供热工程课程设计概述.docx

《供热工程课程设计概述.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供热工程课程设计概述.docx（32页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、供热工程课程设计 供热工程课程设计专业班级： 建环14-3班 姓 名： 谢进 学 号： 311407001425 指导老师： 赵伟龙 设计日期： 2017年6月指导教师评价结合以下几个方面写出评语：1.平时表现（遵守纪律，不迟到、早退，无旷课）；2.学习态度（查阅资料、学习主动性、与教师的沟通等）；3.知识掌握（专业知识掌握好，能够学以致用、理论联系实际）；4.成果质量（课程设计是否全面、完整、图文并茂，重点突出；表达清晰、字迹工整、层次清楚；格式、字数符合要求；能提出问题、分析无问题、解决问题，理论应用实际）评语：成绩： 指导教师签字：日 期：摘要安庆市某小区室内供暖设计摘要人们在日常的生产

2、生活中都会用到大量的热能。热能的使用，一方面可以保证人们正常的生活，提升生活品质和人体舒适性；另一方面还有效提高了工业生产过程中的生产和制作效率，保证社会经济和科学技术的发展。随着经济的发展、人们生活水平的提高和科学技术的不断进步，供暖技术也在不断地进步与发展，采暖形式也越来越多样化，供热所需设备也越来越精细化，对于不同情况下的建筑空间，结合一定要求的室内温湿度，配置不同的采暖设备和室内散热形式。其中应用最广的供暖技术就是集中供热。集中供热一般由热源、热网和热用户。这三部分在供暖系统中是必不可少的。现在供热技术的发展主要在以下几个方面：兴建高参数和大容量的供热机组的共电厂和大型区域锅炉房；改进

3、热电厂；逐步形成多样化的集中供热形式；节能减排和环保。本设计中建筑的供热设计主要是热负荷的计算、系统的选择、散热器的布置等。选择好之后还要进行水力计算和散热器的校核计算，以便建筑可以按照这个设计保证施工的进行。关键词：供热设计；负荷计算；水力计算I目 录前言11 工程概况和原始资料31.1 工程概况31.2 土建资料31.3 气象资料31.4 供暖系统热源31.5 围护结构32 负荷计算52.1 围护结构的传热耗热量52.1.1围护结构基本耗热量52.1.2 围护结构的附加（修正）耗热量52.1.3 以下为附加耗热量计算公式62.2 热负荷的计算62.3负荷统计103 供暖系统形式设计113.

4、1 选定供暖系统形式113.1.1分析选取此形式的原因113.1.2散热器的选择和布置113.2 散热器的计算123.2.1散热器散热面积的计算123.2.2散热器内热媒平均温度123.2.3散热器的传热系数和修正系数133.2.4 散热器片数的确定133.3管材与保温153.3.1采暖热水管管材选择要求153.3.2管道保温164 水力计算174.1 水力计算步骤174.2计算结果18参考文献23总结25前言前言人们在日常的生产生活中都会用到大量的热能。热能的使用，一方面可以保证人们正常的生活，提升生活品质和人体舒适性；另一方面还有效提高了工业生产过程中的生产和制作效率，保证社会经济和科学技

5、术的发展。随着经济的发展、人们生活水平的提高和科学技术的不断进步，供暖技术也在不断地进步与发展，采暖形式也越来越多样化，供热所需设备也越来越精细化，对于不同情况下的建筑空间，结合一定要求的室内温湿度，配置不同的采暖设备和室内散热形式。其中应用最广的供暖技术就是集中供热。集中供热一般由热源、热网和热用户。这三部分在供暖系统中是必不可少的。现在供热技术的发展主要在以下几个方面：兴建高参数和大容量的供热机组的共电厂和大型区域锅炉房；改进热电厂；逐步形成多样化的集中供热形式；节能减排和环保。本设计中建筑的供热设计主要是热负荷的计算、系统的选择、散热器的布置等。选择好之后还要进行水力计算和散热器的校核计

6、算，以便建筑可以按照这个设计保证施工的进行。11工程概况和原始资料1 工程概况和原始资料1.1 工程概况此工程项目位于安徽省安庆市。小区每栋楼分为4层，每层2家住户，工程总面积1097.32，层高3m，该建筑适合采用上供下回的供热方式。1-1 供热建筑的基本资料表楼号总层数总高度(m)总面积()总热负荷(KW)非空调热负荷(KW)非空调热指标(W/)1号楼4121097.3272.9472.9466.471.2 土建资料土建图：平面图剖面图及门窗表等见条件图。1.3 气象资料本设计选址在安徽省安庆市，查供暖通风设计手册可得其气象资料如下：1-2 安庆市气象资料表冬季室外供暖计算干球温度()冬季

7、室外空调计算干球温度()冬季最多风向平均风速(m/s)冬季室外空调相对湿度(%)冬季室外大气压(Pa)-0.22.93.2751023301.4 供暖系统热源城市供热外网（一次网）：供回水温度：95/70。1.5 围护结构外墙：内抹灰一砖墙（24 墙），内墙：两面抹灰一砖墙（24 墙）。 外窗：单层铝合金推拉窗，尺寸（宽高）为21.8m，窗台高0.9m，窗型带上亮，可开启部分缝隙总长为5.3m。 外门：单层木门，尺寸为（宽高）为1.22.1，门型为带上亮的双扇门， 可开启部分缝隙总长为4.5m。屋顶：保温屋顶。 地面：不保温地面，k值按划分地带计算。单层高：3m，窗户高度均为1.8m。注：内走

8、廊、楼梯等公共区域设置单独采暖系统和热计量。52负荷计算2 负荷计算2.1 围护结构的传热耗热量围护结构传热的传热耗热量分为围护结构传热的基本耗热量和附加（修正）耗热量两部分。基本耗热量指在设计条件下，通过房间各部分围护结构（门、窗、墙、地板、屋顶等）从室内传到室外的稳定传热量的总和。附加（修正）耗热量是指围护结构的传热状况发生变化而对基本耗热量进行修正的耗热量，包括风力附加、高度附加和朝向修正等耗热量。2.1.1围护结构基本耗热量 式中： K-维护结构的传热系数，w/(*) -供暖室内计算温度， -供暖室外计算温度， -围护结构的温差修正系数2.1.2 围护结构的附加（修正）耗热量围护结构传

9、热的传热耗热量分为围护结构传热的基本耗热量和附加（修正）耗热量两部分。以下是朝向，风力，高度的修正：（1）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 010%； 东南、西南 -10%-15%； 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。（2）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

10、热量的总和上。（3）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%。根据规范GB50736，本项目仅考虑朝向附加。2.1.3 以下为附加耗热量计算公式（1）冷风渗透耗热量式中： -通过门窗冷风倾入耗热量，W-冷空气的定压比热容=1.0056kJ/(kg) -采暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3-流入的冷空气量，m3/h -冬季室内设计温度， -采暖室外计算温度，计算V时，引进一个渗透空气量的朝向修正系数n，即： 式中： -每米门窗缝渗透进入室内的空气量 -门窗缝的计算长度

11、-渗透空气量的朝向修正系数（2）冷风倾入耗热量 -流入的冷空气量，其他符号同前。冷风侵入耗热量可以通过：通过门窗缝隙的冷风渗透耗热量换气次数法百分比法计算冷风渗透耗热量等方法计算。2.2 热负荷的计算建筑一层平面图如图2-1，以房间1008为例，供暖设计热负荷计算步骤如下：1.围护结构传热耗热量的计算南外墙：面积为,计算基本耗热量由公式得：，修正后的耗热量为。其他围护结构耗热量见表2-1。围护结构总传热耗热量为1084.22W。2冷风渗透耗热量Q2的计算冷风渗透朝向修正系数：北向n=0.7，L=0.41 m3/h，缝隙长度，渗入空气量为冷风渗透耗热量为：=0.2781.5211.311（(20

12、(0.5)=6.711W3冷风侵入耗热量计算各房间的冷风侵入耗热量可忽略不计，只需计算大门的冷风侵入耗热量即可。=0W41001房间供暖设计热负荷总计Q=Q1+Q2+Q3=1084.22+6.711+0=1090.931W2-1 1008房间围护结构耗热量计算表房间编号房间名称围护结构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名称面积计算面积m2KW/(m2)tntwtn-twQ1j W1008小区住宅南内墙4.5*313.51.8620-0.520.51122.54南门内嵌1.2*2.12.526.5198.28东内墙3.3*39.91.861110.48 北

13、外墙4.5*313.50.541107.99北外窗嵌2*1.83.62.61189.07西内墙3.3*39.91.861110.48屋面4.25*3.0512.960.491 128.08地面4.5*3.314.8514.851 104.562-2 1008房间围护结构耗热量计算续表房间编号房间名称围护结构名称及方向耗热量修正围护结构耗热冷风渗透耗热冷风侵入耗热房间总耗热量朝向风向修正耗热xcnf1+xcn+xfQQ1Q2Q3Q%WWWWW1008小区住宅南内墙100110134.791084.226.71101084.22南门内嵌10110108.11东外窗10110 121.53北外墙-5

14、95 118.79北外窗嵌-595 179.62西外墙0100 110.48屋面0100128.08地面0100104.56图2-1 一层平面图计算其他各个楼层各个房间的面积，供暖总热负荷，供暖室内热负荷，供暖户间传热负荷，供暖总热指标，供暖室内热指标汇总如表2-3所示。2-3楼层房间面积及相关指标表楼楼号楼楼层房间面积m2供暖总热负荷W供暖室内热负荷(不含户间传热)W供暖户间传热负荷W供暖总热指标W/供暖室内热指标(不含户间传热)W/11号楼44层4001房间16.521121.941034.2287.7267.9162.604002房间27.931639.281490.98148.3158

15、.6953.384006房间35.632120.321931.12189.2059.5154.204008房间12.941086.311017.6068.7183.9578.644009房间12.341112.851047.3265.5390.1884.874010房间11.971166.181102.6263.5697.4392.124011房间14.051107.621033.0274.6178.8373.524012房间14.051068.00993.3974.6176.0170.704013房间27.931639.281490.98148.3158.6953.384014房间35.63

16、2113.081923.88189.2059.3154.004015房间12.941086.311017.6068.7183.9578.644016房间12.341112.851047.3265.5390.1884.874017房间11.971166.181102.6263.5697.4392.124018房间14.051100.391025.7874.6178.3273.014019房间14.041060.54985.9974.5575.5470.234层小计274.3318244.4518244.451456.6966.5166.5133层3001房间16.531122.151034.38

17、87.7767.8962.583002房间27.931634.921486.61148.3158.5453.233006房间35.632120.531931.33189.2059.5254.213008房间12.941086.521017.8168.7183.9778.663009房间12.341113.061047.5365.5390.2084.893010房间11.971166.181102.6263.5697.4392.123011房间14.051107.831033.2374.6178.8573.543012房间14.041067.99993.4374.5576.0770.763013

18、房间27.931634.921486.61148.3158.5453.233014房间35.632108.711919.52189.2059.1853.873015房间12.941086.521017.8168.7183.9778.663016房间12.341113.061047.5365.5390.2084.893017房间11.971166.181102.6263.5697.4392.123018房间14.051096.021021.4274.6178.0172.703019房间14.041056.17981.6274.5575.2369.923层小计274.3318224.0818224

19、.081456.6966.4366.43222层2001房间16.561122.791034.8687.9367.8062.492002房间27.931630.111481.80148.3158.3653.052006房间35.622119.441930.29189.1459.5054.192008房间12.931085.391016.7368.6683.9478.632009房间12.341112.161046.6465.5390.1384.822010房间11.971166.181102.6263.5697.4392.122011房间14.051106.941032.3374.6178.7

20、973.482012房间14.041067.09992.5474.5576.0070.692013房间27.931630.111481.80148.3158.3653.052014房间35.632103.901914.71189.2059.0553.742015房间12.941085.621016.9168.7183.9078.592016房间12.341112.161046.6465.5390.1384.822017房间11.971166.181102.6263.5697.4392.122018房间14.051091.211016.6174.6177.6772.362019房间14.0410

21、51.36976.8174.5574.8869.572层小计274.3418193.9018193.901456.7566.3266.3211层1001房间16.521216.471128.7587.7273.6468.331002房间27.931630.111481.80148.3158.3653.051006房间35.632118.221929.03189.2059.4554.141008房间12.941090.931015.5168.7183.7978.481009房间12.341110.761045.2365.5390.0184.701010房间11.971166.181102.626

22、3.5697.4392.121011房间14.051105.531030.9274.6178.6973.381012房间14.041065.68991.1374.5575.9070.591013房间27.931630.111481.80148.3158.3653.051014房间35.632103.901914.71189.2059.0553.741015房间12.941084.221015.5168.7183.7978.481016房间12.341110.761045.2365.5390.0184.701017房间11.971166.181102.6263.5697.4392.121018房

23、间14.051091.211016.6174.6177.6772.361019房间14.041051.36976.8174.5574.8869.571层小计274.3218278.2718278.271456.6466.6366.631号楼小计1097.3272940.6972940.695826.7766.4766.47工程合计1097.3272940.6972940.695826.7766.4766.472.3负荷统计负荷统计如下表2-42-4统计表楼号总层数总高度(m)总面积(m2)总热负荷(KW)非空调热负荷(KW)非空调热指标(W/m2)1号楼4121097.3272.9472.94

24、66.473 供暖系统形式设计3 供暖系统形式设计3.1 选定供暖系统形式由于本建筑为安庆市某四层住宅楼，系统供暖较为简单，又因建筑结构平面层较长，若采用水平式系统易出现水平失调而引起前后端冷热不均现象，故总体管网布置选垂直式上供下回，单管同程式系统。3.1.1分析选取此形式的原因（1）同程式系统有点在于通过各个立管循环环路总长度都相等，压力损失易于平衡，而若采用异程式系统因通过各立管循环环路总长度都不相等，各个立管环路压力损失较难平衡，初调节不当时，会出现近处立管流量超过要求，而远处立管流量不足，这样就产生了水平失调，即在远近立管出现流量失调而引起在水平方向上冷热不均的现象。因此，虽然同程式

25、系统初投资较大，但热稳定性较好，故优先采用。（2）在单层用户连接上，由于建筑平面层较大，采用水平是系统易出现水平失调，故采用垂直式系统。（3）在垂直式系统中采用上供下回单管式，便于用户进行局部调节，用以满足用户要求。3.1.2散热器的选择和布置选择散热器时，应符合下列原则性的规定：散热器的工作压力，当以热水为热媒时，不得超过制造厂规定的压力值。在民用建筑中，宜用外形美观，易于清扫的散热器。在放散粉尘或防尘要求较高的生产厂房，应采用易于清扫的散热器。在具有腐蚀性气体的生产厂房或相对湿度较大的房间，宜采用耐腐蚀的散热器。采用钢制散热器时，应采用闭式系统。采用铝制散热器时，应选用内防腐蚀型铝制散热器

26、。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。室内供暖系统的末端散热装置是供暖系统完成供暖任务的重要组成部分。它向房间散热以补充房间的热损失，从而保持室内要求的温度。综合各个方面因素考虑，本办公楼供暖采用TZ2-5-5(M132)型铸铁散热器，该散热器的各项性能参数如下表所示：3-1器的各项性能参数表型号散热面积水容量重量工作压力热水热媒当t64.5时的K值TZ2-5-5(M132)0.24（m/片）1.32（L/片）7（kg/片）0.5(MPa)7.99(W/m)布置散热器时，应注意下列一些规定：（1）散热器应安装在外墙的窗台下，这样，沿散热器上升的对流热气能阻

27、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）防止冻裂散热器，两道外门之间，不准设置散热器。在楼梯间或其他有冻结危险的场所，其散热器应有单独的立、支管供热且不得装设调节阀。（3）散热器一般明装，在内部装修有特殊要求的场合可采用暗装。（4）同一房间的散热器可以串连，贮藏室、盥洗室、厕所和厨房等辅助用室及走廊的散热器，可同邻室串连连接。两串连散热器之间的串连管径应与散热器接口的直径相同，以便水流畅通。（5）在楼梯间布置散热器时，考虑楼梯间热流上升的特点，应尽量布置在底层或按一定比例分布在下部各层。（6）铸铁散热器的组装片数，不宜超过下列数值：粗柱形(M132)

28、20片。该行政办公楼均采用明装的形式，上部加盖板且盖板距离散热器上部100mm，单个散热器的连接方式采用同侧上进下出。3.2 散热器的计算3.2.1散热器散热面积的计算散热器散热面积F按下式计算：式中： -房间供暖所需的散热器散热面积， Q-散热器的散热量，W -散热器内热媒平均温度， -供暖室内计算温度，oC -散热器组装片数或散热器的长度修正系数，按下表确定-散热器连接形式修正系数，本设计采用同侧上进下出，=1.0-散热器安装形式修正系数，本设计散热器均明装，=1.25散热器组装片数修正系如下：3.2 散热器组装片数修正系数每组片数200.951.001.051.103.2.2散热器内热媒

29、平均温度在热水系统中，为散热器进出口水温的算术平均值。式中 -散热器进水温度，-散热器出水温度，对双管热水供暖系统，散热器的进、出口温度分别按系统的设计供、回水温度计算。3.2.3散热器的传热系数和修正系数 当使用条件与测试条件不同不同时，散热器的传热性能发生变化，故需要不同的修正系数进行修正。测试条件是：散热器测试片数为610片，同侧上进下出，明装。查附表知，M-132散热器K值公式为：式中 3.2.4 散热器片数的确定确定所需散热器面积后，可按下式确定散热器的总片数：式中 f每片散热器集热面积，计算时，先假设=1，查找，计算出总面积，然后除以M-132散热器每片的面积，得出总片数，然后根据

30、M-132散热器每组散热器最多20片，得出散热器组数，再反算出每组散热器片数，然后再查，对面积修正，得出最后的散热器组数及每组散热器的片数。在确定所需的散热器面积后，先假定11，可按下式进行计算总片数：以1001房间为例，1001房间的设计热负荷为1111W，室内安装TZ2-5-5(M132)型铸铁散热器，散热器明装，上部有窗台板覆盖，散热器距窗台高度0.6mm。供暖系统为单管上供下回式，设计供回水温度为95/70，室内管道明装，支管与散热器的连接方式为同侧连接上进下出，则散热器面积及片数的计算过程如下：散热器的传热系数修正系数:散热器组装片数修正系数，假定=1.0；散热器连接形式修正系数，查

31、供热附录2-4得， =1.0；散热器安装形式修正系数，查供热附录2-5得，=1.02；则散热器的试算面积： 试算片数：，查附录2-3，散热器片数6-10片时，=1.0实际所需散热器面积为：实际采用片数：，取整后，采用的M-132型散热器为9片。其他房间采用的散热器片数如下表3-3所示。3-3 其他房间采用的散热器片数表分支1立管1层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层4R1210618椭柱132型14片150.42楼层3R1211018椭柱132型16片150.42楼层2R1210618椭柱132型18片150.42楼层1R1211518椭柱132型21片15

32、0.42分支1立管2层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层4R1109118椭柱132型8片150.23楼层4R2105218椭柱132型7片150.22楼层3R1109618椭柱132型9片150.22楼层3R2120018椭柱132型9片150.24楼层2R1120018椭柱132型11片150.23楼层2R2120018椭柱132型11片150.23楼层1R1120018椭柱132型12片150.24楼层1R2106118椭柱132型11片150.21分支1立管3层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层4R1163018椭

33、柱132型11片150.29楼层4R2116718椭柱132型8片150.21楼层3R1120018椭柱132型10片150.25楼层3R2120018椭柱132型10片150.25楼层2R1120018椭柱132型11片150.25楼层2R2120018椭柱132型11片150.25楼层1R1120018椭柱132型12片150.25楼层1R2120018椭柱132型12片150.25分支1立管4层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层4R1116718椭柱132型8片150.21楼层4R2163018椭柱132型11片150.29楼层3R1120018椭柱1

34、32型10片150.25楼层3R2120018椭柱132型10片150.25楼层2R1120018椭柱132型11片150.25楼层2R2120018椭柱132型11片150.25楼层1R1120018椭柱132型12片150.25楼层1R2120018椭柱132型12片150.25分支1立管5层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层4R1106818椭柱132型8片150.23楼层4R2110718椭柱132型8片150.24楼层3R1120018椭柱132型9片150.23楼层3R2120018椭柱132型9片150.23楼层2R1120018椭柱132型1

35、1片150.23楼层2R2120018椭柱132型11片150.23楼层1R1120018椭柱132型12片150.23楼层1R2120018椭柱132型12片150.23分支1立管6层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层4R2212118椭柱132型15片150.29楼层3R2120018椭柱132型10片150.29楼层2R2120018椭柱132型11片150.29楼层1R2120018椭柱132型12片150.29分支1立管7层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层4R1108618椭柱132型8片150.23楼层4R2

36、111218椭柱132型8片150.24楼层3R1120018椭柱132型9片150.23楼层3R2120018椭柱132型9片150.23楼层2R1120018椭柱132型11片150.23楼层2R2120018椭柱132型11片150.23楼层1R1120018椭柱132型12片150.23楼层1R2120018椭柱132型12片150.23分支1立管8层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层4R1111218椭柱132型8片150.24楼层4R2108618椭柱132型8片150.23楼层3R1120018椭柱132型9片150.23楼层3R2120018

37、椭柱132型9片150.23楼层2R1120018椭柱132型11片150.23楼层2R2120018椭柱132型11片150.23楼层1R1120018椭柱132型12片150.23楼层1R2120018椭柱132型12片150.233.3管材与保温3.3.1采暖热水管管材选择要求（1）本项目设于楼板垫层内的采暖热水管采用PP-R管，要求工作压力为2.0MPa。塑料管材的连接方式按相关规定规程执行。（2）Y型过滤器要求滤芯材料为不锈钢丝网，局部阻力系数不大于2.0，公称压力1.0MPa。（3）采暖热力入口设差压控制阀，其他详见供热系统入口大样，或者华北地区标准图集91SB1第51页。3.3.2管道保温为了减少热媒在输送过程中的热损失，节约燃料；保证操作人员的安全，改造劳动条件；保证热媒的使用温度等，需要对供热管道及附件采取保温措施。（1）保温管道的确定：敷设在地下管沟、屋顶管沟，设备层内、闷顶及竖井内的采暖管道； 设在室内的供回水干管、主立管及暗装的采暖支管； 管道敷设在容易被冻结的地方； 管道通过的房间或地点，需要采暖管道采取保温措施时。（2）保温材料的选择：水泥膨胀珍珠岩管壳，具有较好的保温性能，产量大,价格比较便宜，室目前管道保温常用的材料。岩棉、矿棉及玻璃棉管壳，保温性能好，