供热设计说明书(共29页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上目 录专心-专注-专业第一章 设计概况1.1设计资料本设计为哈尔滨市某综合楼工程室内热水供暖设计。综合楼共五层，层高见图纸。 哈尔滨基本气象参数如下：冬季大气压：100.15，室外供暖计算干球温度：-26，室外平均风速：3.8m/s； 热源：城市热网；热媒：热水参数=95，=70；外接管网DN50；引入口处供回水压差P=20000Pa。 维护结构资料：墙体均选用加气砼砌块，厚度为350mm，外墙外保温采用50mm厚挤塑聚苯乙烯板，对应的材料厚度可得：K=0.71 W/（m·）；内墙厚度为200mm，对应的材料厚度可得： K=0.998 W/（m·）；屋面由概况中对应的材料布置，对应的材料和厚度可得： K=0.414 W/（m·）；外窗为双层塑钢窗，窗高2000mm，传热系数为：K=2.78 W/（m·）；一层东侧为玻璃幕墙，K=0.8 W/（m·）。内门为单层木门，可查得：K=3.35 W/（m·）；地面的传热系数需要根据划分的地带进行计算。1.2设计任务本工程设计为散热器采暖方式，主要进行采暖设计热负荷及热指标的计算、系统的选择与布置、散热设备及附属设备的选择计算、管道水力计算等。绘制采暖系统平面图、采暖系统管道轴测图，及说明书附图管路水力计算简图，同程式系统要绘制压力平衡图。第二章 供暖系统设计热负荷2.1热负荷计算依据2.1.1围护结构的耗热量维护结构的耗热量由围护结构基本耗热量和附加耗热量组成。1、围护结构的基本耗热量建筑物围护结构的基本耗热量，按一维稳态传热过程计算，按参考文献2中公式(1-3)计算 (2-1)式中： 围护结构的基本耗热量（W）；K围护结构的传热系数W/（m·）；F围护结构的传热面积（m2）；供暖室内计算温度（）；供暖室外计算温度（）；a围护结构的温差修正系数。整个供暖建筑或房间的基本耗热量等于它的围护结构各部分基本耗热量的总和: (2-2)2、围护结构附加（修正）耗热量实际耗热量会受到气象条件以及建筑情况等各种因素影响而有所增减，需要对房间围护结构基本耗热量进行修正。这些修正耗热量称为围护结构附加（修正）耗热量。通常按基本耗热量的百分率进行修正。主要包括朝向修正、风力附加、高度附加耗热量。（1） 朝向修正耗热量朝向修正率的取值见参考文献3中4.2.6得：表2.1 哈尔滨朝向修正率朝 向东、西南东南、西南北、东北修正率-5%-20%-10%10%（2）风力附加耗热量该建筑处于哈尔滨市，冬季室外平均风速为3.8m/s。，按参考文献3有关规定，本设计不考虑风力附加。（3）高度附加耗热量参考文献3规定：民用建筑和工业辅助建筑物的高度附加率（楼梯间除外），当房间高度大于4m时才考虑高度附加。本设计层高为3m，不考虑高度附加。故本设计维护结构的耗热量只需要考虑朝向修正耗热量。 （2-3）2.1.2冷风渗透耗热量在风压和热压造成的室内外压差作用下，室外的冷空气通过门，窗等缝隙渗入室内，被加热后逸出。把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量，称为冷风渗透耗热量。冷风渗透耗热量可采用缝隙法进行计算，按参考文献2中公式(1-15)计算。 (2-4)式中 冷风渗透耗热量（W）；冷空气的比定压热容，=1kJ/（kg·）；供暖室外计算温度下的空气密度，本设计取1.4kg/m3；V经门、窗缝隙渗入室内的总空气量（m3/h）；0.278单位换算系数， 1kJ/h=0.278W。V按参考文献2公式（1-14）计算 (2-5)式中 L每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，按参考文献2表1-6取值。双层塑钢窗取2.52，单层木门取4.06； 门窗缝隙的计算长度（m）； 渗透空气量的朝向修正系数，由参考文献2附录中表1-5查得：表2.2 哈尔滨渗透空气量的朝向修正系数n值地点北东北东 东南南西南西西北哈尔滨0.30.150.20.710.850.70.6门窗的缝隙长度计算方法：当房间仅有一面或相邻两面外墙时，全部计入其门窗可开启部分的缝隙长度，当房间有相对两面外墙时，仅计入风量较大一面的缝隙，当房间有三面外墙时，计入风量较大的两面缝隙。2.1.3冷风侵入耗热量在冬季受风压和热压的作用下，冷空气由开启的外门侵入室内。把这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量称为冷风侵入耗热量。外门的冷风侵入耗热量可按参考文献2公式(1-18)计算： (2-6)式中 外门的基本耗热量（W）；考虑冷风侵入的外门附加率，按参考文献2表1-9选用。表2.3 外门附加率N外门布置一道门两道门三道门主要出入口附加率65n%80n%60n%500%n为建筑物楼层数故房间总的热负荷为： (2-7)2.2热负荷计算结果冬季采暖室内计算温度取值如下：餐厅取20；办公用房取18；卫生间取18；会议室取18；资料室取18；走廊取16，楼梯间取14。2.2.1典型办公室设计热负荷此房间在图纸中已标记，位于顶楼五层，层高为3m，房间面积24.5。（1） 维护结构传热量 西外墙耗热量K=0.71 W/（m·）；F=36=18；a=1；=-5%。= 南外墙耗热量 F=4.43-32=7.2；=-20%。 = 南外窗耗热量F=32=6；K=2.78 W/（m·）；=-20%。= 地面一耗热量 F=4.042+3.842=15.76；K=0.47 W/（m·）；=0。= 地面二耗热量 F=3.842.04=7.83；K=0.23 W/（m·）；=0。= 屋面耗热量 F=5.844.2=24.52；K=0.414W/（m·）；=0。= 维护结构耗热量 （2） 冷风渗透耗热量 =17.125V L= 2.52，n=1，l=2+2+2+3+3=12m（3） 冷风侵入耗热量此房间无外门，故无冷风侵入耗热量为0。（4） 此房间设计热负荷 =2151.25+517.86=2669.1W 热负荷指标为： ，符合采暖设计规范。（5） 负荷计算表表2.4 典型房间热负荷计算表名称面积传热系数温差基本耗热量朝向修正系数1+xc修正后耗热量西外墙180.7144562.32-5%95%534.2南外墙7.20.7144224.93-20%80%179.44南外窗62.7844612.48-20%80%587.1地面115.70.4744324.670%100%324.67地面27.830.234479.240%100%79.24屋面24.520.41444446.60%100%446.6南窗冷风渗透耗热量L缝隙长nQ2总计2151.252.52121517.862669.12.2.2餐厅设计热负荷此为一楼餐厅，层高4.5m，面积为606.5，温差为46。表2.5 一楼餐厅热负荷计算表名称面积传热系数基本耗热朝向1+xc修正后冷风渗透冷风侵入南外墙11.90.71389.5-20%80%311.6南外门13.53.121937.5-20%80%15501091807南幕墙67.50.82484-20%80%1987东外墙121.90.713988.5-5%95%3789东外窗34.22.784378-5%95%4159808北外墙111.60.71364510%110%4009.4北外窗3.62.7846110%110%507132北外门33.1243010%110%473207344西外墙173.30.715659-5%95%5377西外窗182.782304-5%95%21881533西外门6.63.12946-5%95%898.71274757地面1204.560.474423014423地面2204.40.232163012163地面3197.60.121091011091总计39885.732926.750511908本餐厅总设计热负荷Q为39885.7W，热负荷指标为，符合采暖设计规范。2.2.3特别区域热负荷表2.6 特别区域热负荷房间面积()围护结构基本耗热量(W)围护结构修正后耗热量(W)冷风渗透耗热量(W)冷风侵入耗热量(W)冬季总热负荷(W)总热负荷指标(W/)卫生间19.610041072840115759走廊146.7157814503160176637.8会议室52.62545271611802834.553.8资料室33225621451050225068.22.2.4各层标准房间负荷表2.7 标准办公室热负荷房间面积()冬季采暖围护结构基本耗热量(W)围护结构修正耗热量(W)冷风渗透耗热量(W)冷风侵入耗热量(W)冬季总热负荷(W)热负荷指标(W/)三四层西办公室18.710489632940125767.2南办公室1911547725260129868.2五层西办公室18.7127412002940149579.9南办公室19149811175260164386.4西边办公室和东边办公室，热负荷指标相同。南边的办公室出西南角和东南角不同外，均相同。2.2.5采暖热负荷指标分析（1）对于2.2.1计算的办公室，位于顶层的西南角，有两面外墙维护结构和屋面，故计算出采暖热负荷指标较大，为，较为合理。（2）对于一楼餐厅，由于二楼也是供暖房间，故屋面传热负荷可忽略，而且餐厅面积大，所以计算出来的热负荷指标比上述房间小，热负荷指标为，合理，且餐厅人多，食物多，散热量大，比较暖，有较好的舒适度。（3）对于走廊，两边都是采暖房间，且温度要求不高，故热负荷指标可取较小值，在此计算出为，合理。（4）根据暖通与空调常用数据手册2.2热负荷指标概算。一般民用建筑供暖热负荷指标，办公楼取58-81，标准办公室的热负荷指标均符合标准。（5）剩余房间热负荷均用鸿业负荷计算软件进行计算。2.2.5采暖热负荷汇总各房间区域采暖热负荷汇总如下表：表2.8 采暖热负荷汇总楼层房间面积()负荷（W）指标房间数总计（W）一层餐厅606.539885.765.8139885.7卫生间19.611575911157二层餐厅606.53942365139423卫生间19.611575911157三、四层东西办公室18.7125762.71215084南办公室19129868.245192北办公室18.71327.17111327.1西北办公室23.218568011856西南办公室24.521078612107大办公室34.130358913035会议室52.62834.553.812834.5资料室3322506812250走廊109412037.814120卫生间19.611565922324五层东西办公室18.7149579.91217940南办公室19164386.446572北办公室18.714027511402西北办公室23.221119112111西南办公室24.52669108.912669大办公室34.1361510613615会议室52.63261.26213261.2资料室3323437112343走廊10947964414796卫生间19.612746522548楼梯间23.4189080.71018900建筑总热负荷.1(W)建筑总设计热负荷为.1W。第三章 热水供热系统是确定3.1循环动力设计资料中给出城市热网提供热媒（热水参数=95，=70）且系统与室外管网连接，其引入口处供回水压差P=20000 Pa。重力循环热水供暖系统装置简单，运行时无噪声和不消耗电能，作用半径不宜超过50m。本设计循环动力暂不确定。3.2供回水方式供、回水方式可分为单管式和双管式。双管热水供暖系统：供回水支管均可装调节阀，系统调节管理较为方便，但双管热水供暖系统由于自然循环压头作用，容易引起垂直失调现象，故多用于四层以下的建筑。单管热水供暖系统：构造简单，节省管材，造价低，而且可减轻垂直失调现象，故五到六层建筑中宜采用单管式采暖系统，不过一个垂直单管采暖系统所连接的层数不宜超过十二层。层数过多会使立管管径过大，下部水温过低，散热器面积过大不好布置，为了提高下层散热器的水温可设成带闭合管的单管垂直式采暖系统。水平式热水供暖系统：管路简单，节省管材，无穿过各层楼板的立管，施工方便，造价低，可按层调节供热量，当设置较多立管有困难的多层建筑式高层建筑时，可采用单管水平串联系统。但该系统的排气方式较为复杂，水平串联的散热器不宜过多，过多时除后面的水温过低而使散热器片数过多外，管道的膨胀问题处理不好易漏水。垂直式热水供暖系统：管路简单，节省管材，施工管理方便，造价低，但易造成垂直失调，但因无需考虑分区问题，目前被广泛采用。异程式系统布置简单、节省管材，但各立管的压力损失难以平衡，会出现严重的水力失调现象。同程式系统可消除或减轻水力失调现象，故有条件时宜采用同程式系统。3.3本工程方案确定本设计建筑为五层，而一二层为大面积餐厅，三四五层为办楼层。故本设计划分为3个区：一层为一区；二层为二区；三四五层为三区。采用分层热水供暖系统。一二区采用水平双管同程式系统；三区采用垂直双管上供下回同程式系统。本设计系统比较复杂，排气方式也比较复杂，一二区由于是水平式，所以每个散热器上均设置冷风阀分散排气；三区只需在系统顶部设置排气装置。第四章 散热器的选择与计算4.1散热器的选择设计选用散热器时，需考虑对散热器在热工、经济、卫生美观及使用寿命等方面的要求，还应符合下列原则性的规定：（1）散热器的工作压力应满足系统的工作压力，并符合国家现行有关标准的规定。（2）民用建筑宜采用外形美观，易于清扫的散热器。（3）放散粉尘或防尘要求较高的工业建筑，应采用易于清扫的散热器。（4）具有腐蚀性其他的工业建筑或相对湿度较大的房间，应采用耐腐蚀的散热器。（5）采用钢制散热器时，应采用闭式系统，并满足产品对水质的要求，在非采暖季节应充水保养，蒸汽采暖系统不应采用钢制柱型，板型和扁管等散热器。（6）采用铝制散热器时，应选用内防腐型铝制散热器，并满足水质对产品的要求。（7）安装热量表和恒温阀的热水采暖系统，不宜采用水流通道内含有粘砂的铸铁等散热器。经过综合考虑，本设计选用普通铸铁四柱760型，高度通常为760mm。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，容易清除积灰，容易组成所需面积。具体性能及参数查参考文献2附录表2-1，如下表：表4.1 散热器规格及传热系数型号散热面积m/片水容量L/片重量kg/片工作压力MPa传热系数KW/m·TZ4-6-5(四柱760型)0.2351.166.60.5注：1、散热器表面喷银粉漆，明装，同侧连接上进下出。2、此表为密闭试验台测试数据，在实际情况下，散热器的K值和Q值，比表中数值增大10%左右。其中K=2.503，为散热器热水热媒进出口温度的平均值与室内空气温度的差值： ，对于办公室及会议室和资料室等：，K=2.503=8.49 W/m·；对于走廊：，K=8.56W/m·；对于餐厅：，K=8.41W/m·。对于楼梯间：，K=8.64W/m·。4.2散热器的布置与安装4.2.1散热器布置布置散热器应符合下列规定：1、散热器宜安装在外墙窗台下，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；2、为防止散热器冻裂，两道外门之间，不应设置散热器。有冻结危险的楼梯间或其它有冻结危险的场所，应由单独的立、支管供暖，且不得装设调节阀；3、散热器一般明装，布置简单，内部装修要求较高的可暗装；4、在垂直单管或双管热水供暖系统中，同一房间的两组散热器可以串联连接；贮藏室、厕所和厨房等辅助用室及走廊的散热器，可同邻室串联连接；5、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；6、铸铁散热器的组装片数，不宜超过下列数值：粗柱型（包括柱翼型）20片；细柱型（四柱）25片；长翼型7片。散热器组对后，以及整组出厂的散热器在安装之前应做水压试验。4.2.2散热器安装底部距地面不小于60mm，通常取150mm；顶部距窗台板不小于50mm；背部与墙面净距不小于25mm。本设计采用明装，安装在墙面，上加盖板，A=100mm，即同侧连接，上进下出，即，管道也明装于供暖房间内，所以管道散热量抵消了水冷却的影响。4.3散热器的计算4.3.1散热器面积计算散热器散热面积F按参考文献2公式2-2计算： （4-1）式中 散热器的散热面积（m2）； 散热器的散热量（W）；散热器的传热系数W/m·；散热器内热媒平均温度（）；供暖室内计算温度（）；散热器组装片数修正系数，查参考文献2附录表2-3。计算散热器散热面积时，由于每组片数或总长度未定，可先假定=1.0进行计算，计算出和的初始值，然后根据每组的片数或长度乘以修正系数，最后确定散热面积。散热器连接方式修正系数，查参考文献2附录2-4，=1.0；散热器安装形式修正系数，查参考文献2附录2-5，=1.02。以三楼西边典型办公室为例： 4.3.2散热器片数确定四柱760型散热器每片散热面积为0.235 m2，计算片数n为： （4-2）同样以西边典型办公室为例： 查参考文献2附录2-3的为1.0，所以西边办公室散热器片数为10片。4.3.3散热器计算汇总计算方法同上，计算结果如下表：当散热器片数为6-10时，为1.0，片数为11-20时，为1.05时。先假设为1.0，当计算片数大于10时，在按为1.05重新计算，=1.0，=1.02，散热器每片散热面积为0.235 m2。表4.2 散热器计算结果楼层房间负荷（W）房间数温差（）传热系数传热面积片数组数一层餐厅39885.712062.58.4181.273461819卫生间115711864.58.492.1591二层餐厅3942312062.58.4180.33421819卫生间115711864.58.492.1591三、四层西办公室1257121864.58.492.34101南办公室129841864.58.492.41101北办公室1327.111864.58.492.59111西北办公185611864.58.493.63161西南办公210711864.58.494.12181大办公室303511864.58.495.9326213会议室2834.511864.58.495.5414212资料室225011864.58.494.4191走廊412011666.58.567.7533311卫生间115621864.58.492.1591五层西办公室1495121864.58.492.93131南办公室164341864.58.493.21141北办公室140211864.58.492.74121西北办公211111864.58.494.13181西南办公266911864.58.495.22201大办公室361511864.58.497.130215会议室3261.211864.58.496.3828214资料室234311864.58.494.6201走廊479611666.58.569.0239313卫生间127421864.58.492.32101各楼梯间1890101468.58.643.42151各层散热器布置情况详见图纸。第五章 供暖系统水力计算5.1水力计算方法上述已说明本设计系统分为3区，一二区为水平双管式系统，三区为上供下回双管式系统，所以水力计算也要进行分区计算。采用等温降法进行计算。双管同程式系统最不利循环环路与各并联环路之间的计算压力损失相对差额，不应大于±15%。（1） 选择最不利环路；（2） 计算通过最不利环路散热器的作用压力；（3） 确定最不利环路个管段的管径；（4） 确定沿程压力损失和局部阻力损失；（5） 求环路压力损失；（6） 计算富余压力；（7） 确定其他立管及干管管径；（8） 求各立管的不平衡率，不平衡率应在±10%以内。5.2一二区水力计算5.2.1一二区水力计算简图如下图：5.1一二区水力计算简图一二层各有21个散热器，分别用R1、2、321表示；供水干管用IG表示，系统有IG1、2、320、21段供水干管；回水干管用IH表示，系统有IH1、2、3、420.21段回水干管；供水立管用VG表示，回水立管用VH表示；总供水干管用DG表示，总回水干管用DH表示。5.2.2水力计算表表5.1 一层水力计算表楼层总阻力(Pa)35749.37最不利环路 一楼层水力计算表编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)DG64761.22227.792400.4887.821.5176170345DH64761.22227.792400.4887.821.5176170345IG164761.22227.792320.76179.5103590359IG262871.22162.772.7320.74170.051459267726IG361714.22122.974.4320.73164.371723257980IG459498.32046.747320.7153.76110762391315IG557282.41970.513.3320.68143.481473222695IG655066.51894.293.5251.01388.84113614911852IG752850.61818.063.5250.97360.55112624521714IG850634.71741.833.5250.93333.28111664151582IG948418.81665.617.6320.57105.681803158962IG1046202.91589.384.6250.84281.76112963461642IG11439871513.1515.6320.5288.81113851311516IG1241771.11436.935.95250.76234.32113942821677IG1339555.21360.77.5250.72212.15115912531844IG1437339.31284.475.15250.6819119842261209IG1535123.41208.246.7250.64170.89111452001345IG1632907.51132.025.47250.6151.8218301751006IG1730691.61055.7914.2250.56133.81119001532053IG1828801.6990.785.2250.53119.271620134755IG1926585.7914.553.5250.49103.221361114476IG2024369.8838.323.5250.4588.24130996405IG212215.976.233.4150.1113.69147652IH1189065.022.7150.0910.41128432IH23047104.824.4150.1523.77110511115IH35262.9181.047150.2661.9143332466IH47478.8257.273.3150.37115.37138165446IH59694.7333.53.5150.47183.441642109751IH611910.6409.723.5200.3681.96128762349IH714126.5485.953.5200.43111.21138988477IH816342.4562.187.6200.49144.48110981181216IH918558.3638.414.6200.56181.71836152988IH1020774.2714.6315.6250.3866.2511033701103IH1122990.1790.865.95250.4279.46147386558IH1225206867.097.5250.4693.771703103806IH1327421.9943.315.15250.5109.151562122684IH1429637.81019.546.7250.54125.611842142984IH1531853.71095.775.47250.58143.121783164947IH1634069.61171.9914.2320.456179578874IH1735959.61237.015.2250.66178.3619272091137IH1838175.51313.243.5250.7198.861696236932IH1940391.41389.463.5320.4876.111266110377IH2062545.32151.563.4320.74168.441573264837IH2164761.22227.797.8320.76179.510.614001701570散热器进出水管径D均为15mm。表5.2 二层水力计算表楼层总阻力(Pa)25880.62资用压力(Pa)36223二楼层不平衡率12.70%编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)DG443571525.882400.3342.091.58480164DH443571525.882400.3342.091.58480164IG1443571525.884320.81261.510104601046IG2432001486.084.6250.79249.17111463021448IG3410101410.746.9250.75226.59115632721836IG4388201335.413.5250.71205.011718244962IG5366301260.073.5250.67184.451646217863IG6344401184.747250.63164.9111541921346IG7322501109.47.6250.59146.37111121681281IG8300601034.063.2250.55128.861412146559IG927870958.7311.45250.51112.39112871261413IG1025680883.397.65250.4796.971742107849IG1123490808.067.33250.4382.6160589695IG1221300732.728.7250.3969.28160373676IG1319110657.385.52200.58191.58110581611218IG141692058