供热工程课程设计(四方)大学四方学院课程设计毕业论文

第1章建筑概况11工程概况本建筑是北京市某单元式六层民用住宅楼，属多层民用建筑，设计的就是该建筑散热器采暖系统。住宅楼共六层，抗震设防裂度为6度，建筑高度18M，标准层建筑面积8180M2，空气层厚度不小于12MM，外窗高15M，阳台门高24M宽09M。12室外气象参数北京市位于东经11628，北纬3948，供暖室外计算温度76，冬季室外最多风向的平均风速47M/S。13室内设计参数根据建筑使用功能分析，供暖房间的室内参数，由规范查得数据见表11表11采暖室内计算温度（）NT房间名称室内温度卧室18客厅18餐厅18主卫18客卫23厨房18设计采用热水作为热媒供水温度75，回水温度50GTHT14围护结构计算指标根据建筑结构设计资料所给出的维护结构构造情况，参考实用供热空调设计手册和北京公共建筑节能设计标准中的围护结构的热工指标，本设计选用的围护结构热工指标见表12表13维护结构热工参数表围护结构名称传热系数K（W/M2K外墙0797外窗30内墙0586楼板0586屋面086外门65第2章供暖设计热负荷的计算对于住宅建筑的分户热计量供暖系统，供暖系统的设计热负荷主要考虑围护结构传热耗热量，冷风渗透耗热量，冷风侵入耗热量与户间传热负荷。在确定户内采暖设备容量和计算户内管道时，应考虑间歇供暖和分室调节引起的隔墙或楼板间的户间传热负荷，户间传热负荷不统计在供暖系统的总热负荷内，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。21围护结构的传热耗热量（1）围护结构的基本耗热量，可按下式计算21NWQKFTA式中围护结构基本耗热量，W；Q围护结构的传热系数，W/（M2K）；K围护结构的传热面积，M2；F供暖室内计算温度，；NT供暖室外计算温度，；W围护结构的温差修正系数，是用来考虑供暖房间并不直接接A触室外大气时，围护结构的基本耗热量会因内外传热温差的削弱而减少的修正，其值取决于邻室非供暖房间或空间的保温性能和透气情况。整个供暖建筑物或房间的基本耗热量，应等于它的围护结构各部分墙、1JQ窗、门、楼板、屋顶、地面等基本耗热量的总和。即QW1JNWKFTA这里特别强调，计算楼梯间内墙、有阳台的外墙、外窗、不采暖房间的内墙以及有地下室的一层楼板时，由于计算部分一侧的温度不能确定，因此计算供暖设计热负荷时，应考虑选取适当的温差修正系数。（2）围护结构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、外门附加、高度附加和窗墙比附加耗热量，但是本次设计只考虑朝向修正耗热量。1）朝向修正耗热量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修正率。朝向修正率的取值见表21。CHX表21朝向修正率朝向CH朝向CHX北、东北、西北010东南、西南1015东、西5南1530本次设计修正值的选用如下东、西向各为5，北向为5，南向为20综上所述，建筑物或房间在室外供暖设计温度下，通过维护结构的总后热量Q，可用下式综合表示WXHAKFQCWNT122冷风渗透耗热量计算冷风渗透耗热量的常用方法有缝隙法、换气次数法和百分数法，本次设计用的是缝隙法。通过计算不同朝向、的门、窗缝隙的长度以及在风压与热压综合作用下，每米长缝隙渗入的冷空气量，确定其冷风渗透耗热量。这种方法称为缝隙法。公式W208PWNQCLT式中冷风渗透耗热量，W；2Q冷空气的定压比热容，101KJ/KGK；PCP供暖室外计算温度下的空气密度，KG/M3；W渗透冷空气量，M3/H；L028单位换算系数，1KJ/H0278W。由式（22）可知，在室内外温差一定时，冷风渗透耗热量主要取决于渗透冷空气量。渗入室内的冷空气量可根据不同的朝向，按下式确定M3/H0BLL式中通过每米门窗缝隙进入室内的理论渗透冷空气量，0M3/（MH）；门窗缝隙的计算长度，M；L门窗的冷风渗透压差综合修正系数；门窗缝隙渗风指数，当无实测数据时，可取B05678B；067其中，表示通过每米门、窗缝隙进入室内的实际渗透冷空气量。0L200BWVLV0基准高度冬季室外最多风向的平均风速M/S；A外门窗缝隙系数M3/（MHPAB）；23户间传热量的计算在确定分户热计量供暖系统的户内供暖设备容量和户内管道时，应考虑户间传热对供暖负荷的附加，但附加量不应超过50，且不应统计在供暖系统的总热负荷内。目前工程中户间产热负荷多按下式计算户间总热负荷W；HJQ围护结构的传热系数，W/（M2K）；K围护结构的传热面积，M2；F户间传热量附加率；HX户间传热计算温度，；T注（1）户间传热负荷的计算温差，一般宜取58。HT（2）户间传热量附加率，是考虑户间楼板及隔墙同时发生传热的概率，HX一般可取50。对于顶层或底层房间，由于垂直方向只有向下或向上传热，宜考虑较大概率，一般可取7080。24负荷计算举例下面以二层东户卧室2001为例进行负荷计算，房间如图21HHJTKFXQ图21241围护结构传热耗热量1Q可用下式进行计算1CHWNXTKFQ其中围护结构的基本耗热量（W）1K围护结构传热系数W/M2F围护结构的传热面积（M）供暖室外计算温度（）NT供暖室外计算温度W围护结构温差修正系数朝向修正系数CHX北外墙F25631215588M，K0797W/M2K，5，1，2CHX北外墙的传热耗热量为11CHWNXTKFQ106805（1876）（15）12600W同理能算出西外墙1CHWNXT22256W北外窗11CHNTKFQ14515W户间传热22W卧室房间维护结构的传热耗热量12600222561451522W51571W1Q243冷风渗透耗热量按缝隙法进行计算2Q北外窗窗缝L54M，渗透空气量L012（M3/MH），北京市的北向修正系数为N1。北向二层窗户的冷风渗透耗热量Q2，028CPWLTNTW,N0L0281011251254（1876）15864W卧室采暖设计热负荷为57435W21CN25热负荷计算表房间编号如图22，以二层为例，各房间热负荷见附录房间负荷计算表。图22第3章散热器的选型及安装形式31散热器的类型散热器种类繁多，按其制造材质分，主要有铸铁、钢制和铝制散热器三类。按其构造形式分，主要分为柱型、翼型、管型、平板型等。（1）铸铁散热器铸铁散热器有柱型、柱翼型等各种形式。新型铸铁散热器具有良好的耐腐蚀性及抗氧化性，其内壁铸造采用不粘砂工艺，解决了普通铸铁型散热器用于分户计量系统堵塞热量表的问题。普通铸铁散热器的承压能力一般PB0405MPA，热稳定性好和价格低廉等优点。铸铁散热器的金属热强度低于钢制散热器。金属热强度一般仅为03W/（KG）左右。（2）钢制散热器钢制散热器有柱型、柱翼型、闭式串片型、扁管型等各种形式，钢制散热器与铸铁散热器相比，金属耗量少，金属热强度可达0810W/（KG）；耐压强度高，最高工作压力可达08MPA12MPA。外形美观光洁；占地小，便于布置。新型钢制散热器属轻型、高效节能产品。缺点是无可靠内防腐时易产生氧化腐蚀，为降低钢制散热器的腐蚀，应控制系统水质。（3）铝制散热器采用铝制型材挤压成型，有柱翼型、板翼型等形式，结构紧凑，造型美观，耐压强度高。有良好的抗氧化性，但抗碱腐蚀性较差。（4）钢（铜）铝复合散热器以钢管、铜管为内芯，以铝合金翼片为散热元件，结合了钢、铜管高承压、耐腐蚀和铝合金重量轻、外表美观、散热效果好的优点。有压铸和胀管两种结合工艺。32散热器的选用原则考虑到散热器耐用性和经济性，本设计选用钢制柱式散热器，高度为600MM，宽为800，单片的散热面积为015M2；单片质量为22KG,工作压力08MPA它主要由钢管水平或垂直排列组成。规格多，热工性能好、承压能力高、安装方便、外形美观。与铸铁相比主要优点是金属耗量少，钢制散热器金属强度可达0810W/KG,最高工作压力可达0812MPA；外形美观光洁，占地小，便于布置。33散热器布置与安装布置散热器布置在外墙窗台下，这样能迅速加热室外渗入的冷空气，阻挡沿外墙下降的冷气流，改善外窗、外墙对人体冷辐射的影响，使室温均匀。为防止散热器冻裂，两道外门之间，门斗及开启频繁的外门附近不宜设置散热器；散热器一般明装或装在深度不超过130MM的墙槽内。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。34散热器的计算散热器计算的任务，是根据供暖设计热负确定供暖房间所需散热器的面积和片数（或长度）。（1）散热器散热面积的计算散热器散热面积按下式计算/321TNPJKQF式中散热器散热面积，M2；F散热器的散热量，W；Q散热器的传热系数，W/（M2），可查阅手册或相关产品说K明；散热器内热媒平均温度，；PJT供暖室内计算温度，；N散热器组装片数修正系数；1散热器连接形式修正系数；2散热器安装形式修正系数。3散热器片数或长度可按下式计算NA/F式中每片或每1M长的散热器面积，M2/片或M2/M。F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进行1计算，计算出和N的初始值，然后根据每组的片数或长度乘以修正系数，F最后确定散热器面积。（2）散热器内热媒平均温度PJT散热器内热媒平均温度随供暖热媒（蒸汽或热水）参数和供暖系统形式J而定。在热水供暖系统中，为散热器进出口水温的算术平均值。PT/2JSGHT式中散热器进水温度，；SGT散热器出水温度，。H二层东户卧室2001为例Q57435W，热媒温度75，回水温度50，625，室内GTHTPJT温度为18，连接方式采用同侧上进下出，则21，安装为明装但在散热NT器上部有窗台板覆盖，散热器距窗台板高度为150MM，则3103。四柱813型铸铁散热器详细参数见表31表31型号散热面积水容量质量工作压力传热系数四柱813028M2/片14L/片8KG/片05MP2237T0302散热器传热系数K704W/所以散热器面积为FQ23/K（TPJTN）189取四柱813型散热器片数NF/F189/028675取整得N7片其余散热器计算同上，计算结果如表32表31供水温度75回水温度50连接修正1住宅楼散热器计算安装修正102散热器型号四柱813型片数修正095110房间号房间负荷Q（W）单个房间散热器组数设计温度散热器型号散热器热量Q（W）温差散热器面积修正后片数100198764118四柱813型9876451987100226966123四柱813型269595063100387252118四柱813型8736451757100467093123四柱813型671595156续表32供水温度75回水温度50连接修正1住宅楼散热器计算安装修正102散热器型号四柱813型片数修正095110房间号房间负荷Q（W）单个房间散热器组数设计温度散热器型号散热器热量Q（W）温差散热器面积修正后片数100544942118四柱813型4496450941006244296218四柱813型24436454918200174947118四柱813型749645156200221017123四柱813型2105950472200362451118四柱813型6246451195200455121123四柱813型5515951225200531834118四柱813型31864506332006206748218四柱813型2067645415156001109394118四柱813型10946452198600231684123四柱813型317595073600399197118四柱813型9926451998600485576123四柱813型8565951917600566261118四柱813型66364513356006302922218四柱813型30296456022第4章供暖系统的水力计算41水力计算的目的热水供暖系统进行管路水力计算的目的，是保证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。42水力计算的步骤（1）确定最不利环路，由系统管路图，最不利环路选18,19，环路。（2）本设计采用推荐比摩阻法确定管径。推荐比摩阻R大致为60120PA/M。根据各管段热负荷，由公式，求出各个管段的流量Q。086GHQGT（3）由热水供暖系统管道水力计算表，通过流量Q和推荐比摩阻R查出管径R。43室内热水供暖系统水力计算中应注意的几点1热水供暖系统的循环作用压力1系统循环水泵的扬程；2自然循环作用压力。2系统作用压力应消耗在克服系统管路阻力并留有一定的储备压力。整个热水供暖系统总的计算压力损失，宜增加的附加值，以此确定系统必须的循环作用压力。3对于并联环路，两节点之间的管路阻力应平衡，不平衡率应符合下列要求双管异程系统25；双管同程系统15；单管异程系统15；单管同程系统10。由于管径限制，若不平衡率较大时,自动调节流量来实现阻力平衡,由此产生流量偏大或偏小,从而偏离设计流量而出现水力失调及热力失调。4热水供暖系统水力计算应从最不利环路开始1）最不利环路的确定热水供暖系统的最不利环路是指比摩阻最小的环路，一般为最远立管环路。2）最不利环路比摩阻的计算最不利循环环路每米管长的沿程阻力可由下式计算PA/MPJPRL式中最不利循环环路的循环压力，PA；P最不利循环环路的总长度，M；L沿程压力损失约占总压力损失的估计百分数；查附录47，一般取50选择适当的比摩阻值是一个技术经济问题，为了各循环环路易于平衡，PJR最不利环路的比摩阻，一般取60120PA/M。J5近环路限定流速为了平衡各并联环路的压力损失，往往需要提高近循环环路分支管段的比摩阻和流速，但流速过大，会产生噪声。暖通规范规定，最大允许的水流速度，民用建筑不应大于12M/S。6采暖系统供水干管的末端,回水干管的始端D20MM。44水力计算表表41底层水管水力计算表水管水力计算表序号负荷W流量KG/H管径管长MM/SRPA/MPYPA动压PAPJPAPYPJPN202201582439953677181212121817271847244715215382DN1588022671963633272145247783592799925513325004111801DN152016439276785511313091701662487174280062963413DN1530142296878906115972111779200839519281663266DN154009714827593071346075989119197续表41水管水力计算表序号负荷W流量KG/H管径管长MM/SRPA/MPYPA动压PAPJPAPYPJPA6165844570503DN154700841124152835133408443099714476708230755DN15200341519303911505586413945285693195839DN20801582439919518931212136362231551表42标准层水管水力计算表水管水力计算表序号负荷W流量KG/H管径管长MM/SRPA/MPYPA动压PAPJPAPYPJPN2022012615833482718764413758817241523521121122DN1588017845691402081145153632227686248493245352844011DN15201242318463611374696979143344213518734502DN1530108179045371111556564971118682515106751967DN1540076948379181328283676574683613005447372DN15470066722233943132096272476119755103189554DN15200281248249611503764327682384521155522DN208012615831266443764422931149575表43顶层水管水力计算表水管水力计算表序号负荷W流量KG/H管径管长MM/SRPA/MPYPA动压PAPJPAPYPJPA19695023908DN202201933559178301181806432514840344920543539186977DN1588027510458392032914536611530863145119221392078134875DN152019856027112053131905247652359705续表43水管水力计算表序号负荷W流量KG/H管径管长MM/SRPA/MPYPA动压PAPJPAPYPJPA19695023908DN202201933559178301181806432514840344920543539186977DN1588027510458392032914536611530863145119221392078134875DN15201985602711205313190524765235970522325817112081DN15301653946111838411513155151286269672322662779573DN15401151999579981136364827361627172419493667058DN1547009915137111134709612181323282585542294264DN1520043193838751150907104281430326695023908DN20801933559128473231806454191338923表44立管水管水力计算表水管水力计算表序号负荷W流量KG/H管径管长MM/SRPA/MPYPA动压PAPJPAPYPJPA1590582220316DN40404473276293104459412442355871666224817425165719DN3230473100499301496310834332502962652533947658135799DN3230387682212046633727532182594229224307789105879DN32303024214712644134422613267825911952208123759594DN2530389502228506536996320988849495361338356460394DN2003037212523937572366986200957238529小计21295277325561631248341195151036927587155不平衡率的计算经计算得六层的环路为最不利环路。表45立管水管水力计算表层数123456总阻力PA360462403793488378540202639192864971不平衡率（）4843332716参考文献1实用供热空调设计手册21803全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力3供热工程，田玉卓、闫全英等人，机械工业出版社；4空气调节，赵荣义、范存养等编，中国建筑工业出版社；6流体输配管网，付祥钊王岳人等，北京中国建筑工业出版社7采暖通风与空气调节制图标准（GB/T501141）附录房间负荷计算表附录1底层热负荷计算表围护结构耗热量修正房间编号房间名称名称及方向面积（M2）室内温度（）室外温度（）室内外温差（）传热系数（W/M2）温差修正系数基本耗热量W朝向修正修正耗热量W冷风渗透耗热量W房间耗热量（W）户间热负荷80（W）房间总耗热量（W）12345678910111213141516北外墙6907971484865155911北外窗27321875229646261西外墙1350797290507527598第一地带16204720562056第二地带32023198719871001卧室1第三地带08187627012125925995220119876411上楼板14412605863544续表附录1围护结构耗热量修正房间编号房间名称名称及方向面积（M2）室内温度（）室外温度（）室内外温差（）传热系数（W/M2）温差修正系数基本耗热量W朝向修正修正耗热量W冷风渗透耗热量W房间耗热量（W）户间热负荷80（W）房间总耗热量（W）12345678910111213141516西外墙6307971606755152640第一地带378763204756855685邻户隔墙154194194邻户隔墙22468848841002主卫邻户隔墙36323185143712263226326036022696602上楼板378176058693续表附录1围护结构耗热量修正房间编号房间名称名称及方向面积（M2）室内温度（）室外温度（）室内外温差（）传热系数（W/M2）温差修正系数基本耗热量W朝向修正修正耗热量W冷风渗透耗热量W房间耗热量（W）户间热负荷80（W）房间总耗热量（W）12345678910111213141516南外墙6907971484862011878南外窗27321872017496939西外墙1440797309870552943776第一地带16804721319213191003卧室2第二地带3218762702311987198783472448725244第三地带128012415415上楼板153660586378续表附录1围护结构耗热量修正房间编号房间名称名称及方向面积（M2）室内温度（）室外温度（）室内外温差（）传热系数（W/M2）温差修正系数基本耗热量W朝向修正修正耗热量W冷风渗透耗热量W房间耗热量（W）户间热负荷80（W）房间总耗热量（W）12345678910111213141516北外墙5040797128544513497北外窗2163207365217736776第一地带48047721972191004客卫第二地带4823763202313533353364434676709267第三地带120124646邻户隔墙1135485485邻户隔墙21761185143763276327上楼板10817605862658南外墙6307971355662010845南外窗27321872017496939第一地带604776147614第二地带602337263726第三地带24762701277877841398091005卧室3上楼板1441812605861354444942091006客厅餐北外墙811876270797117430451830223199562442956北外窗27321875229646575东内墙1506143746745544408东内门246533696532011南外墙6840797117751209420南外门5766508808720647第一地带1560471979619796第二地带15602396889688第三地带51601216721672第四地带1302007246246厅厨房上楼板506412605861123附录2标准层热负荷计算表围护结构耗热量修正房间编号房间名称名称及方向面积（M室内温度（室外温度（室内外温差传热系数（温差修正系基本耗热量朝向修修正耗冷风渗透耗房间耗热量户间热负荷房间总耗热2）（）W/M2）数W正热量W热量W（W）80（W）量（W）12345678910111213141516北外墙6907971484865155911北外窗27321875229646261西外墙13576270797290507527598451571上楼室1下楼板1441812605861126651571西外墙6376320797160675515264邻户隔墙154194194邻户隔墙2246884884邻户隔墙3631851437226322632035102上楼板3783332002主卫下楼板37823176058613332101702南外墙69079714848620118786南外窗27321872017496939西外墙144762707973098705529437765975144上楼室2下楼板153618126058611356245144北外墙50407971285445134966北外窗216323207365217736776邻户隔墙1135485485邻户隔墙217617651437632763275322267上楼板1089492004客卫下楼板10823176058619495512067南外墙6307971355663201084509南外窗279273218720174969392928009上楼室3下楼板144187660586112773183409北外墙810797174304