体育馆暖气片供热系统初步设计

南京XX大学本科毕业设计（论文）题目1000M2体育馆暖气片供热系统初步设计学院专业学号学生姓名指导教师职称二O年月日摘要目前，随着我国综合国力的提升和居民生活水平的提高，我国对于体育事业的建设也投入了极大的关注。一大批体育场馆的兴建和改造促进了我国体育事业的发展和人民身体素质的提高。怎样规划好体育场馆的供热采暖设计方案，怎样把满足比赛要求，群众需求同节能之间的关系处理好，对于缓解我国能源供应紧张局面，提升我国综合国力有着重要意义。本课题是为苏州某体育馆设计暖气片供热系统，该体育馆为一个羽毛球场馆，面积1000平方米左右，主要用于居民平时锻炼健身活动。本课题研究的主要内容有收集该体育馆的相关资料，探讨体育馆供热，制冷的一般方法、各自特点及发展过程，体育馆冬季采暖温度的选择，耗热量的计算，拟订体育馆暖气片供热系统方案，热源、管道、阀门的选择，暖气片选择和计算，水力计算，循环水泵的选择及体育馆暖气片供热系统设计可能存在的问题及优化设想。关键词体育馆暖气片供热设计ABSTRACTPRESENT,ALONGWITHOURCOUNTRYCOMPREHENSIVENATIONALSTRENGTHSPROMOTIONANDTHERESIDENTLIVINGSTANDARDSENHANCEMENT,OURCOUNTRYALSOPUTINTOTHEENORMOUSATTENTIONREGARDINGSPORTCAUSESCONSTRUCTIONALARGEQUANTITIESOFSPORTSCOMPLEXESCONSTRUCTIONANDTHETRANSFORMATIONPROMOTEDOURCOUNTRYSPORTCAUSESDEVELOPMENTANDTHEPEOPLEPHYSICALQUALITYENHANCEMENTHOWTOPLANTHEGOODSPORTSCOMPLEXESHEATINGHEATINGDESIGNPROPOSAL,HOWTOSATISFYTHECOMPETITIONTOREQUEST,THEPOPULACEDEMANDPROCESSESWITHTHEENERGYCONSERVATIONBETWEENRELATIONS,REGARDINGALLEVIATESOURCOUNTRYENERGYSUPPLYTENSEASPECT,PROMOTESOURCOUNTRYCOMPREHENSIVENATIONALSTRENGTHTOHAVETHEIMPORTANTMEANINGTHISTOPICISFORTHESUZHOUSOMESTADIUMDESIGNRADIATORHEATINGSYSTEM,THISSTADIUMISABADMINTONFACILITY,ABOUTTHEAREA1000SQUAREMETERS,MAINLYUSESINTHERESIDENTUSUALLYEXERCISINGTHEBUILDINGACTIVITIESTHETOPICRESEARCHSPRIMARYCOVERAGEINCLUDESCOLLECTSTHISSTADIUMTHECORRELATIONDATA,DISCUSSESTHESTADIUMTOHEAT,THEREFRIGERATIONGENERALMETHOD,THERESPECTIVECHARACTERISTICANDTHEDEVELOPINGPROCESS,THESTADIUMWINTERHEATINGTEMPERATURESCHOICE,THEHEATCONSUMPTIONCOMPUTATION,DRAFTSTHESTADIUMRADIATORHEATINGSYSTEMPLAN,THEHEATSOURCE,THEPIPELINE,VALVESCHOICE,THERADIATORCHOICEANDTHECOMPUTATION,THEWATERPOWERCOMPUTATION,CIRCULATINGWATERPUMPSCHOICEANDTHESTADIUMRADIATORHEATSTHEQUESTIONWHICHANDTHEOPTIMIZEDTENTATIVEPLANTHESYSTEMDESIGNPOSSIBLYEXISTSKEYWORDSTADIUMRADIATORHEATINGDESIGNS目录1概述11体育馆供热概况1111国内体育馆供热的基本现状1112国外体育馆供热基本现状1113体育馆暖气片供热的发展前景12体育馆暖气片供热系统初步设计321体育馆相关资料以及能耗介绍3211苏州气象资料3212体育馆建筑资料322体育馆供热和制冷的一般方法4221体育馆供热的一般方法4222体育馆制冷的一般方法523体育馆冬季耗热量计算8231耗热量组成8232围护结构的耗热量92321围护结构的基本耗热量92322围护结构的附加耗热量11233冷风渗透耗热量12234冷风侵入耗热量1224体育馆暖气片供热系统拟定1325暖气片供热系统初步设计14251热源的计算与选择14252暖气片的选择和计算142521暖气片的选择142522暖气片的计算1526暖气片供热系统水力计算17261热水供暖系统管路水力计算的基本公式17262水力计算步骤1827供暖管道的保温21271保温材料的技术性能要求21272保温层厚度的确定原则2228本设计可能存在的问题及优化设想23281供热系统的节能问题23282如何兼顾夏季制冷233结论264感谢275参考文献281概述11体育馆供热概况111国内体育馆供热的基本现状我国暖气片供热在北方比较普遍，在南方还没得到普及。由于经济和其他一些因素，暖气片供热在体育场馆中的应用远没有在家庭和其他公共场所中的应用来的普及，只是近几年来随着比赛的要求和居民生活水平的提高而刚刚起步。因此，暖气片供热在体育馆中的应用存在诸多方面的问题1供热水平低下，与实际需求尚有一定差距。2）能源消耗过大，供热效率水平远远低于国外发达国家水平。3）管道配件建设水平低，种类少，五金档次低，管道走向设计不当。4）供热系统安全性差，安全防护设备和安全报警系统缺乏维护。5）传统能源仍作为主要供热热源，污染严重。6）供热系统设计缺乏创新，不够实用美观。7）暖气片材料质量差，传热效果不佳。8）系统维护不当，管道和散热器腐蚀问题突出严重1。112国外体育馆供热基本现状国外体育场馆暖气片供热技术比我国的要成熟的多，有以下几个国家美国,加拿大,挪威,瑞士,丹麦,芬兰,俄罗斯等。美国,加拿大主要是以电加热为主，辅助暖气片供热采暖,这主要是由于对舒适性的要求和经济上的富足。挪威，瑞士,芬兰,俄罗斯集中供热水,通过暖气片散热方式采暖，这种方式比较经济实惠，在要求不是很严格时应用广泛。还有一些国家主要是通过空调系统来采暖和制冷,基本上不用暖气片供热采暖。随着体育比赛对环境要求的提高,传统的暖气片采暖在国外一些发达国家已经基本上被更加节能舒适的采暖方式取代2。113体育馆暖气片供热的发展前景暖气片供热是一种比较常见的采暖方式，也比较经济。虽然目前世面上还有其他一些比较先进的采暖方式，比如地板采暖，红外线热辐射采暖，热水地面辐射采暖，电热采暖系统，但暖气片供热有着相对优势的经济性和技术成熟性。所以，暖气片供热在采暖领域将会继续扮演着重要角色。相对于体育馆这种大型空间的采暖，暖气片供热在其中的应用更能体现其经济性，可操作性，和日常维护方便性的优势。在解决好暖气片供热不足问题的基础之上，努力提高其自动控制水平，提高日常维护水平，提高安全防护意识，提高设计布局美观程度，使之更加能够满足日常比赛和视觉需求。这样，暖气片供热方式仍然会在建筑领域发挥举足轻重的作用3。2体育馆暖气片供热系统初步设计21体育馆相关资料以及能耗介绍211苏州气象资料表1苏州参考气候资料41月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月平均最高气温）7786127186235272316315272223167106平均气温37468514219223427827723618312461平均最低气温0515511061572032482472051478624降雨量MM390588812102311451520128213301556605512347降雨日数天60749410096103877690595147日平均日照H444245515654757854525048212体育馆建筑资料该体育馆长度50M，宽度22M，高度8M，四面墙体厚度49CM。墙体材料为红砖块，有外粉刷和内粉刷，馆顶为保温屋面，并装饰了天花板。体育馆为西南朝向，前墙和后墙分别有7面窗，为单层钢框玻璃窗，无遮阳设施，窗长3M，宽2M。三扇门，长度2M，高度3M，厚度6CM，木质材料。体育馆内有9面标准羽毛球场地。示意图如图21。图21馆内场地示意图22体育馆供热和制冷的一般方法221体育馆供热的一般方法1）电采暖电采暖优点能够方便快捷地通过开停电源来控制电暖气的温度，无室内管道，产品无需装修包装，使用方便，无噪声。缺点供热质量难以保证，发热元件如果长期高温工作，会降低使用寿命，有烫伤室内活动人员的危险5。使用电暖器必须使用各项技术指标符合标准带地线的三孔插座，绝不可自行换用没有地线的两孔插座，因为这样易产生静电，有时会有电手的感觉，较危险。另外，插座不要位于电暖器正上方，防止热量上升烧烫电源。充油式电暖气一定要直立摆放，不能倒放。如果倒放、平放或斜放就会造成空烧把发热管烧坏。电采暖在小型的体育场馆比较适用,在大型的体育场馆由于要结合夏季制冷的需求，采用的就比较少。2）中央空调采暖中央空调的致热原理是通过动力风的热风取暖形式而达到采暖的目的。其最大的优点在于其既可以实现热风取暖，又可以实现冷风降温，也就是所谓的冷暖一体。但同时空调采暖也存在一定的缺点，主要是空调采暖是通过机械动力直接吹出热风，相对于其它两种采暖方式而言，不仅会使室内空气比较干燥，对人体健康不利，而且其热量的流通方式是由上而下，使室内温度上部空间较高而下部空间较低，不符合“头要凉，脚要热”的舒适要求，而这种热流通方式也会严重影响节能。此外中央空调占的空间比较大，有噪音，造价方面也相对较高，而正常的使用费用也很高。3）地板采暖地板采暖是通过地板上的热体辐射散热的一种采暖方式，因此也可以称为地板辐射热。其优点主要有以下几点1地板采暖是一种由下而上的梯度散热，有利于人体健康，符合“头要凉，脚要热”的舒适要求；2通过地板辐射热量，不占平面空间，也符合美观要求；3这种由下而上的梯度散热，不同于中央空调及暖气片的致热原理，符合节能要求。在以上几种取暖的末端形式中，对于同样的热源，在同等建筑条件和同等热源条件下，电暖型地板辐射热与用电的暖气片相比，可以节省2030的成本；4由于其没有直接的裸露的发热器件，使安全性更高，没噪音。地板采暖缺点是对装修的要求比较高，不能破坏地面，如在地板上打钉子受到一定的限制。维修存在很大问题，需要把地板撬开，不仅工程量大，而且会破坏室内装修，造成不必要的二次破坏，增加维修成本6。4）暖气片采暖其致热原理是通过室内空气循环实现对流散热的一种取暖方式。这种采暖方式的优点在于它利用空气的冷热循环，冷热空气在室内空间实现一种自然的对流，因此相对于空调采用的机械动力风流通方式采暖要较为舒适，并且没有噪音，而造价方面也相对较低。其缺点主要是其采用的是一种由上而下的热对流方式采暖，热气梯度不合理，不符合“头要凉，脚要热”的舒适要求，也浪费资源，不节能，这一点与空调采暖一样；另一方面，暖气片采暖需要占用平面位置，也影响美观。但是，随着技术的改进和设计工艺的提高，出现了一些新型散热器，他们不但散热效果好，节能，而且外观紧凑时尚，一改旧散热器在人们心目中笨重，灰暗，散热效果差的形象，成为了人们冬季采暖的主要选择之一。尤其在一些大场馆中，散热器作为辅助的采暖设备越来越受到欢迎。222体育馆制冷的一般方法中央空调制冷是体育馆制冷的最普遍的方法，它有3种循环方式1蒸汽压缩式循环没有设置换向阀的蒸汽压缩式空调系统只能在夏天用于制冷，大多数蒸汽压缩式空调系统能全年运行，既能制冷也能制热。在制冷循环系统中，压缩机从蒸发器吸入低温低压的制冷剂R134A蒸汽,经压缩机绝热压缩成为高温高压的过热蒸汽,再压入冷凝器中定压冷却,并向冷却介质放出热量,然后冷却为过冷液态制冷剂,液态制冷剂经膨胀阀（或毛细管）绝热节流成为低压液态制冷剂，在蒸发器内蒸发吸收空调循环水（空气）中的热量,从而冷却空调循环水（空气）达到制冷的目的,流出低压的制冷剂被吸入压缩机,如此循环工作7。空调系统正常运行时，蒸发器中空气出口温度比进口温度低，一般至少低8，即TEVAR大于等于8。对于冷凝器，为使制冷系统能有效的运行，周围环境温度一般要求低于43。在制热状态下，通过换向阀将室内的蒸发器由冷凝器取代，室外的冷凝器由蒸发器取代，整套装置就是热泵，不停地将热量从室外空气中输送到室内。为使热泵能有效地运行，周围环境温度一般要求高于5。2）吸收式制冷循环蒸汽压缩式循环是被称为做功式循环，因为气体制冷剂的加压过程是由压缩机做功完成的，而吸收式循环是以热能为动力的循环，因为该系统运行时发生器中高压液体转变成高压气体时吸收了大量的热，这些热是由油、煤气和天然气的燃烧及地热能、太阳能、工厂废热提供的。基本的吸收式循环如下，吸收器和发生器组成的这部分相当于一台“热力压缩机”，所以吸收式循环过程的原理和蒸汽压缩式相似。在空调系统中，吸收式循环常用LIBRH2O作工质对，其中水为制冷剂，LIBR为吸收剂。发生器内装有一定量的溴化锂浓溶液,吸收器内装有一定量的溴化锂稀浓液,吸收器内的溴化锂稀浓液经溶液泵,热交换器进入发生器,在外热源蒸汽或水加热下,溴化锂稀溶液的水分蒸发而变成溴化锂浓溶液,所蒸发的水蒸气进入冷凝器吸收式循环比蒸汽压缩式循环的最大的优点在于吸收式循环中加压液体比蒸汽压缩式循环中加压气体耗功少）,在冷凝器中被冷却水冷却放热后,经节流减压进入蒸发器,在高负压的蒸发器中汽化吸热冷却空调循环水,汽化后的水蒸汽进入吸收器,在吸收器内被来自发生器的溴化锂浓溶液吸收,使溴化锂浓溶液变成了溴化锂稀溶液,再经过溶液泵,热交换器送至发生器浓缩成溴化锂浓溶液在水蒸气吸收过程中,产生的汽化潜热由冷却水带走溴化锂溶液为高温液体,在进入吸收器之前经过热交换器冷却,加热进发生器前的稀溶液从而回收了部分热量,提高能源的利用率吸收式循环中热量传递的过程可概括为当空气中的低温热源冷却蒸发器中的水时，高温热源对发生器中的溶液加热，冷凝器和吸收器通过水和空气将热量排到周围大气中8。吸收式循环系统一般不用于制热，因为向发生器中供热的热源可直接用于制热。3）热电式循环当两根金属棒或半导体相连接且接点两侧保持不同温度时，将会有五种现象同时发生焦耳效应、傅立叶效应、贝塞克效应、珀耳帖效应和汤姆森效应。所有这些都是不可逆现象。珀耳帖效应对空调系统的影响最大。在电路中，不同的导体和半导体之间包含了两个接点，热量通过一直流电源从一接点传递到另一接点。半导体（如BI2TE3）比金属更易产生珀耳帖效应。热电制冷（珀耳帖装置）利用了半导体的珀耳帖效应。原理如下，从冷空间吸收的热量通过N型和P型半导体热电偶元件传递到热侧热源接受器,然后排放到周围环境中。如果电流方向改变，通过半导体材料的热流方向也随之改变。冷空间就变成了热空间，也就是说，空调系统就变成制热状态9。4）三种循环的性能比较从性能和成本的角度分析，蒸汽压缩式空调系统是最好的。然而，目前这种系统中使用较多的制冷剂对环境存在着或多或少的影响,不是对环境友好的制冷剂。从长远来看终将在未来的法律中将被禁止使用。吸收式制冷利用低品位热能,电能耗费少，但体积较大,设备价格昂贵。热电式系统设备简易，但制冷量小且价格昂贵。23体育馆冬季耗热量计算231耗热量组成供热系统的设计热负荷是供暖设计中最基本的数据，其数值的大小直接关系着供热方案的确定、热源的选型和输热管道管径的大小、输热设备的多少等，也影响着供热系统的工程造价额供暖效果。房间的耗热量一般包括一下几部分1）围护结构的耗热量；2）加热由门、窗户缝隙渗入室内的冷空气耗热量；3）加热由门、孔洞及相邻房间侵入室内的冷空气耗热量；4）加热由室外运入的冷物料、运输工具等耗热量；5）水分蒸发的耗热量；6）通过其他途径的耗热量。房间的得热量一般包括以下几个方面1）散热设备的散热量；2）最小负荷班的工艺设备散热；3）热物料的散热量；4）非供暖热管道及其他热表面的散热量；5）通过其他途径的得热量。供热系统的热负荷就是为了在要求的室内温度下保持房间的热平衡，供暖设备向房间供给的热量，即散热设备的散热量。对于一般的民用建筑和产生热量很少的工业建筑，供热系统设计热负荷的计算通常只考虑围护结构的传热耗热量，加热由门、窗户缝隙渗入室内的冷空气耗热量，以及加热由门等开启的孔洞和其他生产跨间等流入室内的冷空气耗热量10。232围护结构的耗热量围护结构的耗热量是指当室内温度高于室外温度时，通过围护结构向外传递的热量损失，在计算中通常分为两部分围护结构的基本耗热量和附加耗热量。基本耗热量是指在一定条件下，通过墙、屋顶、地面、门窗等围护结构，由室内向室外传递的稳定传热量的总和；附加耗热量指由于围护结构的传热条件发生变化而对基本耗热量的修正。2321围护结构的基本耗热量在稳定传热的条件下房间各围护结构基本耗热量的计算公式为QJKFTNTWA式中QJ围护结构基本耗热量，W；K围护结构的传热系数，W/M2；F围护结构的传热面积，M2；TN冬季供暖室内计算温度，；TW冬季供暖室外计算温度，；A围护结构的温差修正系数。1）室内计算温度室内计算温度是指距地面2M以内人们活动地区的平均空气温度。室内空气温度的选择，应满足人们生活和生产工艺的要求。许多国家所规定的冬季室内温度标准，大致在1622范围内。根据本体育馆的建筑结构和体育建筑设计规范（JGJ312003），选取室内计算温度为1811。2）室外计算温度在整个供暖期间内，室外空气温度是波动且极不稳定，这样就出现了在计算围护结构基本耗热量时，室外计算温度究竟是如何取值问题。单从技术角度来看，供热系统的最大出力恰好等于当地出现最冷天气时所需的冷负荷是最理想的。但研究一下气象资料可以发现，并不是每年都会出现最冷的天气。如果供热设备是根据历年最不利条件选择的，即把室外计算温度定得过低，那么，在供暖运行期间的绝大多数时间里，会显得设备能力富余过，造成浪费；反之，如果把室外计算温度定得过高，则在较长时间内不能保持必要的室内温度，达不到供热的目的和要求。因此，正确确定和合理采用供热室外计算温度是一个技术与经济性统一的问题。结合我国国情和气候特点及建筑物的供暖情况等，在通风与空气调节设计规范中对冬季室外计算温度作出如下规定“采暖室外计算温度，应采用历年平均不保证5天的日平均温度。”据此，苏州市的冬季室外计算温度取212。3）温差修正系数温差修正系数是对（TNTW）修正。当围护结构直接与大气接触时A1,13此时基本耗热量为QJKFTNTW。4）围护结构的传热系数由于该建筑物的外墙和屋顶采用均匀多层材料的平壁结构，所以其传热系数K值可以用下式计算NIW1R1K式中R围护结构的总传热热阻,（M2）/W；N围护结构的内表面换热系数,W/（M2）；W围护结构的外表面换热系数W/（M2）；I围护结构各层材料的厚度,M；I围护结构各层材料的导热系数,W/（M）。该体育馆墙体结构由外至内为水泥砂浆，砖墙，石灰砂浆。由于水泥砂浆和石灰砂浆为常见材料，所以N和W可以近似的取定值，N取87W/（M2），W取23W/（M2）。砖块导热系数I取076W/（M）。计算得外墙传热系数为128W/（M2）。据已知条件和查设计手册，门的传热系数K取465W/（M2），窗的传热系数K取640W/（M2）。5）围护结构的传热面积由已知条件，经计算，该建筑外墙的传热面积为东北面401M2，西南面395M2，东南面192M2，西北面192M2。窗户的传热面积为西南面49M2,东北面49M2，顶棚的传热面积为1100M2。门的传热面积为西南面6M2，东南面6M2，西比面6M2。2322围护结构的附加耗热量按稳定传热计算出的围护结构耗热量，并不是房间的全部耗热量，因为房间的耗热量还与室外风速、建筑物的朝向，以及房间层高等诸多因素有关。这些因素是很复杂的，很难也不必要进行非常细致的计算。在工程计算中，常常根据多年积累的经验，通过计算附加耗热量的方式，对基本耗热量予以修正。1）朝向修正耗热量暖通规范规定，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1015；东、西5；南153013。此设计我们选取的修正率为西南朝向10，东南朝向10，西北朝向5，东北朝向5。2）风力附加耗热量风力附加是考虑到室外风速变化而对基本耗热量的修正。其中主要考虑风速对围护结构外表面换热系数的影响。我国暖通空调设计规范中规定，只对建筑在不避风的高地，河边，海岸，旷野上，以及建在厂区，城区特别高的建筑物适用此项附加。附加率为510。所以，本设计该附加可以省略掉。3）房高附加耗热量房高附加是考虑到室内空气温度的垂直温度梯度的影响而对基本耗热量的修正。此项附加应在房间总的围护物传热耗热量。附加率为当房间净高大于4M时，每高出1M，附加2，但总的附加率不应超过15。所以此设计的高度附加率为10。于是，供暖房间通过围护物的传热耗热量Q1，可用下式表示Q1，（1PG）KFTNTW1PCHPF式中PCH朝向附加率（）；PF风力附加率（）；PG高度附加率（）；综上，计算得Q1，7470902W。233冷风渗透耗热量由于风压和热压的作用，室外的冷空气常常会通过门，窗缝隙渗入室内，把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所需要消耗的热量称为冷风渗透耗热量。冷风渗透耗热量与室外风向及风速、室内外温差、门窗朝向及构造、房间高度等因素有关。常用的计算方法有缝隙法、换气次数法、百分数法。本设计采用百分数法，通过查表，知冷风渗透耗热量占围护结构耗热量的百分率为35。即Q2035Q1，03574709022614815W234冷风侵入耗热量冬季，在风压和热压的作用下，会有大量的冷空气从室外或相邻房间、其他生产跨间等通过开启的门或孔洞侵入室内，把这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量成为冷风侵入耗热量。对于开启时间不长的民用建筑，外门冷风侵入耗热量为外门可开启部分的基本耗热量乘以N。计算得1088W。整个体育馆总的耗热量QQ1，Q2Q310194515W24体育馆暖气片供热系统拟定N供热系统根据热媒的不同,可以分为热水供热系统,蒸汽供热系统和热风供热系统。考虑到该体育馆在大学校园内，学校锅炉房有富余的热水，所以可以考虑用热水供热。同时，由于体育馆为单层大空间建筑，结构相对简单，从设计管路的简易程度和系统的总造价考虑，该建筑准备使用机械循环双管水平同程式供热系统。该供热系统具有以下几点优点1）系统结构简单，维护方便简易。2）工程量小，初投资节省。3）简单实用，能够满足基本要求。4）可以减少和防止系统的水力失调现象。但其存在排气方式复杂的缺点。对较小的系统可在散热器上设置放风门分散排气，对散热器较多的系统，宜采用在同一层散热器上设置一根串联的空气管排气【14】。此设计采用在同一层散热器上设置一根串联的空气管。系统草图如下图22采暖系统设计草图25暖气片供热系统初步设计251热源的计算与选择前已述及，该体育馆采用学校锅炉房富余热水，来解决冬日采暖问题，方便而且节约能源。减少了很多工程建设，节省投资。热水从锅炉中出来后，通过分水器，把热水送至体育馆的散热器，通过散热器把热量源源不断地送入体育馆，从而满足馆内的供热需要。252暖气片的选择和计算2521暖气片的选择供暖系统的散热设备是系统的主要组成部分。它向房间散热以补充房间的热损失，保持室内要求的温度。国内生产的散热器种类很多，按材质分，有铸铁、钢制,铝制和铜铝复合等；按其结构特点，分为柱形、翼型、管型和平板型等；按其传热方式分为对流型和辐射型两种。散热器的选择，应根据对散热器的一般要求，再结合各自具体情况来选用。对散热器的一般要求归纳起来有“紧凑、卫生、耐用、轻型、高效、节能、节材、美观、内净、安全、环保、经济”15这12条24字。具体设计选择时，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产品标准的规定；2）民用建筑宜采用外形美观、易于清洁的散热器；3）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，在非供暖季节供暖系统应充分保养；蒸汽供暖系统不应采用钢制、板型和扁管等类型散热器；4）采用铝制散热器时，应选用内防腐蚀型铝制散热器，并满足产品对水质的要求；5）在放散腐蚀性气体的厂房或相对湿度较大的房间，宜选用铸铁散热器。各种材料散热器的特点如下1）铝制散热器外形美观，散热量大；不耐碱腐蚀，但耐氧腐蚀，耐压强度一般不大于10KG；适合于户式供暖系统，而不适合集中供暖；适合南方，而不适合北方地区。2钢铝复合型散热器指走水的部分是钢，它们是分段加工再粘接或焊接成为整体，因此外观相对较差不耐氧腐蚀，散热量也小一些。但价格便宜，承压能力也强。3铜铝复合型散热器和钢铝复合型一样，但耐腐蚀性强，价格较贵，散热量也大些。4）铸铁散热器外观跟不上时代，传热效果不理想，已很少使用。5钢制散热器外观漂亮，性能更是卓越。与传统铸铁暖气片相比，它的散热效果提高了20，更高效节能；承压能力提高了一倍以上，寿命更长久；而且大大减轻了重量（仅为铸铁的13），安装也更方便了【16】。本体育馆选用钢制散热器，该型散热器散热效果比较出色，外观新颖，外表面处理工艺先进（有喷塑、喷漆、烤漆等工艺，可以做成高光或亚光表面）美观，深受广大用户喜爱。拟选用怀远钢制六柱型HYGG6060型号的散热器，技术参数如下高度650MM，同侧进出口中心距600MM，宽度220MM，片距45MM，散热面积029M2/M，传热系数K为799W/M2，工作压力10MPA。如图23图23散热器图2522暖气片的计算当供热负荷、系统形式及散热器的型号确定后，就需要进行散热器的计算。散热器的计算就是决定供暖房间所需的散热器的散热面积和片数。1）散热面积的计算散热器散热面积可按下式计算F123TKQHG式中K散热器的传热系数，W/M2；TP散热器内热媒平均温度，；TN室内供暖计算温度，；1散热器的片数修正系数；2散热器的连接形式修正系数；3散热器安装方式修正系数。2）散热器内热媒平均温度热水供热系统，散热器内热媒平均温度按下式计算2PJTSHGT式中TSG散热器进水温度，；TSH散热器出水温度，。对于双管供热系统，散热器的进口温度和出口温度分别按系统的设计供回、水温度计算，即进口温度为95，出口温度为70。计算得，散热器内热媒平均温度TP825。4）修正系数散热器组装片数修正系数，110；散热器连接形式修正系数，查表，210；散热器安装形式修正系数，查表，3102；根据式F123计算得F20177M2。TKQHG5散热器片数确定计算出供暖房间内所需散热器面积F后，按下式计算出所需散热器的总片数FN式中，F每片散热器的散热面积。HYGG6060的F为029M2，计算得N840。所以，需要840片散热片。按20片一组，共需要42组。26暖气片供热系统水力计算要保证供暖房间的设计温度，首先必须保证进入各散热器的水流量符合设计要求。管路水力计算的目的就是在保证系统中各管段及散热器中的水流量符合设计要求的前提下，确定系统各管段的管径及系统的压力损失。供暖系统管路的水力计算应从系统中管路最长、平均比摩阻最小的最不利环路开始。由于该设计无确定的资用压力，所以，为了各循环环路易于平衡，最不利环路的平均比摩阻RPJ不宜选得太大，一般不超过60120PA/M17。本设计选用24PA/M。261热水供暖系统管路水力计算的基本公式1）压力损失计算公式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时，由于流动方向或速度的改变，产生局部漩涡和撞击，也要损失能量。前者称为沿程损失，后者称为局部损失。因此，热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下式表示PPYPLRLPJ式中PY计算管段的沿程损失，PA；PL计算管段的局部损失，PA；R每米管长的沿程损失，PA/M；L管段长度，M。2）管段流量计算公式根据各管段的热负荷，求出各管段的流量，计算公式如下T4Q860T148736GHGHG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，。3管段的局部损失计算公式2PJ式中管段中总的局部阻力系数。水流过热水供暖系统管路的附件的局部阻力系数值，可查表得到。262水力计算步骤为简化该设计的计算，整个体育馆网分两条供回水支路，只要选取其中的一条之路来计算，另一条也就可以通过对称原理得以知道。简图如上，用数字标出各管段来方便计算。这里说明，供水干路进口和回水干路出口的阀门用闸阀，每个散热器支路进口处用截止阀，热力进口处安装水银温度计2个，压力表2个，泄水阀2个，水过滤器2个。1）最不利环路的选取由图知，最不利回路是通过第21个散热器的回路。2）最不利环路各管段的管径根据各管段的热负荷，依据上述的公式，求出各管段的流量，然后结合选取的平均比摩阻RPJ，通过查表，选取接近RPJ的管径。3）确定沿程阻力损失通过PYRL计算整个环路的沿程压力损失。4）确定局部阻力损失根据系统图中管路的实际情况，得到各管段局部阻力系数。依据查表得到的各管段的流速，可查到动压头PD值，根据PJPD，计算出各管段的局部阻力损失。5）求环路的总压力损失依据公式P（PYPJ）计算得到环路总的压力损失。将以上计算和查表得到的数据列在下面表2中表2水力计算表管段号GKG/HL（M）D（MM）VM/SPD（PA）保温层厚度（MM）PJ（PA）117530304002725358430895216695304002710358430358431586030400261033233033234150253040026103323303323514190304002610332330332361335530400251030733030737125203040025103073303073811685304002410283230283291085035320241028323028321010015353202310260130260111918035320231026013026011283453532022102379302379137510352502110210825210814667535250201019662519661558403525020101966251966165005352501910177525177517417035250181015932515931833353520017101421201421管段号GKG/HL（M）D（MM）VM/SPD（PA）保温层厚度（MM）PJ（PA）19250035200161012592012592016653515015101106201106218303515012107082070821830101501290708637221669535400271035843035842315860354002610332330332324150253540026103323303323251419035400261033233033232613355354002510307330307327125203540025103073303073281168535400241028323028322910850353202410283230283230100153532023102601302601319180353202310260130260132834535320221023793023793375103525021102168252168346675352502010196625196635584030250201019662519663650055302501910177525177537417030250181015932515933833353020017101421201421392500302001610125920125940166530150151011062011064183030150121070820708PJ62236PAPY35760PAP419836PA所以，两条支路总的压力损失为839672PA，乘以10的富裕量，总的压力损失计算得92364PA。根据总的压力损失，和热水采暖系统的特点，选取循环泵。本设计拟选用LR30热水循环泵。该泵的一些参数为流量42M3/H,扬程10M，额定电压220V。如图24图24LR30热水循环泵27供暖管道的保温供热管道及其附件，当其介质温度高于50时一般应保温。保温的目的主要是在于减少输热损失，节能环保；或为了维持介质一定的参数以满足用户的要求；或为了降低外表面温度，以保证接触人员操作安全，免于烫伤。根据热水管网运行经验可知，当管网保温良好时，其输热损失占总输热量的58；与之相应的保温结构的投资约占热网管道成本的2540。由此可见，保温工作对节约能源和投资，保证供热质量有很大影响，应予以重视。271保温材料的技术性能要求据城市热力网设计规范与设计手册资料可知，对保温材料的技术性能要求是1质量轻，密度不应超过400KG/M3。2）导热系数小，平均工作温度下的导热系数值不应大于012W/M，并应性能稳定，具有明确的值随平均温度变化的方程式；松散或可压缩的保温材料及其制品应有在使用密度下的变化方程。3）在供热管道最高使用温度下，不变形也不变质。4）具有一定的机械强度，硬质预制品的抗拉强度不应小于03MPA；半硬质时，压缩10时的抗拉强度不应小于02MPA。5）不腐蚀金属，可燃份极小，吸水率极低，易于施工成型，价格低廉【18】。供热管道常用的保温材料有岩棉，矿棉，膨胀珍珠岩，微孔硅酸钙，玻璃棉，泡沫塑料等。选用材料时，要因地制宜，就地取材，力求节约。272保温层厚度的确定原则供热管道的保温可能由各种技术条件而提出厚度要求。例如，按规定的保温层表面温度条件；规定的供热介质温降条件；按复合保温结构的第一层保温材料外界面限定温度的条件；按规定的土壤温度条件等。根据所提条件，依据热损失计算基本公式或温度场计算公式，便可计算出各自所需的厚度。但在通常情况下，当不受如上所述的那些技术条件限制，仅为了减少管道热损失，节约燃料来确定保温层厚度时，保温层厚度应首先从经济角度来考虑，即采用所谓的经济保温厚度值。经济保温厚度的定义是保温结构的年散热损失费和投资回收费年运行费年维修费之和为最小时的保温材料层的计算厚度。针对某一种保温材料，某一种热媒温度及管径，经济保温层厚度的计算公式可以按下式计算。本设计管道敷设方式为架空敷设，按现行国标管道及设备保温98T901中,绝热层厚度的计算公式为QKTDLN21SA0I0式中保温材料及制品的导热系数,W/MS保温层外表面放热系数,W/M2DO,DI保温层外径、内径,MTO管道或设备外表面温度,可取介质温度,TA环境温度,Q不同介质温度下,绝热层外表面最大允许热损失量,W/M2K最大允许热损失量系数。这里取1。该设计保温材料用岩棉保温管壳，0055，S对室外取25W/M2，对室内取116W/M2，TA值对室内架空为16，对室外架空为2，TO取95。根据现行国标根据设备及管道保温技术通则GB427292的Q推荐值进行上述保温计算。当供暖供回水温为95/70时,季节运行工况下,该推荐值Q163W/M219。计算得到的各管道保温层厚度列入上表中。28本设计可能存在的问题及优化设想281供热系统的节能问题外网热损失是能源浪费的一个重要方面，由于管网跑冒、滴漏造成的热损失更是难以计算。因此对供暖管网采取节能举措,是搞好节能管理的关键。管网要采取节能措施,关键是管网的保温设计。任何供热管道保温都不可能没有热损失,通过理论分析得知我们只要对允许最大热损失略作调整,就可使热损失有可观的减少,这对节能无疑是大有好处的。同时通过计算得知适当增加外网保温厚度,不仅对节能极为有利,而且也是完全可行的一种节能措施。其原则是减小允许最大热损失值,适当增加保温厚度。这样做不仅有利于节能而且完全可行。这既是当前供热外网进行节能举措的主要内容,更是为了今后使能源得到更加有效和更加合理的。对于散热器的节能，靠外墙安装的散热器,背部与冷墙面之间有辐射传热,这部分热量通过外墙直接传到室外,对提升室温无益,故为散热器的无效热损失。为了降低建筑能耗,应该采取措施,防止无效热损失,研究表明,当背部外墙厚度为240MM时,用表面黑度较高且光洁平整的薄板制成隔热板,固定于散热器与背部冷墙面之间,既可隔绝散热器背部的辐射放热,又能使背部对流放热得以保持,约可减少散热器散热量64的无效热损失20。282如何兼顾夏季制冷体育馆夏季制冷是必要的，怎样在这么一个空间既节能又方便的达到制冷效果，是一个很重要的问题。根据既节能又方便的原则，本体育馆采用溴化锂吸收式制冷循环。这样，就能充分利用学校的富余热水，节省许多开支，同时利用学校已建的现成管网，大大减少了建设难度。溴化锂吸收式制冷机有下列优点（1）以热能为动力，电能耗用较少，且对热源要求不高。能利用各种低势热能和废汽、废热，如高于20KPA（02KGFCM2）表压饱和蒸汽、高干75的热水以及地热、太阳能等，有利于热源的综合利用。具有很好的节电、节能效果，经济性好。（2）整个机组除功率很小的屏蔽泵外，没有其他运动部件，振动小、噪声低、运行比较安静。（3）以溴化锂溶液为工质，机器在真空状态下运转，无臭、无毒、无爆炸危险、安全可靠、无公害、有利于满足环境保护的要求。（4）冷量调节范围宽。随着外界负荷变化，机组可在10100的范围内进行冷量的无级调节。即使低负荷运行，热效率几乎不下降，性能稳定，能很好适应负荷变化的要求。（5）安装简便，对安装基础要求低。机器运转时振动小，无需特殊基础，只考虑静负荷即可。可安装在室内、室外、底层、楼层或屋顶。安装时只需作一般校平，按要求连接汽、水、电即可。（6）制造简单，操作、维修保养方便。机组中除屏蔽泵、真空泵和真空间等附属设备外，几乎都是换热设备，制造比较容易。由于机组性能稳定，对外界条件变化适应性强，因而操作比较简单。机组的维修保养工作，主要在于保持其气密性【21】。该体育馆夏季制冷拟采用热水型溴化锂吸收式制冷机，其原理如图25图25热水型溴化锂吸收式制冷机原理图选用的制冷机组为中科院广州设计的1