供热工程课程设计说明书

供热工程课程设计说明书班级：姓名：学号：2011年7月1号1目录第1章工程概况……………………………………………2第2章设计依据……………………………………………3一、原始资料…………………………………………………3二、规范及标准………………………………………………3三、设计参数…………………………………………………3第3章供暖热负荷计算……………………………………6一、房间围护结构传热耗热量计算………………………6二、房间热负荷计算举例…………………………………7第4章散热器的选型及安装式…………………………12一、散热器的选择…………………………………………12二、散热器的布置…………………………………………12三、散热器片数的计算……………………………………12第5章水力计算…………………………………………18附表2水力计算表………………………………………20设计小结……………………………………………………322第一章：工程概况本工程为北京市一学校一栋三层的宿舍的建筑，每层均有洗手间和值班室。建筑总供暖面积约1879平方米。系统与室外管网连接，其引入口处供回水压差为10KPa.该工程采用接外热网机械循环上供下回式热水供暖系统，单管顺流异程式。3第2章设计依据2.1任务书2．1．1、供热工程课程设计指导书;2．1．2、供热工程课程设计任务书。2.2规范及标准[1]《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87。[2]《通风与空气调节制图标准》GJ114-88。2.3设计参数2.3.1室外气象参数采暖室外计算(干球)温度为tw=-9℃，最低日平均温度为tp.min=-17.1℃；冬季大气压力100.15KPa，冬季室外最多风向平均风速4.8m/s，冬季室外平均风速为vw=2.8m/s。室内设计温度由《实用供热空调设计手册》中表4.1-1可以查得本设计所用到的民用建筑供暖室内计算温度，整理后列于下表中：表2.1不同房间供暖室内计算温度房间用途计算温度房间用途计算温度房间用途计算温度宿舍18℃门厅16℃盥洗室16℃楼梯间16℃值班室18℃卫生间16℃走廊16℃2.3.2采暖设备要求和特殊要求散热器要求散热性能好，金属热强度大，承压能力高，价格便宜，经久耐用，使用寿命长。2.3.3围护结构的传热系数围护结构概况：外墙采用实心粘土砖，厚370，聚苯板。内墙为200厚，4采用混凝土多孔砖。屋面：屋面防水等级为Ⅱ级，做法从上到下依次为：40厚C20细石混凝土（内配4@200双向）、20厚1：2.5水泥沙浆保护层；80厚挤塑聚苯乙烯板；高分子防水卷材两道；20厚1：3水泥沙浆找平层。楼板采用钢筋硂现浇板（EPS机制复合保温层）。外窗：铝合金中空玻璃；窗高1.5米。一层外门采用双向双开式玻璃幕门。内门：木框单层实体木门。外墙的结构是实心粘土砖，厚度为350毫米，外墙外保温采用20厚聚苯板，对应外墙的传热系数为：K=0.591W/m2*℃;内墙采用混凝土多孔砖，厚度为200毫米，对应内墙的传热系数为：K=1.885W/m2*℃;屋面由概况中对应的材料布置,对应天正暖通屋顶界面,输入对应的材料和厚度可得：屋面的传热系数为：K=0.493W/m2*℃;外窗手采用铝合金中空玻璃，6mm厚，对应天正暖通里的玻璃传热系数：外窗的传热系数为：K=3.7W/m2*℃;内门对应天正暖通内门界面,可查得：内门的传热系数为：K=3.5W/m2*℃。无框单层玻璃门对应于天正暖通，玻璃幕墙的传热系数为：K=6.5W/m2*℃。将上述计算结果整理得：屋面、外墙、内墙、内门，吊顶的传热系数分别为：表2.1围护结构的传热系数围护结构外墙内墙外窗内门玻璃幕墙屋面传热系数W/m2*℃0.5911.8853.73.56.50.5092.4方案比较这个系统作用范围比较大，，上供下回和下供下回的比较中，后者具有如下特点：美观，房间内的管路数减少，可集中进行隐藏处理。在下部布置供水干管，管路直接散热给室内，无效热损失小。在施工中，每安装好一层散热器即可供暖，给冬天施工带来很大方便。排除系统的空气比较困难5综合考虑楼层，采用上供下回式热水供暖系统。6第3章供暖热负荷计算对于本居民楼的热负荷计算只考虑围护结构传热的耗热量和冷风渗透引起的耗热量，人员、灯光等得热作为有利因素暂不考虑在热负荷计算当中。3.1房间围护结构传热耗热量计算围护结构稳定传热时，基本耗热量可按下式计算[1]：1(')nwQKFtt（3.1）式中K—围护结构的传热系数（W/㎡·0C）；F—围护结构的面积（㎡）；tn—冬季室内计算温度（0C）；'wt—供暖室外计算温度（0C）；α—围护结构的温差修正系数。详见《实用供热空调设计手册》表3.1.4。冷风渗透耗热量按下式计算[1]：)(278.0/2wnpwttcVQ式中Q2——冷风渗透耗热量（W）；V——经门、窗隙入室内的总空气量，m3/h；ρw——供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3；Cp——冷空气的定压比热，Cp=1KJ/（kg·℃）；0.278——单位换算系数，1KJ/h=0.278W。在工程设计中，六层或六层以下的建筑物计算冷空气的渗入量时主要考虑风压的作用，忽略热压的影响。而超过六层的多层和高层建筑物，则应综合考虑风压及热压的共同影响。⊙《暖通规范》规定：宜按下列规定的数值，选用不同朝向的修正率北、东北、西北0~10%；东南、西南-10%~-15%；7东、西-5%；南-15%~-30%。选用上面朝向修正率时。应考虑当地冬季日照率小于35%的地区，东南、西南和南向修正率，宜采用-10%~0%，东西向可不修正。⊙《暖通规范》规定：民用建筑和工业辅助建筑物（楼梯间除外）的高度附加率，当房间高度大于4m时，每高出1m应附加2%，但总的附加率不应大于15%。应注意：高度附加率，应附加于房间各围护结构基本耗热量和其他附加（修正）耗热量的总和上。⊙《暖通规范》规定：在一般情况下，不必考虑风力附加。只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别突出的建筑物，才考虑垂直外围护结构附加5%~10%。下面以106房间为例计算房间的热负荷；106房间为宿舍，室内计算温度为18℃，北京冬季室外计算温度为-9℃，北京的冬季日照率为69%。南外墙：Q=（1-20%）KF(tn-tw)α=0.8×0.591×（3.3×3-1.5×1.5）×（18+9）×1=97.7W南外窗：Q=（1-20%）KF(tn-tw)α=0.8×3.7×1.5×1.5×（18+9）×1=179.82W地面：Q=KF(tn-tw)α=0.47×2.93×5.8×（18+9）×1=215.65W围护结构基本耗热量Q1=97.7+179.82+215.65=493.17W表3.1北京市的朝向修正系数地点东南西北北京-5%-20%-5%08注：此表来自天正暖通所提供地区负荷计算数据。表3.1北京市的冷风渗透朝向修正系数n地点东南西北北京0.150.150.41由表3.1，北京市的冷风朝向修正系数，南向修正系数为0.15，北向修正系数为1。对有相对两面外墙的房间，按最不利的一面外墙计算冷风渗透量。由前面的数据，在冬季室外平均风速smVjP/8.2,，铝合金中空玻璃窗（平拉窗）每米缝隙的冷风渗透量L=0.26m3/（h·m）。南向的单个窗户的缝隙总长度为7.5m。总的冷风渗透量V等于lnLV=0.26×7.5×0.15=0.2925m3/h冷风渗透量2'Q等于)(278.0//2wnpwttcVQ=0.278×0.2925×1.4×1×27=11.1W.底层地面选用天正暖通中的保温防潮地面，传热系数为0.47W/（㎡℃）。由于楼梯间的围护结构比较难以计算，现采用公式进行估算[1]，1(')nwQKFtt(3.3)K—围护结构的传热系数（W/㎡·0C）；F—围护结构的面积（㎡）；tn—冬季室内计算温度（0C）；'wt—供暖室外计算温度（0C）；α—围护结构的温差修正系数。详见《实用供热空调设计手册》表详细计算见下面表格。房间功能和参数相同的，只计算一个房间。宿舍楼供暖负荷统计表3.2房间编号用途总采暖负荷W房间编号用途总采暖负荷W房间编号用途总采暖负荷W101盥洗室720102门厅1227.6103值班室4679104宿舍547.4105宿舍547.4106宿舍547.4107宿舍547.4108宿舍547.4109宿舍547.4110宿舍547.4111值班室467112门厅1227.6113盥洗室774.25114卫生间844.53115楼梯间539.83116宿舍628.1117宿舍628.1118宿舍628.1119宿舍628.1120宿舍628.1121宿舍628.1122宿舍628.1123宿舍628.1124宿舍628.1125楼梯间539.83126卫生间792.5127过道1583201盥洗室520202宿舍331.8203宿舍331.8204宿舍331.8205宿舍331.8206宿舍331.8207宿舍331.8208宿舍331.8209宿舍331.8210宿舍331.8211宿舍331.8212宿舍331.8213盥洗室533.25214卫生间603.5215楼梯间339.8216宿舍412.45217宿舍412.45218宿舍412.45219宿舍412.45220宿舍412.45221宿舍412.45222宿舍412.45223宿舍412.45224宿舍412.4510225楼梯间339.83226卫生间592.5227过道468301盥洗室772302宿舍603.9303宿舍603.9304宿舍603.9305宿舍603.9306宿舍603.9307宿舍603.9308宿舍603.9309宿舍603.9310宿舍603.9311宿舍603.9312宿舍603.9313盥洗室831.25314卫生间901.53315楼梯间539.83316宿舍684.6317宿舍684.6318宿舍684.6319宿舍684.6320宿舍684.6321宿舍684.6322宿舍684.6323宿舍684.6324宿舍684.6325楼梯间559.83326卫生间792.5327过道1850.511第4章散热器的选型及安装形式1、散热器的选择考虑到散热器耐用性和经济性，本工程选用铸铁M-132型散热器，它结构简单，耐腐蚀，使用寿命长，造价低，金属热强度及传热系数高，外形美观，易清除积灰，容易组成所需面积。M-132型散热器具体性能及参数如下表：型号散热面积水容量重量工作压力传热系数kM-132型0.24m21.32L7kg0.5mpa7.99w/m2·℃2、散热器的布置散热器布置在外墙窗台下，这样，沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响，使流经室内的空气比较暖和舒适。散热器明装，布置简单。在此垂直单管顺流系统中散热器邻室串联连接，散热器采用同侧连接，上进下出。3、散热器片数的计算例如：101房间（盥洗室），房间热负荷Q=800.92W，供水温度为tg=95℃，th=70℃，tpj=(95+70)/2=82.5℃,nt=15℃,Δt=p,jnt-t=82.5-18=67.5℃查《供热工程》附录2-1.426.2286.0tK=8.09w/m2·℃修正系数：散热器组装片数修正系数，先假定β1=1.0；散热器连接形式修正系数，查教材附录2-4，β2=1.0；散热器安装形式修正系数，查教材附录2-5，β3=1.0；F′=Q/（K·Δt）β1β2β3=800.92/（8.09×67.5）×1×1.0×1.0=1.52m12M-132型散热器每片散热面积为0.24m2，计算片数n′为：n′=F′/f=1.5/0.24=6.25片实际采用片数n为:n=n′=6.25片取整数，应采用M-132散热器6片。其他房间的散热器计算结果见下表。第一个分支环路分支1立管1层内位置编号负荷(W)室温(℃)散热器型号片(m)D(mm)