室内采暖课程设计计算说明书

河北建筑工程学院课程设计计算说明书课程名称：室内采暖系：能源与环境工程学院专业：给水排水工程班级：水122学号：2012306221学生姓名：郭俊涛指导教师：马宏雷职称：副教授2012年12月24日目录一．室外参数二．热负荷计算及其依据三．散热器四．管道的布置五．管道的水利计算六．参考资料一.室外参数采暖计算温度℃空调计算温度℃冬季平均风速m/s相对湿度%大气压(Pa)-6.2-8.81.855%101720二．热负荷计算依据1.通过围护结构的基本耗热量计算公式Qj=aFK(tn-twn)Qj—基本耗热量,WK—传热系数,W/(㎡·℃)F—计算传热面积,㎡tn—冬季室内设计温度,℃twn—采暖室外计算温度,℃α—温差修正系数2.附加耗热量计算公式Q=Qj(1+βch+βf+βlang)·(1+βfg)·(1+βjan)Q—考虑各项附加后，某围护的耗热量,WQj—某围护的基本耗热量,Wβch—朝向修正βf—风力修正βlang—两面外墙修正βfg—房高附加βjan—间歇附加率3.冷风渗透计算Q=0.28·CP·pwn·V·(tn-twn)Q—通过门窗冷风渗透耗热量，WCp—干空气的定压质量比热容=1.0056kJ/(kg·℃)pwn—采暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3V—渗透冷空气量，m3/htn—冬季室内设计温度，℃twn—采暖室外计算温度，℃（1）通过门窗缝隙的冷风渗透耗热量计算V=L0·l1·mbL0—在基准高度单纯风压作用下，不考虑朝向修正和内部隔断的情况时,每米门窗缝隙的理论渗透冷空气量，m3/(m·h)L0=a1·(pwn·v02/2)ba1—外门窗缝隙渗风系数，m3/(m·h·Pab)当无实测数据时，可根据建筑外窗空气渗透性能分级标准采用v0—基准高度冬季室外最多方向的平均风速，m/sl1—外门窗缝隙长度，应分别按各朝向计算，mb—门窗缝隙渗风指数，b＝0.56～0.78。当无实测数据时，可取b=0.67m—风压与热压共同作用下，考虑建筑体型、内部隔断和空气流通因素后，不同朝向、不同高度的门窗冷风渗透压差综合修正系数m=Cr·Cf·(n1/b+C)·chCr—热压系数Cf—风压差系数，当无实测数据时，可取0.7n—渗透冷空气量的朝向修正系数Ch—高度修正系数ch=0.3·h0.4h—计算门窗的中心线标高C—作用于门窗上的有效热压差与有效风压差之比，按下式计算：C=70·(hz-h)/(cf·v02·h0.4)·(t'n-twn)/(273+t'n)hz—单纯热压作用下，建筑物中和界标高（m），可取建筑物总高度的二分之一t'n—建筑物内形成热压作用的竖井计算温度（楼梯间温度），℃（2）忽略热压及室外风速沿房高的递增，只计入风压作用时的渗风量V=∑(l·L·n)l—房间某朝向上的可开启门、窗缝隙的长度，mL—每米门窗缝隙的渗风量，m3/(m·h)，见表5.1-7（详见实用供热空调设计手册）n—渗风量的朝向修正系数，见表5.1-8（详见实用供热空调设计手册）（3）换气次数法L=K·VfL—房间冷风渗透量，m3/hK—换气次数，1/h,见表5.1-13（详见实用供热空调设计手册）Vf—房间净体积，m3（4）百分比法计算冷风渗透耗热量Q=Qo·nQ—通过外门窗冷风渗透耗热量，WQo—围护结构总耗热量，Wn—渗透耗热量占围护结构总耗热量的百分率，%4.外门开启冲入冷风耗热量计算公式Q=Qj·βkqQ—通过外门冷风侵入耗热量，WQj—某围护的基本耗热量，Wβkq—外门开启外门开启冲入冷风耗热量附加率三．散热器考虑到散热器耐用性和经济性，本工程选用铸铁柱型散热器。结合室内负荷，选择铸铁M132散热器。结合室内负荷，散热片主要参数如下，散热面积0.24m2，水容量1.32L/片，重量7Kg/片，工作压力0.5MPa。多数散热器安装在窗台下的墙龛内，距窗台底80mm，表面喷银粉。1、散热器的计算本设计采用M--132型散热器。(1)、散热器散热面积的计算散热面积的计算可按《供热手册》\的计算公式进行计算。散热器内热媒平均温度t的确定。本设计在计算时，不考虑管道散热引起的温降。对于双管热水供暖系统，为系统计算供、回水温度之和的一半，而且对所有散热器都相同。(2)、散热器片数的计算散热器片数的计算可按下列步骤进行：1)利用散热器散热面积公式求出房间内所需总散热面积(由于每组片未定，故先按1计算)；2)得出所需散热器总片数或总长度H；3)确定房间内散热器的组数m；4)将总片数n分成m组，得出每组片数n`，若均分则n`=n／m(片／组)；5)对每组片数n`进行片数修正，乘以b，即得到修正后的每组散热器片数，可根据下述原则进行取舍；6)对柱型及长翼型散热器，散热面积的减少不得超过0.12m；7)对圆翼型散热器散热面积的减少不得超过计算面积的10﹪。2、散热器数量的计算确定了供暖设计热负荷、供暖系统的形式和散热器的类型后，就可进行散热器的计算，确定供暖房间所需散热器的面积和片数。3、散热器的散热供暖房间的散热器向房间供应热量以补偿房间的热损失，根据热平衡原理，散热器的散热量应等于房间的供暖设计热负荷。散热器散热面积的计算公式为：F=Q123/K(pjt-nt)式中：F——散热器的散热面积（m²）；Q——散热器的散热量（W）；K——散热器的传热系数[W/(m²·℃)]；pjt——散热器内热媒平均温度（℃）；nt——供暖室内计算温度（℃）；1——散热器组装片数修正系数；2——散热器连接形式修正系数；3——散热器安装形式修正系数；片数修正系统的范围乘以1对应的值，其范围如下：片数修正系数每组片数66~1010~202010.9511.051.1另外，还规定了每组散热器片数的最大值，对此系统的M-132型散热器每组片数不超过20片。1、散热器的传热系数K2、散热器的传热系数K表示当散热器内热媒平均温度tpj与室内空气温度tn的差为1℃时，每平方米散热面积单位时间放出的热量，单位为W/（m²·℃）。选用散热器时希望散热器的传热系数越大越好。通过实验方法可得到散热器传热系数公式为()bnpjKatt式中：K——在实验条件下，散热器的传热系数，2/()WmC；a、b——由实验确定的系数，取决于散热器的类型和安装方式；从上式可以看出散热器内热媒平均温度与室内空气温差nt越大，散热器的传热系数K值就越大，传热量就越多。2、散热器内热媒平均温度1pt散热器内热媒平均温度pjt应根据热媒种类（热水或蒸汽）和系统形式确定。1）热水供暖系统tpj=（tj-tc）/2式中：pjt——散热器内热媒平均温度（℃）；jt——散热器的进水温度（℃）；ct——散热器的出水温度（℃）；对于单管热水供暖系统，各组散热器是串联关系，所以各组散热器的进出口水温不同，应用以下公式计算：式中：mt=(outt+int)/2mt——散热器内热媒平均温度（℃）；int——散热器的进水温度（℃）；outt——散热器的出水温度（℃）；4、散热器的布置布置散热器应注意以下规定l、散热器宜安装在外墙窗台下，这样能迅速加热室外渗入的冷空气，阻挡沿外墙下降的冷气流，改善外窗对人体冷辐射的影响，使室温均匀。当安装或布置管道有困难时，也可靠内墙安装。如设在窗台下时，医院、托幼、学校、老弱病残者住宅中，散热器的长度不应小于窗宽度的75％；商店橱窗下的散热器应按窗的全长布置，内部装修要求较高的民用建筑可暗装。2、为防止冻裂散热器，两道外门之间，不准设置散热器。在陋习建或其它有冻结危险的场合，应由单独的立，支管供热，且不得装设调解阀。3、散热器在布置时，不能与室内卫生设备、工艺设备、电气设备冲突。暖气壁龛应比散热器的实际宽度多350～400毫米。台下的高度应能满足散热器的安装要求，非置地式散热器顶部离窗台板下面高度应≥50毫米，底部距地面不小于60mm，通常为150mm毫米，背部与墙面净距不小于25mm。4、在垂直单管或双管供暖系统中，同一房间的两组散热器可以串联连接；贮藏室、盥洗室、厕所和厨房等辅助用室及走廊的散热器，可同临室串联连接。5、公共建筑楼梯间的散热器，宜分配在底层或按一定比例分配在下部各层，住宅楼梯间一般可不设置散热器。把散热器布置在楼梯间的底层，可以利用热压作用，使加热了的空气自行上到楼梯间的上部补偿其耗热量。6、在楼梯间布置散热器时，考虑楼梯间热流上升的特点，应尽量布置在底层。住宅建筑分户计量的散热器选用与布置还应注意：（1）安装热量表和恒温阀的热水采暖系统宜选用铜铝或钢铝复合型、铝制或钢制内防腐型、钢管型等非铸铁类散热器，必须采用铸铁散热器时，应选用内腔无黏砂型铸铁散热器；（2）采用热分配表计量时，所选用的散热器应具备安装热表的条件；（3）采用分户热源或供暖热媒水水质有保证时，可选用铝制或钢制管形、板式等各种散热器；（4）散热器的布置应确保室内温度分布均匀，并应可能缩短户内管道的产度；（5）散热器罩会影响散热器的散热量和恒温阀及配表的工作，安装在装饰罩内的恒温阀必须采用外置传感器，传感器应设在能正确反映房间温度的位置。四、管道的布置1、干管的布置供回水干管设置在管道井中，每个用户都从干管上接出一个支管，而形成各自的独立环路以便于分户计量。2、支管的布置本设计入户的支管均设置在户内垫层内，垫层的厚度不应小于50mm,本系统散热器支管的布置形式有供、回水支管同侧连接和供、回水支管异侧连接两种形式，且支管均保证为0.01的坡度，以便于排出散热器内积存的空气，便于散热。3、管道支架的安装管道支架的安装，应符合下列的规定：①位置应准确，埋设应平整牢固；②与管道接触应紧密，固定应牢靠，对活动支架应采用U形卡环。支架的数量和位置可根据设计要求确定，若设计上无具体要求时，可按下表的规定执行：表3-5支架间距的选择公称直径mm1520253240507080100125150200250300支架的最大间距保温管1.5222.533444.556788.5不保温管2.533.544.55666.5789.51112五．管道的水利计算1、绘制系统图根据暖气片组装片数的最大值将其分为几组后，确定总的立管数，绘制系统图，标明各段干管的负荷数，以及每组暖气片的片数和负荷数，并对各个管段进行标注（见系统图）。2、供暖系统水力计算的任务在满足热负荷所要求的热媒流量条件下，确定系统的管段管径，以及系统的压力损失。水利计算应具备的条件是，必须首先确定供暖系统的设备及管道布置，已知系统各管段的热负荷及管段的长度。（1）按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力(压头)。确定各管段的管径；（2）按已知系统各管段的流量和各管段的管径，确定系统所必需的循环作用压力(压头)；（3）按已知系统各管段的管径和该管段的允许压降，确定通过该管段的水流量。室内热水供暖管路系统是由许多串联或并联管段组成的管路系统。管路的水力计算从系统的最不利环路开始，也即从允许的比摩阻最小的一个环路开始计算。由n个串联管段组成的最不利环路，它的总压力损失为n个串联管段压力损失的总和。热水供暖系统的循环作用压力的大小，取决于：机械循环提供的作用压力，水在散热器内冷却所产生的作用压力和水在循环环路中困管路散热产生的附加作用压力。各种供暖系统型式的总循环作用压力的计算原则和方法。进行水力计算时，可以预先求出最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻Rpj，即Rpj=(aΔP)/∑L（4-1）式中:ΔP——最不利循环环路或分支环路的循环作用压力，Pa；∑L——最不利循环环路或分支环路的管路总长度，m；a——沿程损失约占总压力损失的估计百分数。根据式中算出的及环路中各管段的流量．利用水力计算图表，可选出最接近的管径．并求出最不利循环环路或分支环路中各管段的实际压力损失和整个环路的总压力损失值。当系统的最不利循环环路的水力计算完成后，即可进行其它分支循环环路的水力计算。《暖通规范》规定，热水供暖系统最不利循环环路与各并联环路之间(不包括共同管段)的计算压力损失相对差额，不应大于±15％。在实际设计过程中，为了平衡各并联环路的压力损失，往往需要