城市供热课程设计说明书

二、基础资料1.设计城市：济南市。2.气象资料：室内设计温度tn=20℃，卫生间tn=23℃冬季室外平均温度t'w=-7℃。3.土建资料该建筑为小区住宅楼，占地面积506.8平方米，总建筑面积3040.8平方米，分为六层、两个单元，一单2户、二单元3户，墙体结构为24墙，双面抹灰，窗全部为单层钢窗，楼面结构见图，层高为2.80m。下面是墙、门窗、屋顶的相关参数。外墙：砖墙（240mm），20mm厚抹灰，传热系数K=0.34W；外窗：双层玻璃塑钢窗(1.5mK=2.5W/（m2·℃）；外门：内加保温层的钢制防盗门K=2.67W/（m2·℃）；屋顶：保温屋顶，传热系数K＝0.4W/（m2·℃）；地面为不保温地面，K值按地带决定（第一地带K=0.47W/（m2·℃），第二地带K=0.23W/（m2·℃）；4.热源资料：本建筑供暖系统接城市小区供暖管网，供回水温为80℃和60℃，室外管网为地沟敷设。三、热负荷计算1房间供暖设计热负荷（1）编号首先，将采暖房间编号，一层101-1至101-6、102-1至102-5、103-1至103-6、104-1至104-6、105-1至105-5、106-1至106-6；标准层101-1至101-6、102-1至102-5、103-1至103-6、104-1至104-6、105-1至105-5、106-1至106-6；顶层101-1至101-6、102-1至102-5、103-1至103-6、104-1至104-6、105-1至105-5、106-1至106-6。（2）围护结构朝向及名称，修正系数、传热面积房间总耗量等依次记录。（3）房间的热负荷Q主要包括以下几部分：123QQQQ式中:1Q围护结构传热耗热量；2Q--冷风渗透耗热量；3Q--冷风侵入耗热量；2.维护结构的基本耗热量（1）维护结构稳定传热时,基本耗热量可按下式计算1()nwnQKFtt式中：K围护结构的传热系数，2/WmC；F围护结构的计算面积，2m；nt冬季室内空气的计算温度，C；wnt冬季室外空气的计算温度，C；维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。将房间维护结构按材料、结构类型、朝向及室内外温差的不同，划分成不同的部分，整个房间的基本耗热量等于各部分维护结构耗热量的总和。（2）直接铺在土壤上的非保温地面，按划分地带法计算。表2-1非保温地面的传热系数地带KO第一地带0.4第二地带0.23本设计底层负荷计算只考虑两个地带，即第一地带和第二地带。第一地带计算宽度为2m,第二地带宽度不足2m时只计算剩余宽度。（3）维护结构的附加耗热量①朝向修正考虑建筑物受到太阳辐射的影响，这就需要对维护结构的基本耗热量进行修正。修正的方法是按维护结构的不同朝向采用不同的修正率。表2-2朝向修正率朝向修正率朝向修正率北、东北、西北0～10%东南、西南-10%～-15%东、西-5%南-15%～-30%2.1.2冷风渗透耗热量通过关闭着的门、窗缝隙，在热压与风压的作用下，室外空气进入室内被加热后排向室外，在此过程中，冷风将带走室内一部分热量，称为冷风渗透耗热量。用换气次数法计算，计算公式如下：L=Kv式中k----房间换气次数，次/h,;v----房间内部体积，。房间类型房间类型一面有外窗房间二面有外窗房间三面有外窗房间门厅k0.25—0.670.5—1.01.0—1.52所以计算结果见附表四、供暖方案的确定以及散热器布置与选择1.热媒的选择供暖系统常用的热媒有水、蒸汽和空气。以热水作为热媒的供暖系统称为热水供暖系统。热水供暖系统的热能利用率高，输送时无效损失较小，散热设备不易腐蚀，使用周期长，且散热设备表面温度低，符合卫生要求。系统操作方便，运行安全，易于实现供水温度的集中调节，系统蓄热能力强，散热均衡，适于远距离输送。所以本次毕业设计选择热水供暖系统，供水温度tg=80℃，回水温度th=60℃.2.供暖形式的确定本设计采用等温异程式双管下供下回式供暖系统，每组散热器供水管上有一截止阀。3.散热器的布置（1)该课程设计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。（2)为了防止把散热器冻裂，因此在两道外门之间不应设置散热器。（3)把散热器布置在楼梯间的底层，可以利用热压的作业，使加热的空气自动上升到楼梯的上部，补偿其耗热量。因此规定楼梯间的散热器应尽量布置在底层或按一定的比例布置在下部的各层。4.散热器的选择选择散热器时应考虑系统的工作压力，选用承压能力要求的散热器；热水供暖系统选用钢制散热器时，应采取防腐措施；热水供暖系统选用散热器时，应注意采用等电位连接，即钢制散热器与铝制散热器不宜在同一热水供暖系统中使用；总而言之，应根据实际情况，选择经济、耐久、美观的散热器。5.散热器的计算根据上述散热器的选择，同时根据所计算热负荷的大小，室内安装钢制柱式散热器600*120型散热器。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。（1）散热器的散热面积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123..()pjnQFKtt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.℃)；pjt—散热器热媒的算术平均温度，℃；nt—供暖室内计算温度，℃；1—散热器组装片数或散热器的长度修正系数；2—散热器连接形式修正系数；3—散热器安装形式修正系数；表3-1散热器组装片数修正系数每组片数66～1011～202010.951.001.051.10散热器连接形式修正系数2的选择：实验测定散热器传热系数时，散热器与支管的连接形式为异侧上进下出的连接方式，则2=1.009；（2）散热器的片数或长度n=F/f式中n—散热器的片数或长度；F—所需散热器的散热面积；f—每片或每m散热器的散热面积，可查附录确定。计算结果见附表2.五、管路的水力计算1.室内热水供暖系统水力计算的任务与方法（1）室内热水供暖系统水力计算的任务①已知各管段的流量和系统的循环作用压力，确定各段管径。这是实际工程设计的主要内容。②已知各管段流量和管径，确定系统所需循环压力。常用于校核计算，校核循环水泵扬程是否满足要求。③已知各管段管径和该管道的允许压降，确定该管段的流量。常用于校核已有的热水供暖系统各管段的流量是否满足要求。（2）室内热水供暖系统水力计算的方法供暖系统水力计算的方法有等温降法和不等温降法两种。下面主要介绍等温降法的计算步骤。①根据温降，计算各管段流量。②根据系统的循环作用压力，确定最不利环路的平均比摩阻Rpj，机械循环热水供暖系统推荐选用的经济比摩阻Rpj一般为60-120Pa/m。③根据经济比摩阻Rpj和各管段流量G，查附录选出最接近的管径d，确定该管径下管段的实际比摩阻RSJ和实际流速VSJ。④计算确定个管段的沿程压力损失PY。⑤确定各管段的局部阻力系数，计算确定各管段的局部压力损失PJ。⑥确定系统总的压力损失。⑦应注意管中的流速不能超过规定的最大允许流速。2.确定系统原理图根据以上分析，可画出系统原理图。并将个管段进行编号，注明各管段的热负荷和管长。3.计算最不利环路的管径根据各管段的热负荷，求出各管段的流量G，计算公式如下：G=3600Q/4.187×103（tg＇－th＇）=0.86Q/（tg＇－th＇）kg/h式中Q—管段的热负荷，W；tg＇—系统的设计供水温度，℃；th＇—系统的设计回水温度，℃。（1）选择最不利环路，并标管段、计算流量；（2）根据热负荷、经济比摩阻确定环路管径，流速，以及平均比摩阻的大小。（3）计算各管段的沿程压力损失yp；（4）确定局部压力损失jp；（5）求各管段的压力损失yjppp；（6）求环路的总压力损失p；水力计算的基本公式(1)沿程阻力损失计算公式：）（2）局部阻力损失计算公式：V——热水在管道内流速，m/s；计算结果见附表3。六、换热站设计