙F=1017X1.03/6.95X(57.55-18)=3.81m2臥室甲F=1017X1.03/6.68X(52.55-18)=4.54m2客廳F=2144X1.03/6.23X(45-18)=12.94m25.5.3.2散熱器片數(shù)的計(jì)算查表知M-132型散熱器的散熱面積為f=0.24m2/片則2層客廳n=4.96/0.24=20.67片，片數(shù)修正系數(shù)在上表p1=1.120.67X1.1=22.74,0.74X0.24=0.1776>0.1所以，客廳片數(shù)為22+1=23片臥室甲n=2.87/0.24=11.96片，11.96X1.05=12.56片0.56X0.24=0.13>0.1，所以片數(shù)為13臥室乙n=3.28/0.24=13.67片，13.67X1.05=14.35片0.35X0.24=0.08<0.1,所以片數(shù)為141層臥室乙n=3.81/0.24=15.88片，15.88X1.05=16.67片0.67X0.24=0.16>0.1,所以片數(shù)為17臥室甲 n=4.54/0.24=18.92片，18.92X1.05=19.87片0.87X0.24=0.2>0.1，所以片數(shù)為20客廳n=12.94/0.24=53.9片，53.9X1.1=59.29片0.29X0.24=0.069<0.1，所以片數(shù)為59第6章管內(nèi)水速的計(jì)算6.1水在不同溫度下的密度t=80°C,t=40°C，L=60°Cg n 3pg=971.83pn=992.4p3=983.246.2水在散熱器內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)的壓力△P=gh1(pn-pg)+gh(p1-pg)=9.8X0.3(992.24-971.83)+9.8X3.5(983.24-971.83)=451.3684pa水在冷卻管路中產(chǎn)生的附加壓力為100pa,因此立管中的綜合壓力△Pz=451.3684+100=551.3684pa6.3平均比摩阻確定平均比摩阻，RPj二a△Pzh/EL.查表附錄21,自然循環(huán)沿程損失占總損失的一半，所以a=0.5,Rpj=0.5X551.3684/29.3=9.4pa/m6.4循環(huán)管路中流量G=0.86Q/(tg-1)G=0.86X8296/40=178.364kg/hG=178.364kg/h,Rpj=9.4pa/m6.5管徑DN公稱直徑為20mm時(shí)G=175 R=20.29G=180 R=21.38公稱直徑為25mm時(shí)G=175 R=6.12 v=0.09 G=180 R=6.44v=0.09內(nèi)插法算得r=