供热工程课程设计

11河南理工大学建筑环境与设备工程专业课程说明书课程《供热工程》班级建环08-02班姓名张恩菊学号310807060204指导教师梁庆12摘要本次课程设计是郑州的某宿舍楼，然后根据该地的气象资料特征。计算该建筑物热负荷，合理选择确定该建筑物的供暖系统方案。以及散热设备的选择与计算。并根据该供暖方案对该系统进行水力计算以及系统的阻力平衡。绘制该建筑物的平面图.剖面图.供暖系统图。考虑该地区气象特征以及建筑物的特点。根据当地节能；环保要求。选择最合理的热水供暖系统。进行该系统的设计计算。关键词：设计；散热设备；目录1.前言22.热负荷计算22.1建筑物的概述32.2热负荷的计算43供暖方案的确定以及散热器布置与选择63.1热媒的选择63.2供暖形式的确定63.3散热器的布置63.4散热器选择63.5散热器的计算74.管路的水力计算84.1绘制采暖系统图84.2计算最不利环路的管径85.总结心得126.参考文献12附录Ⅰ热负荷计算详表附录Ⅱ水力计算详表13附录Ⅲ散热器计算表附录Ⅳ图纸附录Ⅴ指导书附录Ⅵ课程设计任务书 1前言将自然界的能源直接或间接地转化为热能，以满足人们需要的科学技术，称为供热工程。供热工程又分为供暖工程和集中供热，供暖工程是以保持一定的室内温度，以创造适宜的生活条件或工作条件为主要任务集中供热是指以热水或蒸汽作为热媒，由一个或多个热源通过热网向城市、镇或其中某些区域热用户供应热能的方式。生活中常见的是集中供热工程，目前已成为现代化城镇的重要基础设施之一，是城镇公共事业的重要组成部分。集中供热系统包括热源、热网和用户三部分。本次课程设计是运用供热工程的技术知识对郑州的某宿舍楼进行设计计算，以及散热设备的选择与计算，合理的选择供暖系统以及管路的水力计算。2热负荷计算2.1建筑物的概述楼号建筑面积（m2）总高度（m）总层数采暖房间数一号楼1020.89948供热系统计算主要包括以下步骤：1.建筑物室内热负荷的计算2.确定供暖系统的设计方案以及热媒形式，散热器的选型3.散热器的计算与布置4.绘制系统轴测图，对管段分段并标注管长，各个散热器的热负荷大小5.进行系统的水力计算，并平衡各管段的阻力，一般异程式不大于15%，同程式不大于10%。本次课程设计的建筑物选择郑州的某一小型宿舍楼，3层，层高为3米。已知：维护结构的条件如下外墙：一砖半厚（370mm），内墙抹灰。K=1.57w/m·℃D=5.0614外窗：单层木门玻璃窗，尺寸（宽*高）为1.5*1.5。K=5.82w/m门：单层木门.尺寸（宽*高）为0.9*2.0，门型为无上亮。K=4.65w/m·℃地面：不保温地面k值按划分地带计算。郑州市室外的气象资料：供暖室外的计算温度tw=-5℃累年（1951年—1980年）最低日平均温度tpmin=-17.1℃冬季室外平均风速Vpj=4.9m/s2.3热负荷计算一.一层基本耗热量计算（1）首先，将采暖房间编号，如101，102等计入表1中。（2）维护结构朝向及名称如北外墙，南外墙，计入第3栏中。维护结构的传热面积等依次记录。（3）房间的热负荷Q主要包括以下几部分：Q=Q1+Q2+Q3式中：Q1——围护结构耗热量；Q2——冷风渗透耗热量；Q3——冷风侵入耗热量。围护结构的基本耗热量：atKFqnwt式中：K——围护结构的传热系数，W/㎡·K；F——围护结构的计算面积，㎡；nt——冬季室内空气的计算温度，℃；tw——冬季室外空气的计算温度，℃；α——围护结构的温差修正系数；是用来考虑供暖房间并不直接接触室外大气时，围护结构的基本耗热量会因内外传热温差的削弱而减少的修正，其值取决于邻室非供暖房间或空间的保温性能和透气情况。地面各地段的传热系数见表地带名称地面传热系数地带名称地面传热系数第一地带0.47第二地带0.23第三地带0.12第四地带0.07底层101房间的维护结构耗热量计算：Q1='()(1)nwchaKFttx15北外墙：q1=0.7×1.57×（18+5）×6.9×1.05=182.7w西外墙：q2=0.7×1.57×（18+5）×16.75×0.95=402.2w南外墙：q3=1.0×1.75×（18+5）×7.65×0.80=221.0w北外门：q=o.78×4.65×（18+5）×1.8×0.95=140w西外窗：q=o.7×5.82×（18+5）×2.25×0.95=200.3w南外窗：q=1×5.82×（18+5）×2.25×0.8=116.7w地面Ⅰ：q4=1.0×0.47×（18+5）×17.64=190.7w地面Ⅱ：q5=1.0×0.23×（18+5）×3.986=21.9w围护结构耗热量总Q1=1476w(4)维护结构耗热量的修正按照暖通规范的规定,维护结构的耗热量修正应考虑朝向修正、风力附加和高度附加三个方面。上面公式已修正.(5)冷风渗透耗热量计算采用缝隙法计算冷风渗透耗热量Q2公式如下：Q2=0.278VρwCp(tn-tw′)式中：V=LlnL—每米门窗缝隙渗入室内的空气量，按当地冬季平均风速，m3/h·ml—门窗缝隙的计算长度，mn—渗透空气量的朝向修正系数，ρw—冬季供暖室外计算温度下的空气密度，0.147Kg/m3；Cp—冷空气的定压比热，C=1KJ/Kg·℃；tn—冬季室内空气的计算温度，℃；tw′—冬季室外空气的计算温度，℃。查表可知：郑州市的冷风朝向修正系数：南向n=0.2北向n=0.65东向n=0.65西向n=1.0向。查表可知：冬季室外平均风速Vpj=4.9m/s，单层门的L=5.5m3/m·h南向外窗的总计算长度l=13米总的冷风渗透量：南窗V1=Lln=5.5×0.2×13=14.3m3/h冷风渗透耗热量Q3=0.278VρwCp(tn-tw′)=0.278×14.3×1.34×0.147×23=126.52w16(6)冷风侵入耗热量计算Q=QN=0.65×140=91.46w式中Q—外门基本耗热量，N—考虑冷风侵入的外门附加率，。(7)综上可得Q=Q1+Q2+Q3=1693w以此可算出其它房间的热负荷，如下表所示:一层热负荷计算房间名称及方向面积传热系数室内计算温度供暖室外计算温度室内外计算温度差温差修正系数基本耗热量朝向修正后耗热量高度修正围护结构耗热量冷风渗透耗热量冷风侵入耗热量房间总耗热量m2W/m2℃℃℃℃W%W%．255.821145.9-20116.7116.73供暖方案的确定以及散热器布置与选择3.1热媒的选择本题选择热水供暖系统，供水温度tg=95℃，回水温度th=70℃。3.2供暖形式的确定本题采用机械循环上供下回式供暖双管系统。3.3散热器的布置该题散热器安装在窗台下面，这样沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善从玻璃下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响，使流经室内的空气流比较暖和舒适。散热器的安装尺寸应保证底部距地面不小于60mm，通常取150mm，本工程取250mm；顶部距窗台板不小于50mm；背部与墙面净距不小于25mm，取50mm3.4散热器的选择18散热器的选择及安装建筑性质适合选用的散热器居住建筑柱形、闭合串片、板式、扁管式、辐射对流式公用建筑柱形、闭合串片、板式、扁管式、屏壁型、辐射对流工业企业辅助建筑柱形、翼型、辐射对流式散发小量粉尘的车间及仓库柱形、辐射对流式散发大量粉尘的车间及仓库柱形、光面排管3.5散热器的计算根据上表散热器的选择，同时又表2-13所计算热负荷的大小，室内安装柱（M-132型）1）散热面积的计算所需散热器传热面积F按下式计算：F=QB1B2B3K(tpj-tn)式中F—房间供暖所需的散热器散热面积，m2；Q—房间供暖热负荷，W；K—散热器的传热系数，W/(m.℃)；tpj—散热器热媒的算术平均温度，℃；tn—供暖室内计算温度，℃；B1—散热器组装片数或散热器的长度修正系数B2—散热器连接形式修正系数，B3—散热器安装形式修正系数，散热器组装片数修正系数1的选择19每组片数66~1011~202010.951.001.051.10注：上表仅适用于各种柱式散热器，方翼型和圆翼型散热器不修正，其它散热器需要修正时，见产品说明。散热器连接形式修正系数2的选择：M-132型与供水管道的连接选择同侧上进下出的连接方式，则2=1.0；2）一层楼房的散热器计算101房间已知;单管系统，Q=1769w，tpj=(tg+th)/2=(95+70)/2=82.5℃tn=18℃Δt=tpj-tn=64.5℃。查供热工程附录（2-1）对M-132散热器K=2.426Δt0.286=2.426×（64.5）0.286=7.99w/m2·℃散热器组装形式修正系数1=1.0散热器连接形式修正系数2=1.0散热器安装形式修正系数3=1.02根据公式求得：F=1693/(7.99*64.5)×1.0×1.0×1.02=3.221m2N=F/f=3.221/0.24=13.42片当散热器片数为11-20片时，1=1.05因此实际所需散热面积为：F='F1=3.221×1.05=3..382m2实际采用的片数N=F/f=3.382/0.24=14片同理其他房间散热器见附录4.管路的水力计算4.1绘制管路的系统图1.绘制管路的系统轴侧图（1-3）层。并标上管段，管长，以及热负荷大小。2.确定最不利环路，本系统采用异层式系统，取最远的立管为最不利环路。图见附录。4.2计算最不利环路的管径采用重力循环系统.计算步骤110(1)选择最不利环路红色，并标号并注明；(2)计算最不利环路的。引入口外网的压力111(3)根据供回水温可知道ρh=977.81kg／m,ρg=961.92kg／m,(4)确定最不利管段的管径d；1）单位长度的平均比摩阻大致60到120Pa来确定管径；2）根据各管段的热负荷求出流量计算公式如下；G=3600Q／4187(tgˊ-thˊ)例如管段Bg1的Q=35908带入可得G=1235Kg／h3）当G=1235kg／查得接近平均比摩阻的DN=32v=0.51R=56.84Pa／m将数值列入附录112(5)确定沿程阻力ΔPy=RL可真管段Bg1;ΔPy=13.6*56.84=784Pa(6)确定局部阻力损失,根据系统图列出管件的名称见表Bg1。Σξ=3根据V查出Pd可得Δpj=ΔPd*Σξ=181(7)求各管段的压力损失Δp=Δpy+Δpj=964Pa(8)同理可求其他管段Bg2-Vh2的总压损失(9)可求环路的总压力损失ΣΔp=12871Pa；(10)平衡各管段的阻力；在调节后稍有的不平衡可以在运行时利用局部管件调节；113其他将计算结果记入附录的表中。最不利管路局部阻力系数统计表管段号局部阻力个数ΣξBg1三分流通13Bg2旁流三通11Bg3旁流三通11Bg4旁流三通11Bg5旁流三通11Bg6旁流三通11Bg7旁流三通11Bg8旁流三通11Bg9旁流三通11Bg10旁流三通11Bg11直流通括弯112VG2旁流三通截止阀散热器1.510213.5VH2旁流三通闸阀乙字弯1113BH1旁流三通11BH2旁流三通11BH3旁流三通11BH4旁流三通11BH5旁流三通11114BH6旁流三通1BH7旁流三通11BH8旁流三通11BH9旁流三通11BH10旁流三通11BH11合流三通1.51.55.总结心得在生活和生产过程中，会有很多的地方须设计供暖，因供暖的存在，使得在生活上的舒适性得道提高，而且生产会有很大的提高，供热工程在很多方面都有所涉及。所