哈尔滨冰城商务酒店采暖系统设计毕业论文.doc

哈尔滨冰城商务酒店采暖系统设计摘 要本设计是哈尔滨冰城商务酒店采暖系统设计。目的是通过采暖系统改变室内温度条件，在寒冷的冬季营造一个温暖的环境。 首先，确定设计基本数据，并进行采暖热负荷计算。然后根据热负荷和建筑物的形式选择供暖系统设计方案，最后确定采用机械循环同程式单管热水供热系统。总立管设于建筑物中部的110-111之间，至顶部分为两个环路，坡度0.003，每个回路最高处装有立式集气罐，回水管位于地下下0.5m处。系统采用膨胀水箱定压，位于循环水泵入口前。暖气片采用四柱813型，明装，距窗台板0.1m。室内供暖管道明装，支管与散热器的连接方式为同侧连接，上进下出，不考虑管道向室内散热。绘制管路系统图，并标号，进行水力计算（不等温降法）。然后进行各层供回水温度计算，确定各房间的暖气片数，并进行了布置。 设计图纸包括顶层、标准层和底层采暖平面图和采暖系统图。通过本次设计使室内温度得到了改善，达到了设计要求，并且采用热水供暖比蒸汽供暖卫生条件好，耗能低，经济效益好。关键词供暖；热负荷；水力计算the indoor heat-supply system design of harbin ice city business hotelabstractthis is the design of harbin ice city business hotel heating system design .the purpose is to change indoor temperature through the heating system and build a warm environment in cold winter.the first thing is to ensure the basic data of the design and carry on the heat load calculation. then it selects the design of heating system according to the heat load and type of building. finally, it confirms to adopt mechanical cycle with program single pipe hot water heating system. stand pipe locates in the 110 - 111 of building to top which is divided into two loop which slope 0.003, and is equipped with collected the gas pitcher vertically in each return circuit highest point, the return pipe lies in underground 0. 5m, the system adopts expand water tank pigeonhole to carry；it lies in front of the entry to the circulation pump. radiators adopt813 type, obviously outfit, and are apart from the window board 0.1m, indoor heating pipeline obviously outfit. pipe and radiator are connected with the same side connection which are from the top to the below. it does not consider the heat which pipeline dispels to the room. draw pipeline systematic picture, and make the label, it calculates water conservancy ,then make the return water temperature calculation for each layer and make sure each room number of radiator, and the layout. the design blueprint includes crest layer、standard layer and the first floors heating plane chart and heating system diagram.though this design the indoor temperature gets the improvement , arrives design requirements and adopts hot water heating is much better than steam heating in hygiene term、consume the energy and economic performance.keywordsheating; heat load; hydraulic calculation目 录摘要abstract第1章 绪论11.1 背景11.2 设计内容2第2章 原始资料32.1 工程概况32.2 设计参数32.3 本章小结3第3章 建筑物供暖系统热负荷的计算43.1 供暖系统热负荷43.2 围护结构耗热量53.2.1 基本耗热量53.2.2 围护结构的附加（修正）耗热量53.3 冷风渗透耗热量63.4 冷风侵人耗热量73.5 热负荷计算实例73.5.1 计算资料73.5.2 围护栏结构传热耗热量的计算93.5.3 冷风渗透耗热量的计算93.5.4 冷风渗透耗热量的计算93.6 本章总结11第4章 方案的选择124.1 热媒的选择124.1.1 热水热媒和蒸气热媒的比较134.1.2 选择热水热媒134.2 热水供暖系统的选择134.2.1 机械循环热水供暖系统与重力循环热水供暖系统的区别134.2.2 单管系统与双管系统区别144.2.3 异程式系统与同程式系统144.3 本章小结15第5章 室内热水供暖系统的管路布置及水机计算155.1 本系统管路的布置考虑了一下几点165.2 设计注意事项175.3 该建筑采暖供热系统的布置185.4 水力计算185.4.1 供热系统水力计算原理185.4.2 供热系统水力计算195.5 本章小结27第6章 散热器的选型和计算276.1 散热器要求276.2 钢制散热器与铸铁散热器的优劣286.3 散热器的布置296.4 散热器选择296.5 散热器的计算296.5.1 供回水温计算296.5.2 散热面积的计算306.5.3 计算实例306.5 本章小结34结论35致谢36参考文献37附录a 英语原文38附录b 中文翻译44不要删除行尾的分节符，此行不会被打印-v-哈尔滨理工大学学士学位论文千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“abstract”这一行后加一空行- 6 - -哈尔滨理工大学学士学位论文第1章 绪 论1.1 背景人们在日常生活和社会生产中都需要使用大量的热能，将自然界的能源直接或间接地转化为热能，以满足人们的需要的科学技术，称为热能工程。在能源消耗总量中，用以保证建筑物卫生和舒适条件的供暖、空调等能源消耗量占有较大的比例据统计，在美国和日本约占1/4-1/3左右；至于生产工艺用热消耗的能源所占比例就更大。因此，随着现代技术和经济的发展，以及节约能源的迫切要求，供热工程已成为热能工程中的一个重要组成部分，日益受到重视和得到发展9。众所周如，供暖就是用人工方法向室内供给热量，保持一定的室内温度，以创造适宜的生活条件或工作条件的技术。所有供暖系统都有热媒制备（热源）、热媒的输送和热媒利用（散热设备）三个主要部分构成。根据三个主要组成部分的相互位置关系来分，供暖系统可分为局部供暖系统和集中式供暖系统。热媒制备、热媒输送和热媒利用三个主要部分在构造上都在一起的供暖系统，称为局部供暖系统，如烟气供暖，电热供暖和燃气供暖等。热源和散热设备分别设置，用热媒管道连接，由热源向各个房间或各个建筑物供给热量的供暖系统，称为集中供暖系统。图1-1 集中式热水供暖系统1-热水锅炉；2-散热器；3-热水管道；4-循环水泵；5-膨胀水箱图11是集中式热水供暖系统的示意图。热水锅炉1与散热器2分别设置，通过热水管道(供水管和回水管)3相连接。循环水泵4使热水在锅炉内加热，在散热器冷却后返回锅炉重新加热。图11中的膨胀水箱5用于容纳供暖系统升温时的膨胀水量，并使系统保持一定的压力。图中的热水锅炉，可以向单幢建筑物供暖，也可以向多幢建筑物供暖。1-3集中供暖系统主要由热源(锅炉)、传输管网(管材)、散热设备(散热器)等部分组成。因此，在解决供暖系统存在的问题时应全面考虑，任何单方的努力都将限制供暖行业的发展，只有供暖行业的管理部门、企业、设计单位、施工单位、运行管理单位联合起来，我国的供暖事业才能不断地向前发展，才能满足国家对热改的要求。我国现有的城市集中供热系统，由于技术和装备水平低，加之管理体制的影响，存在很多问题，集中表现在下列方面：供热质量差，冷热不均、运行方式不合理，能源浪费、规划设计水平低，制约节能工作的落实、墙体保温措施不好，造成能源流失。通过合理的设计可以减少这些问题。1.2 设计内容该酒店位于哈尔滨市，6层，建筑物总高度为22.8米。楼内房间以客房为主。并附有卫生间。在整个设计中，以所学的基础理论和专业知识为依据，对大楼进行热负荷及管道的布置、水力计算，对设计方案进行确定。在设计中，遵守规范，应用标准图集同时综合考虑方案的合理性、经济性和创新性。第2章 原始资料2.1 工程概况本设计为哈尔滨冰城商务酒店供暖系统设计，该酒店位于哈尔滨市生活区内，楼内房间以单双人房为主，并附有洗衣房、卫生间。该酒店有六层，为保证酒店的温度达到满足人们生活所需要的温度，给客人提供一个舒适的环境，且保证节省资源，应设计合理的供暖系统。2.2 设计参数1.供暖室外计算温度：tw=-26；2.室内计算温度：tn=20;楼梯间、大厅及过道：tn=16；3.该办公楼为六层建筑，建筑底、顶层高4.2米，标准层3.6米；4.外墙：49砖墙，内抹灰；5.内墙：24砖墙；6.地面：不保温地面，k值按划分地带计算；7.外门：实体本质双层外门；8.外窗：双层金属窗；9.设计供、回水温度：95/70。2.3 本章小结本章主要介绍了本设计的原始资料，包括工程概括和设计参数，在此基础上应该查询资料进行本次设计。第3章 建筑物供暖系统热负荷的计算3.1 供暖系统热负荷供暖热负荷，就是在某一时间内，为了维持一个房间或一个建筑物的室内温度达到采暖设计所需要的标准时，散热设备在单位时间内需要补充给它的热量。冬季，人们为了满足生活和生产的需要往往要求室内或者工作地区保持一定的温度，为了使房间内的空气温度，在某一段时间能达到要求的数值，必须有散热设备补给热量，此热量称为该房间的供暖热负荷。一个供暖系统往往要担负若干个房间的供暖，因而一个供暖系统的热负荷和各个房间的供暖热负荷有直接的关系。所以房间采暖热负荷是供暖设计中最基本的数据，这个数据计算的正确是否，将直接影响着供暖设备的大小、供暖方案的选择及供暖系统的使用效果。一般情况下，房间供暖热负荷应根据房间的热平衡来计算。供暖系统的设计热负荷，是指在设计室外温度tw下，为达到室内温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量q。它是供暖系统的最基本依据。冬季供暖通风系统的热负荷，应根据建筑物或者房间的得、失热量确定。房间的散热量包括：1.围护结构传热耗热量q1；2.加热由门、窗缝隙渗入室内的耗热量q2，称冷风渗透耗热量；3.加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量q3，称冷风侵入耗热量。在供暖工程设计时，尤其对于一般民用建筑来说，通常只计算两类热损失：1.经过墙、屋顶、地面、门、窗和其他表面传出的热量；2.加热进入室内的冷空气耗热量。采暖设计热负荷就是计算散热设备、管道和锅炉时采用的那个采暖热负荷的数据。从原则上说，应该采用基本上最大的那个采暖热负荷。这里是基本上最大，而不是最大的原因有两个，其一是建筑物具有热稳定性，其二是除了个别情况外，一般建筑物并不要求必须达到采暖室内计算温度。因此，在工程设计中，供暖系统的设计热负荷。一般可分几部分进行计算。 (3-1)式中 围护结构的基本耗热量； 围护结构的附加(修正)耗热量; 冷风渗透耗热量; 冷风侵入耗热量。带的上标符号均表示在设计工况下的各种参数。式中前两项表示通过围护结构的计算耗热量，后两项表示室内通风换气所耗的热量。3.2 围护结构耗热量3.2.1 基本耗热量在工程设计中，围护结构的基本耗热量是按一维稳定传热过程进行计算的，即假设在计算时间内，室内、外空气温度和其它传热过程参数都不随时间变化，这可以简化计算方法并能基本满足要求。围护结构基本耗热量，可按下式计算： w (3-2)式中 围护结构的传热系数； 围护结构的面积； 冬季室内计算温度； 供暖室外计算温度； 围护结构的温差修正系数。整个建筑物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。3.2.2 围护结构的附加（修正）耗热量实际耗热量会受到气象条件以及建筑物情况等各种因素影响而有所增减。由于这些因素影响，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。这些因素是很复杂的，不可能进行非常细致的计算。工程计算中，是根据多年经验按基本耗热量的百分率进行附加予以修正。附加(修正)耗热量有朝向修正、风力附加和高度附加耗热量等。 朝向修正耗热量朝向修正耗热量是考虑建筑物受太阳照射影响而对围护结构基本耗热量的修正。当太阳照射建筑物时，阳光直接透过玻璃窗，使室内得到热量。同时由于受阳面的围护结构较干燥，外表面和附近气温升高，围护结构向外传递热量减少。采用的修正方法是按围护结构的不同朝向，采用不同的修正率。需要修正的耗热量等于垂直的外围护结构(门、窗、外墙及屋顶的垂直部分)的基本耗热量乘以相应的朝向修正率。 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、两北 0-10%；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、建筑物使用和被遮挡等情况；对于冬季日照率小于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。 暖通规范对围护结构耗热量的朝向修正率的确定，是总结国内近十多年来一些科研、大专院校和设计单位对此问题做了大量理论分析和实测工作而统一给出的一个范围值。在实际工程设计中，还有其它的观点和方法。 风力附加耗热量风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对围护结构基本耗热量的修正。在计算围护结构基本耗热量时，外表面换热系数w是对应风速约为4m/s的计算值。我国大部分地区冬季平均风速一般为23m/s。因此，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，才考虑垂直外围结构附加5%10%。故本设计不考虑风力附加耗热量。 高度附加耗热量 高度附加耗热量是考虑房屋高度对围护结构耗热量的影响而附加的耗热量。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lm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它附加(修正)耗热量的总和上。综合上述，建筑物或房间在室外供暖计算温度下，通过围护结构的总耗热量，可用下式综合表示 (3-3)式中 朝向修正率，%； 风力附加率，%，； 高度附加率，%，。3.3 冷风渗透耗热量在风力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q2。冷风渗透耗热量，在设计热负荷中占有不小的份额。影响冷风渗透耗热量的因素很多，如门窗构造、门窗朝向、室外风向和风速、室内外空气温差、建筑物高低以及建筑物内部通道状况等。总的来说，对于多层（六层及六层以下）的建筑物，由于房屋高度不高，在工程设计中，冷风渗透耗热量主要考虑风压的作用，可忽略热压的影响。用换气次数法计算冷风渗透耗热量用于民用建筑的概算法(本设计采用换气次数法计算冷风渗透耗热量)计算公式为 (3-4)式中 房间的内部体积； 房间的换气次数。3.4 冷风侵人耗热量在冬季受风压和热压作用下，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人耗热量。冷风侵入耗热量，同样可按下式计算 (3-5)式中 流入的冷空气量。由于流入的冷空气量不易确定，根据经验总结，冷风侵人耗热量可采用外门基本耗热量乘以1表110的百分数的简便方法进行计算。 (3-6)式中 外门的基本耗热量；考虑冷风侵入的外门附加率。3.5 热负荷计算实例房间编号如图3-1。以101客房的计算为例。3.5.1 计算资料1. 房屋层高：4.2m;图3-1 房间编号示意图2. 房间长度：7.2m;3. 房屋宽度度：3.6m；4. 外墙：49砖墙，内抹灰浆，=1.27w/m2.g；5.内墙：24砖墙；6.顶棚： =1.7w/m2.g；7.外窗：双层塑钢窗，高1.5m，=2.7w/m2.g；说明：4至7的传热系数的选择根据表3-1。表3-1 常用围护结构的传热系数k值（w/m2.）类型ka门实体制木门 单层4.65 双层2.33b外窗及天窗 金属框 单层5.82 双层2.7c外墙内表面抹灰砖墙 24砖墙2.08 37砖墙1.57 49砖墙1.27d内墙（双面抹灰） 12砖墙2.31 24砖墙1.72 8.地面：不保温地面，值按划分地带计算； 9.室内计算温度：tn=20；10.供暖室外计算温度：tw=-26。3.5.2 围护栏结构传热耗热量的计算基本耗热量：修正后：式中 朝向修正率，%； 风力附加率，%，； 高度附加率，%，。计算得到 =3718w；=15w=3718+15=3733 w。计算过程列于表3-2。3.5.3 冷风渗透耗热量的计算按房间换气次数来计算该房间的冷风渗透耗热量。计算公式为：式中 房间的内部体积；房间的换气次数，取1/20。=0.2780.055.582.83.8311.43044=93 w。3.5.4 冷风渗透耗热量的计算冷风侵入耗热量的计算公式为：式中 外门的基本耗热量； 考虑冷风侵入的外门附加率。无外门， 故： = 0 w综上所述101房间的热负荷计算结果为：=3733+93+0=3826 w其他各个房间的计算同上（该建筑只有大厅才考虑冷风侵入耗热量）。整个酒店的热负荷计算结果列于表3-3。- 49 -哈尔滨理工大学学士学位论文房间编号方向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耗热量修正耗热量围扩结构耗热量冷风渗透耗热量冷风侵入耗热量房间总耗热量朝向风向修正后耗热量高度修正耗热量名称及方向面积计算面积ktntwtw-tnaq1jxdxf1+xd+xfqxgq1q2q3qw/m2wwwwww1234567891011121314151617181920101客房西外墙7.5720-264611857-509517640.43718北外墙2.7720-264615745105603北外窗 2.7020-2646122351052341.004地面28.817.6 0.4720-264613800100380地面 0.2320-2646188010088100371837339303826表3-2 101客房的计算过程哈尔滨理工大学学士学位论文表3-3 该建筑热负荷计算结果房间号热负荷房间号热负荷房间号热负荷房间号热负荷房间号热负荷房间号热负荷101382620123013012301401230150123016014357102-1192222202-219972302-319972402-419972502-519972602-6192933120507922023013202301420230152023016205610121478622122313212231421223152122316215317122-1412048222-241885322-341885422-441885522-541885622-6412759 137、1382020237、238825337、338825437、438825537、538825637、6382675142405424222313422231442223154222316424054楼梯间14525楼梯间22041楼梯间32041楼梯间42041楼梯间52041楼梯间63735 走廊13399走廊21865 走廊31865走廊41865走廊51865 走廊69376大厅117843.6 本章总结供暖系统热负荷是该设计的一个基本数据，这个数据计算的正确与否直接关系到该系统采暖方案的选择，也会影响整个房间的供暖效果。故供暖热负荷计算的准确与否很关键。计算应注意的问题：两个相邻房间的温差大于或等于5时，应计算通过隔墙或楼板的传热量;本建筑为客人提供良好的环境，故楼梯间采暖;外门侵入耗热量只有在有外门（与室外相连接）的时候才考虑;考虑温度修正系数a。对供暖房间围护结构外侧不是与室外空气直接接触，而中间隔着不供暖房间或空间的场合。计算外围护结构基本耗热量时，采用了温差修正系数.围护结构温差修正系数值的大小，取决于非供暖房间或空间的保温性能和透气状况。对于保温性能差和易于室外空气流通的情况，不供暖房间或空间的空气温度更接近于室外计算温度。各种不同情况的温差修正系数可见1附录1-2;地带的划分。在冬季，室内热量通过靠近外墙地面传到室外的路程较短，热阻较小，而通过远离外墙地面传到室外的路程较长，热阻较大。因此，室内地面的传热系数(热阻)随着离外墙的远近而有变化，但在离外墙约8米以远的地面，传热量基本不变;高度附加计算时当房间的高度大于4m时，每高出1m应附加2%，小于4m就不考虑高度附加耗热量。第4章 方案的选择4.1 热媒的选择供热系统的热媒主要是热水或蒸汽。4.1.1 热水热媒和蒸汽热媒的比较1. 蒸汽采暖是指采暖系统中供热介质为110水蒸气；热水采暖是指采暖系统中供热介质为85热水。 2.对同样热负荷，蒸汽供热要比热水供热节省散热面积。但蒸汽供暖系统散热器表面温度高，易烧烤积在散热器上的有机灰尘，产生异味，卫生条件差。3. 蒸汽供暖系统室内气温高且干燥，密闭房间对人体呼吸系统有害，故蒸汽供暖系统现在主要在工厂车间等使用；热水采暖热效率一般，造价高，管道直径大，散热器片数多，室内温度适中湿润，人体感觉比较舒适。4.蒸汽供暖系统比热水供暖系统在设计和运行管理上较为复杂。4.1.2 选择热水热媒以水作为热媒用于供暖系统时，可以改变供水温度来进行供热调节(质调节），既能减少热网热损失，又能较好地满足卫生要求。且热水供热系统可以远距离输送，供热半径大。同时由于蒸汽系统卫生条件差，能耗大，运行维修复杂，不宜在民用建筑中使用，故本设计采用热水为热媒。4.2 热水供暖系统的选择本设计采用机械循环同程式单管热水供暖系统。方案的选择考虑了一下几点：4.2.1 机械循环热水供暖系统与重力循环热水供暖系统的区别在机械循环系统中设置了循环水泵，靠水泵的机械能，使水在系统中强制循环。增加了系统的运行电费和维修工作量，但由于水泵所产生的作用压力很大，因而供暖范围可以扩大。机械循环热水供暖系统不仅可用于单幢建筑物中，也可以用于多幢建筑，甚至发展为区域热水供暖系统。机械循环热水供暖系统成为应用最广泛的一种供暖系统。重力循环热水供暖系统维护管理简单，不需消耗电能。但由于其作用压力小、管中水流速度不大，所以管径就相对大一些，作用范围也受到限制。自然循环热水供暖系统通常只能在单幢建筑物中使用，作用半径不宜超过50m。4.2.2 单管系统与双管系统区别单管系统与双管系统相比，作用压力计算不同并且各层散热器的平均进出水温度也是不相同的。在双管系统中，各层散热器的平均进出水温度是相同的；而在单管系统中，各层散热器的进出口水温是不相等的。越在下层，进水温度越低，因而各层散热器的传热系数k值也不相等。由于这个影响，单管系统立管的散热器总面积一般比双管系统的稍大些。在单管系统运行期间，由于立管的供水温度或流量不符合设计要求，也会出现垂直失调现象。但在单管系统中，影响垂直失调的原因，不是如双管系统那样，由于各层作用压力不同造成的，而是由于各层散热器的传热系数k随各层散热器平均计算温度差的变化程度不同而引起的。对于三层以上的建筑物，如采用上供下回式的双管系统，若无良好的调节装置，竖向失调状况难以避免。4.2.3 异程式系统与同程式系统图4-1 同程式系统1-热水锅炉；2-循环水泵；3-集气 罐；4-膨胀水箱通过各个立管的循环环路的总长度不相等，这种布置形式称为异程式系统。异程式系统供、回水干管的总长度短，但在机械循环系统中，由于作用半径较大，连接立管较多，因而通过各个立管环路的压力损失较难平衡。有时靠近总立管最近的立管，即使选用了最小的管径15mm，仍有很多的剩余压力。初调节不当时，就会出现近处立管流量超过要求，而远处立管流量不足。在远近立管处出现流量失调而引起在水平方向冷热不均的现象，称为系统的水平失调。为了消除或减轻系统的水平失调。供、回水干管走向布置用同程式系统。同程式系统的特点是：通过各个立管的循环环路的总长度都相等。如图 图4-1 同程式系统1-热水锅炉；2-循环水泵；3-集气 罐；4-膨胀水箱4-1所示，通过最近立管的循环环路与通过最远处立管的循环环路的总长度都相等，因而压力损失易于平衡。由于同程式系统具有上述优点，在较大的建筑物中，常采用同程式系统。但同程式系统管道的金属消耗量，通常要多于异程式系统。4.3 本章小结一般民用建筑采用热水供暖系统，本建筑是酒店，故本系统采用热水供暖系统。然后从以下几个方面考虑选择机械循环同程热水供暖系统。机械系统循环动力大，是一种广泛的热水供暖系统；双管系统的垂直失调不可避免，而单管不同；同程系统的压力损失易于平衡。第5章 室内热水供暖系统的管路布置及水力计算室内热水供暖系统管路布置合理与否，直接影响到系统造价和使用效果。应根据建筑物的具体条件(如建筑平面的外形、结构尺寸等)，与外网连接的形式以及运行情况等因素来选择合理的布置方案，力求系统管道走向布置合理，节省管材，便于调节和排除空气。而且要求各并联环路的阻力损失易于平衡。对于管道的敷设，该系统有两种敷设方式：一种是管道沿房间的踢脚处室内敷设，而在居室通阳台的门坎处作特殊处理。另一种是管道敷设在结构混凝土板以上的建筑填层内。这两种方式的优点是最大程度地减少了室内明装管道，缺点是埋入地等的管道一旦堵塞或由于住户装修地板而破坏管道则非常麻烦。但可通过采用耐腐和铝塑管并在入户处加过滤器等方法来避免上述问题的出现。5.1 本系统管路的布置考虑了一下几点1.采用机械循环垂直单管系统，上供下回，同程式系统，这样可以使作用压头达到可能的最大值，而散热器面积和管道的安装工作量都最小。2.供暖系统的引入口宜设置在建筑物热负荷对称分配的位置，一般宜在建筑物中部。这样可以缩短系统的作用半径。在民用建筑和生产厂房辅助性建筑中，系统总立管在房间内的布置不应影响人们的生活和工作。3.在布置供、回水干管时，首先应确定供、回水干管的走向。系统应合理地分成若干支路，而且尽量使各支路的阻力损失易于平衡。（b）为底层（a）为顶层图5-1 同程式系统的布置形式1-供水总立管；2-供水干管；3-回水干管；4-立管；5-供水进口管；6-回水出口管图5-1 同程式系统管路布置1-供水总立管；2-供水干管；3-回水干管；4-立管；5-供水进口管；6-回水出口管图5-1 同程式系统的布置形式1-供水总立管；2-供水干管；3-回水干管；4-立管；5-供水进口管；6-回水出口管图5-1为有两个分支环路的同程式系统布置形式。一般宜将供水干管的始端放置在朝北向一侧，而末端设在朝南向一侧。4.室内热水供暖系统的管路应明装，有特殊要求时，可采用暗装。尽可能将立管布置在房间的角落。尤其在两外墙的交接处。5.每根立管每层可以各带两到三个散热器，在供回水支管不太长的情况下，这样对管道较经济，而且有利于提高水力稳定性。6.对于上供下回式系统，供水干管多设在顶层顶棚下。顶棚的过梁底标高距窗户顶部之间的距离应满足供水干管的坡度和设置集气罐所需的高度。7.回水干管可敷设在地面上，地面上不容许敷设(如过门时)或净空高度不够时，回水干管设置在半通行地沟或不通行地沟内。地沟上每隔一定距离应设活动盖板，过门地沟也应设活动盖板，以便于检修。8.在系统的最高处，在主立管的顶端，接了一个膨胀水箱，安放在闷顶或专用水箱内。它的作用在于储存或补充系统里的水热胀冷缩的水量。此外，当系统充水时，以及当冷水被逐渐加热时，系统里的空气和从水中析出的溶解空气可以通过膨胀水箱排掉。为此，供水水平干管在安装时要保持0.003的坡度。9.在每个分环的供水及回水总管上各安装一个阀门，便于分环调节和检修。在每根立管的上下端，各安装一个阀门，以便检修放水。5.2 设计注意事项1.水平干管的坡度：在机械循环中，水流速度一般都大于空气泡在水中的浮升速度。因此，必须使水在供水干管中的流动方向和空气泡的浮升方向一致，即应“抬头走”，否则就会产生“气塞”。2.在机械循环上供下回式系统中，集气罐应设在系统各分环环路的供水干管末端的最高处。在系统运行时，定期手动打开阀门将热水中分离出来并聚集在集气罐内的空气排除。集气罐的安装（如图5-2）：在重力循环中，可以利用膨胀水箱排除空气，而在机械循环系统中，因为水平干管必须抬头走，所以空气都集中在每个环路的最远端，所以只能分别利用集气罐和手动或自动放气阀进行排气。集气罐的有效容积大约可为膨胀水箱的1%，水在集气罐中的流速应不超过0.05m/s，使气泡能够分离出来。3.膨胀水箱的作用是用来贮存热水供暖系统加热的膨胀水量。膨胀水箱的连接位置如图5-3。在机械循环系统中一般情况下都把膨胀水箱拉到锅炉房里，接在水泵吸入口上。因为这里是安全系统能量最低的地方，经过水泵加压之后，任何一点的能量都比它高。这样可以防止外面的空气倒吸进去和防止水汽化，从而可以保证正常的排气。图5-2 集气罐安装位置示意图1-集气罐；2-放气管；3-末端立管图5-3 膨胀水箱与机械循环系统的连接方式1-膨胀水箱；2-循环管；3-热水锅炉；4-循环水泵5.3 该建筑采暖供热系统的布置 本设计管路布置为：引入口布置在建筑物热负荷对称分配的位置（110-111），采用有两个环路的单管同程式系统布置形式。始端设置在朝南的一侧，末端设置在朝北的一侧。管路明装，立管在两墙交接处。一根立管在一层带两到三个散热器。每根立管上下设有阀门，供回水干管也设有阀门。供水干管设置在距顶层顶棚0.1米处，回水干管设置在地下0.5米处，上有活动盖板，用于检修。水平立管的坡度为0.003。5.4 水力计算5.4.1 供热系统水力计算原理设计热水供暖系统，为使系统中各管段的水流量符合设计要求，以保证流进各散热器的水流量符合需要，就要进行管路的水力计算。当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其与管壁间的摩擦就要损失能量；而当流体流过管道的一些附件（如阀门、弯头、三通、散热器等）时，由于流动方向或速度的改变产生局部旋涡和撞击，也要损失能量。前者成为沿程损失，后者称为局部损失。因此，热水供暖系统单个计算管段的阻力损失可用下式表示： (5-1)式中： 计算管段的阻力损失； 计算管段的沿程损失； 每米管长的沿程损失； 管段长度，m； 管段的局部损失，pa。在管路的水力计算中，通常把管路中水流量和管径都没有变化的一段管子称为一个计算管段。任何一个热水供暖系统的管路都是由许多串联或并联的计算管段所组成的。供热介质在管内流动的摩阻系数取决于管内供热介质流动状态和管壁粗糙度。对于流动状态，目前专业书中都认为室内供暖系统管内流动状态处于过渡区。 当量局部阻力法当量局部阻力法的基本原理是将管段的沿程阻力损失转变为局部损失来计算。该管段的沿程阻力损失相当于某一局部损失，则： (5-2)式中 当量局部阻力系数。5.4.2 供热系统水力计算 计算任务室内热水供暖系统是由许多串联或者并联管段所组成的管路系统。热水供暖系统水力计算的最终目的是要选择适当的管径，使作用于每一循环环路上的作用压力能保证在环路的每一管段流过所需要的热水流量。通过选用适当的r值（或流速v值）来决定管径，是一个技术经济问题。如选用较大的rpj 值，则管径可缩小，但系统的阻力损失增大，水泵电能消耗增加。同时为了各循环环路易于平衡，最不利循环环路的平均比摩阻不宜选得太大。目前在设计实践中值一般选用60120pa/m。剩余的资用循环压力，由入口处的调压装置节流5。在机械循环系统中，循环压力主要是由水泵提供，同时也存在着重力循环作用压力。管道内水冷却产生的重力循环作用压力，占机械循环总循环压力的比例很少，可忽略不计。对机械循环单管系统，如各建筑物各部分层数相同时，每根立管所产生的重力循环作用压力近似相等，可忽略不计。 水力计算实例本系统是机械循环单管顺流式热水供暖系统。计算方法的选择：等温降法简便、易于计算，但不易使各并联环路阻力达到平衡，运行时易出现近热远冷的水平失调问题。在较大的室内热水供暖系统中，如采用等温降方法进行异程式系统的水力计算，立管间的压降不平衡率往往难以满足要求，必然会出现系统的水平失调。对于同程式系统，如在水力计算中一些立管的供回水干管之间的资用压力很小时，该立管的水流量很小。不等温降法有可能在设计上解决系统的水平失调问题，但设计过程比较复杂。本设计采用不等温降法进行水力计算。所谓不等温降的水力计算，就是在单管系统中各立管的温降各不相等的前提下进行水力计算。它以并联环路节点压力平衡的基本原理进行水力计算。这种计算方法对各立管间的流量分配，完全遵守并联环路节点压力平衡的水力学规律，能使设计工况与实际工况一致。该系统有两个环路，其水力计算分别进行，由于知道各房间的散热量，应此可以确定相应管径的流量，管道的长度根据实际情况选取，底层和顶层的高度是4.2米，标准层的高度是3.6米。计算步骤：(以右侧环路计算为例系统图如图5-5）1.在轴测图上进行管段编号、立管编号并注明个管段的热负荷和管长。散热器内数字表示其热负荷（w）。如下图5-4哈尔滨理工大学学士学位论文图5-4 管路布置示意图哈尔滨理工大学学士学位论文 2.本系统为同程程式单管系统，一般取最远立管的环路作为最不利环路。最不利环路为从入口到ly12，这个环路包括管段1到管段25。3.计算回水总管14；管段流量=0.86222791/30=6387kg/h，选定管径70mm。/d由附录查的为0.54；管段的长度为7.2m。一个弯头和一个合流三通为4故zh=7.9。根据g和d查文献1附录4-5得到p为314.64pa，故管段14的压力损失p14=2482pa。4.计算立管ly12；平均比摩阻rpj大致为60120pa/m。选rpj=80pa/m。设温降t=30（比设计温降大5），计算=0.8618232/30=523kg/h。根据立管的流量g和选定的rpj，查文献1附录表4-1,选用立、支管管径为2520。根据文献1附录4-7，得整根立管的折算阻力系数（截止阀公称通径不大于200mm，闸阀常用于公称通径大于200mm，本设计采用截止阀）。整根立管的折算阻力系数由三部分构成：层立管的当量阻力系数（o.l）、散热器及其支管的当量阻力系数(o)、立管与供、回水干管连接部分的当量阻力系数(o)。故=1.33.66+610.7+27.5=119.8。根据g=580kg/h，d=25mm查1附录4-5当zh=1.0时，p=41.35pa，立管的压力损失=119.841.35=4954pa。5.计算供水干管13；管段流量g=523kg/h，选定管径为25mm；zh=1.37.2+3=12.36。 根据g=523kg/