供热工程课程设计说明书

1、供热工程课程设计说明书班级：姓名：学号：2011年7月1号目录第1章 工程概况2第2章 设计依据3一、原始资料3 二、规范及标准3 三、设计参数3第3章 供暖热负荷计算6 一、房间围护结构传热耗热量计算6二、房间热负荷计算举例 7第4章 散热器的选型及安装式 12一、散热器的选择 12二、散热器的布置 12 三、散热器片数的计算12第5章 水力计算18附表2 水力计算表 20设计小结32第一章：工程概况本工程为北京市一学校一栋三层的宿舍的建筑，每层均有洗手间和值班室。建筑总供暖面积约1879平方米。系统与室外管网连接，其引入口处供回水压差为10KPa.该工程采用接外热网机械循环上供下回式热水供

2、暖系统，单管顺流异程式。第2章 设计依据2.1 任务书211、供热工程课程设计指导书;212、供热工程课程设计任务书。2.2规范及标准1采暖通风与空气调节设计规范GBJ 19-87。2通风与空气调节制图标准GJ114-88。2.3设计参数2.3.1室外气象参数 采暖室外计算(干球)温度为tw=-9，最低日平均温度为tp.min=-17.1；冬季大气压力100.15KPa，冬季室外最多风向平均风速4.8m/s，冬季室外平均风速为vw=2.8 m/s。 室内设计温度由实用供热空调设计手册中表4.1-1可以查得本设计所用到的民用建筑供暖室内计算温度，整理后列于下表中：表2.1 不同房间供暖室内计算温

3、度房间用途计算温度房间用途计算温度房间用途计算温度宿舍18门厅16盥洗室16楼梯间16值班室18卫生间16走廊162.3.2采暖设备要求和特殊要求散热器要求散热性能好，金属热强度大，承压能力高，价格便宜，经久耐用，使用寿命长。2.3.3围护结构的传热系数围护结构概况：外墙采用实心粘土砖，厚370，聚苯板。内墙为200厚，采用混凝土多孔砖。屋面：屋面防水等级为级，做法从上到下依次为：40厚C20细石混凝土（内配4200双向）、20厚1：2.5水泥沙浆保护层；80厚挤塑聚苯乙烯板；高分子防水卷材两道；20厚1：3水泥沙浆找平层。楼板采用钢筋硂现浇板（EPS机制复合保温层）。外窗：铝合金中空玻璃；窗

4、高1.5米。一层外门采用双向双开式玻璃幕门。内门：木框单层实体木门。外墙的结构是实心粘土砖，厚度为350毫米，外墙外保温采用20厚聚苯板，对应外墙的传热系数为：K=0.591 W/m2*;内墙采用混凝土多孔砖，厚度为200毫米，对应内墙的传热系数为：K=1.885 W/m2*;屋面由概况中对应的材料布置, 对应天正暖通屋顶界面,输入对应的材料和厚度可得：屋面的传热系数为：K=0.493 W/m2*;外窗手采用铝合金中空玻璃，6mm厚，对应天正暖通里的玻璃传热系数：外窗的传热系数为：K=3.7W/m2*;内门对应天正暖通内门界面,可查得：内门的传热系数为：K=3.5 W/m2*。无框单层玻璃门对

5、应于天正暖通，玻璃幕墙的传热系数为：K=6.5 W/m2*。将上述计算结果整理得：屋面、外墙、内墙、内门，吊顶的传热系数分别为：表2.1 围护结构的传热系数围护结构外墙内墙外窗内门玻璃幕墙屋面传热系数W/m2*0.5911.8853.73.56.50.5092.4方案比较这个系统作用范围比较大，上供下回和下供下回的比较中，后者具有如下特点：l 美观，房间内的管路数减少，可集中进行隐藏处理。l 在下部布置供水干管，管路直接散热给室内，无效热损失小。l 在施工中，每安装好一层散热器即可供暖，给冬天施工带来很大方便。l 排除系统的空气比较困难综合考虑楼层，采用上供下回式热水供暖系统。第3章 供暖热负

6、荷计算对于本居民楼的热负荷计算只考虑围护结构传热的耗热量和冷风渗透引起的耗热量，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。3.1房间围护结构传热耗热量计算围护结构稳定传热时，基本耗热量可按下式计算1： （3.1） 式中 K围护结构的传热系数（W/0C）； F围护结构的面积（）； tn冬季室内计算温度（0C）； 供暖室外计算温度（0C）； 围护结构的温差修正系数。详见实用供热空调设计手册表3.1.4。冷风渗透耗热量按下式计算1： 式中Q2冷风渗透耗热量（W）；V经门、窗隙入室内的总空气量，m3/h；w供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3；Cp冷空气的定压比热，Cp =1KJ/（k

7、g）；0.278单位换算系数，1KJ/h=0.278W。在工程设计中，六层或六层以下的建筑物计算冷空气的渗入量时主要考虑风压的作用，忽略热压的影响。而超过六层的多层和高层建筑物，则应综合考虑风压及热压的共同影响。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。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%，

8、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）耗热量的总和上。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%。下面以106房间为例计算房间的热负荷；106房间为宿舍，室内计算温度为18，北京冬季室外计算温度为-9，北京的冬季日照率为69%。南外墙：Q=（1-20%）KF(tn -tw )=0.80.591（3.33-1.51.5） （18+9）1=97.7W南外窗：Q=（1-20%） KF(tn -tw )=0.83.71.5

9、1.5（18+9）1=179.82W地面：Q= KF(tn -tw )=0.472.935.8（18+9）1=215.65W围护结构基本耗热量Q1=97.7+179.82+215.65=493.17W表3.1 北京市的朝向修正系数地点东南西北北京-5%-20%-5%0注：此表来自天正暖通所提供地区负荷计算数据。表3.1 北京市的冷风渗透朝向修正系数n地点东南西北北京0.150.150.41由表3.1，北京市的冷风朝向修正系数，南向修正系数为0.15，北向修正系数为1。对有相对两面外墙的房间，按最不利的一面外墙计算冷风渗透量。由前面的数据，在冬季室外平均风速，铝合金中空玻璃窗（平拉窗）每米缝隙的

10、冷风渗透量L=0.26m3/（hm）。南向的单个窗户的缝隙总长度为7.5m。总的冷风渗透量V等于=0.267.50.15=0.2925 m3/h冷风渗透量等于=0.2780.29251.4127=11.1W.底层地面选用天正暖通中的保温防潮地面，传热系数为0.47W/（）。由于楼梯间的围护结构比较难以计算，现采用公式进行估算1， (3.3)K围护结构的传热系数（W/0C）； F围护结构的面积（）； tn冬季室内计算温度（0C）； 供暖室外计算温度（0C）； 围护结构的温差修正系数。详见实用供热空调设计手册表详细计算见下面表格。房间功能和参数相同的，只计算一个房间。 宿舍楼供暖负荷统计 表3.2

11、房间编号用途总采暖负荷W房间编号用途总采暖负荷W房间编号用途总采暖负荷W101盥洗室720102门厅1227.6103值班室467104宿舍547.4105宿舍547.4106宿舍547.4107宿舍547.4108宿舍547.4109宿舍547.4110 宿舍547.4111值班室467112门厅1227.6113盥洗室774.25114卫生间844.53115楼梯间539.83116宿舍628.1117宿舍628.1118宿舍628.1119宿舍628.1120宿舍628.1121宿舍628.1122 宿舍628.1123宿舍628.1124宿舍628.1125楼梯间539.83126卫生

12、间792.5127过道1583201盥洗室520202宿舍331.8203宿舍331.8204宿舍331.8205宿舍331.8206宿舍331.8207宿舍331.8208宿舍331.8209宿舍331.8210宿舍331.8211宿舍331.8212宿舍331.8213盥洗室533.25214卫生间603.5215楼梯间339.8216宿舍412.45217宿舍412.45218宿舍412.45219宿舍412.45220宿舍412.45221宿舍412.45222宿舍412.45223宿舍412.45224宿舍412.45225楼梯间339.83226 卫生间592.5227过道4683

13、01盥洗室772302宿舍603.9303宿舍603.9304宿舍603.9305宿舍603.9306宿舍603.9307宿舍603.9308宿舍603.9309宿舍603.9310宿舍603.9311宿舍603.9312宿舍603.9313盥洗室831.25314卫生间901.53315楼梯间539.83316宿舍684.6317宿舍684.6318宿舍684.6319宿舍684.6320宿舍684.6321宿舍684.6322宿舍684.6323宿舍684.6324宿舍684.6325楼梯间559.83326卫生间792.5327过道1850.5第4章 散热器的选型及安装形式1、散热器的选

14、择 考虑到散热器耐用性和经济性，本工程选用铸铁M-132型散热器，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，易清除积灰，容易组成所需面积。M-132型散热器具体性能及参数如下表：型号散热面积水容量重量工作压力传热系数kM-132型0.24m1.32L7kg0.5mpa7.99 w/m2、 散热器的布置散热器布置在外墙窗台下，这样，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。散热器明装，布置简单。在此垂直单管顺流系统中散热器邻室串联连接，散热器采用同侧连接，上进下出。3、 散热器片数的计算例如：101房

15、间（盥洗室），房间热负荷Q=800.92W，供水温度为tg=95，th=70，tpj=(95+70)/2=82.5 , =15,t= =82.5-18=67.5查供热工程附录2-1 =8.09w/m修正系数：散热器组装片数修正系数，先假定1=1.0；散热器连接形式修正系数，查教材附录2-4，2=1.0；散热器安装形式修正系数，查教材附录2-5，3=1.0；F=Q/（Kt）123=800.92/（8.0967.5）11.01.0=1.5 M-132型散热器每片散热面积为0.24 m2，计算片数n为：n= F/f=1.5/0.24=6.25片实际采用片数n为: n= n=6.25片取整数，应采用M

16、-132散热器6片。其他房间的散热器计算结果见下表。第一个分支环路分支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3R1603.918椭柱132型5片150.07楼层3R2603.918椭柱132型5片150.07楼层2R1331.818椭柱132型3片150.07楼层2R2331.818椭柱132型3片150.07楼层1R1547.418椭柱132型6片150.07楼层1R2547.418椭柱132型6片150.07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3R1603.918椭柱132型5片150.07楼层3R2

17、603.918椭柱132型5片150.07楼层2R1331.818椭柱132型3片150.07楼层2R2331.818椭柱132型3片150.07楼层1R1547.418椭柱132型6片150.07楼层1R2547.418椭柱132型6片150.07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3R1603.918椭柱132型5片150.09楼层3R2603.918椭柱132型5片150.09楼层2R1331.818椭柱132型3片150.09楼层2R2331.818椭柱132型3片150.09楼层1R11227.616椭柱132型11片200.07楼层1

18、R246718椭柱132型5片150.05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3R177216椭柱132型6片150.1楼层2R152016椭柱132型4片150.1楼层1R172016椭柱132型7片150.1第二个分支环路分支2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3R1603.918椭柱132型5片150.07楼层3R2603.918椭柱132型5片150.07楼层2R1331.818椭柱132型3片150.07楼层2R2331.818椭柱132型3片150.07楼层1R1547.418椭柱132型6

19、片150.07楼层1R2547.418椭柱132型6片150.07分支2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3R1603.918椭柱132型5片150.07楼层3R2603.918椭柱132型5片150.07楼层2R1331.818椭柱132型3片150.07楼层2R2331.818椭柱132型3片150.07楼层1R1547.418椭柱132型6片150.07楼层1R2547.418椭柱132型6片150.07分支2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3R1603.918椭柱132型5片150.11楼层2R1

20、331.818椭柱132型3片150.11楼层1R11227.618椭柱132型11片150.11分支2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3R1831.2516椭柱132型6片150.11楼层2R1533.2516椭柱132型5片150.11楼层1R1774.316椭柱132型7片150.11分支2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3R192516椭柱132型7片150.1楼层2R123416椭柱132型2片150.1楼层1R1791.516椭柱132型7片150.1第三个分支环路分支3管1层内位置编号负荷(

21、W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层3R1684.618椭柱132型5片150.09楼层3R2684.618椭柱132型5片150.09楼层2R1412.518椭柱132型4片150.09楼层2R2412.518椭柱132型4片150.09楼层1R1628.118椭柱132型6片150.09楼层1R2628.118椭柱132型6片150.09分支3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3R1684.618椭柱132型5片150.09楼层3R2684.618椭柱132型5片150.09楼层2R1412.518椭柱132型4片150.09楼层

22、2R2412.518椭柱132型4片150.09楼层1R1628.118椭柱132型6片150.09楼层1R2628.118椭柱132型6片150.09分支3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3R1901.5316椭柱132型6片150.12楼层3R2539.8316椭柱132型4片100.19楼层2R1603.5316椭柱132型5片150.12楼层2R2339.8316椭柱132型3片100.19楼层1R1844.516椭柱132型8片150.11楼层1R2539.816椭柱132型5片100.2第四个分支环路分支4管1层内位置编号负荷(W)室温(

23、)散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层3R1684.618椭柱132型5片150.09楼层3R2684.618椭柱132型5片150.09楼层2R1412.518椭柱132型4片150.09楼层2R2412.518椭柱132型4片150.09楼层1R1628.118椭柱132型6片150.09楼层1R2628.118椭柱132型6片150.09分支4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3R1684.618椭柱132型5片150.09楼层3R2684.618椭柱132型5片150.09楼层2R1412.518椭柱132型4片150.09楼层2R241

24、2.518椭柱132型4片150.09楼层1R1628.118椭柱132型6片150.09楼层1R2628.118椭柱132型6片150.09分支4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3R1684.618椭柱132型5片150.09楼层3R2559.8316椭柱132型4片150.07楼层2R1412.518椭柱132型4片150.09楼层2R2339.816椭柱132型3片150.07楼层1R1628.118椭柱132型6片150.08楼层1R2539.8316椭柱132型5片150.07分支4管4层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(m

25、m)(m/s)楼层3R1792.516椭柱132型6片150.11楼层2R1592.516椭柱132型5片150.11楼层1R1792.516椭柱132型8片150.11分支4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3R192516椭柱132型7片150.1楼层2R123416椭柱132型2片150.1楼层1R1791.516椭柱132型7片150.1第5章 水力计算此工程采用机械循环单管顺流异程式热水供暖系统，供暖系统的引入口设置在建筑物热负荷对称大的位置，设置在建筑中部，有四个分支环路，这样可以缩短系统的作用管径，设计供回水温度为95/70。根据建筑的结

26、构形式，布置干管和立管，为每个房间分配散热器。（见图纸）1、画出计算图画出系统图，该系统就有四个支路，选择其中一支，举例选择第三条分支管路，图上小圆圈内的数字表示管段号，管段长度与图示长度一一对应。实用供热空调设计手册中5.5.1与5.5.2规定：1、管网干管管径，不应小于50mm，通往各单体建筑物的管径对热水管道来讲不宜小于32mm。2、基础数据的确定：（1）、热力网管道内壁当量粗糙度，热水管道可采用0.0002m；（2）、热水热力网支干线、支线应按允许压力降确定管径，但供热介质流速不应大于3.5m/s。（3）、热水管道水力计算表见附表32、选择最不利环路最不利环路是通过三层314卫生间的散

27、热器的环路。这个环路经过管段1、2、3、4、5、6、7。3、计算最不利环路各管段管径此工程引入口处外网的供回水压差较大，但考虑系统中各环路的压力损失易于平衡，此工程采用推荐的平均比摩阻RPj大致为60120Pa/m来确定最不利环路各个管段的管径。首先根据式G=0.86Q/t确定各管段的流量，根据G和选用RPj的值，查供热工程附表4-1，将查出的各管段d、R、v值列入水力计算表中，算出最不利环路的总压力损失，并将不平衡率控制在15%内，入口处的剩余资用压力，用调节阀节流消耗掉立管的剩余压头用立管阀门消除。 第三支分支管路的水力计算图确定局部阻力系数。根据系统图中管路的实际情况，列出各管段阻力名称

28、。利用供热工程中附录4-2，将其阻力系数记于表中，最后将各管段的总局部阻力系数列入附表3中第9栏中。4、确定立管的管径立管与最末端供回水干管和立管，根据并联环路节点压力平衡原理，立管的资用压力，可由下式确定：资用压力P =(Py+Pj)4-5=2422立管的平均比摩阻RPj=0.5P/L=45.08分支1最不利环路最不利阻力(Pa)6198最不利环路分支2立管4编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)SG23695.4815.1215250.4109.841216489542602SH23695.4815.127250.4109.8

29、42769159928BG112185419.163200.33105.613.5317192509BG29218.8317.136.6200.2562.03140931441BG36252.6215.093.4200.1729.84110114116BG44089.3140.673.3200.1113.59145651BH112185419.163200.33105.613.5317192509BH29218.8317.136.6200.2562.03140931441BH36252.6215.093.4200.1729.84110114116BH44089.3140.673.3200.11

30、13.59145651VG12138.873.572150.1118.632371148VG22138.873.572.6150.1118.63048048VG32138.873.572.6150.1118.63048048VH12138.873.570.7150.1118.631.513821R1831.2573.573150.1118.636563489R1533.2573.573150.1118.636563489R1774.373.573150.1118.636563489表2 总供水干管水力计算表编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(P

31、a)P(Pa)SG23695.4815.1215250.4109.841216489542602SH23695.4815.127250.4109.842769159928分支1干管水力计算表编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)BG111510.4395.962.4200.3294.73.5227171398BG28544.2293.926.6200.2353.7135427381BG35578191.886.6200.1524.12115911171BG4201269.216.3200.063.78124125BH111510.

32、4395.962.4200.3294.73.5227171398BH28544.2293.926.6200.2353.7135427381BH35578191.886.6200.1524.12115911171BH4201269.216.3200.063.78324428分支1立管1立管水利计算表立管总阻力(Pa)619资用压力(Pa)1561立管不平衡率60.30%编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)VG12966.2102.042150.1534.021268129197VG22966.2102.042.6150.1534.

33、02088088VG32966.2102.042.6150.1534.02088088VH12966.2102.040.7150.1534.023.5243861R1603.951.023150.079.612293261R2603.951.023150.079.612293261R1331.851.023150.079.612293261R2331.851.023150.079.612293261R1547.451.023150.079.612293261R2547.451.023150.079.612293261由于不平衡率大于15%，所以先调节管径，将管径调为20mm,之后多余15%的使

34、用阀门调节表5 分支1立管2供回水立管水力计算表立管总阻力(Pa)495资用压力(Pa)798立管不平衡率37.90%编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)VG12966.2102.042150.1534.022.5682795VG22966.2102.042.6150.1534.02088088VG32966.2102.042.6150.1534.02088088VH12966.2102.040.7150.1534.021.5241640R1603.951.023150.079.612293261R2603.951.023150

35、.079.612293261R1331.851.023150.079.612293261R2331.851.023150.079.612293261R1547.451.023150.079.612293261R2547.451.023150.079.612293261使用阀门进行调节，降低不平衡率表6 分支1立管3供回水立管水力计算表立管总阻力(Pa)383资用压力(Pa)457立管不平衡率16.10%编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)VG13566122.672200.110.5812215677VG23566122.672

36、.6200.110.58028028VG33566122.672.6200.110.58028028VH13566122.670.7200.110.58471926R1603.961.343150.0913.3812404787R2603.961.343150.0913.3812404787R1331.861.343150.0913.3812404787R2331.861.343150.0913.3812404787R11227.688.863200.075.913.5183351R246733.813150.052.981291423使用阀门进行调节，降低不平衡率表7 分支1立管4供回水立管

37、水力计算表立管总阻力(Pa)403本分支最不利立管编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)VG1201269.212150.116.675332558VG2201269.212.6150.116.67043043VG3201269.212.6150.116.67043043VH1201269.210.7150.116.671.512719R177269.213150.116.676503080R152069.213150.116.676503080R172069.213150.116.676503080分支2表8 分支2供回水干管水

38、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)BG112185419.163200.33105.613.5317192509BG29218.8317.136.6200.2562.03140931441BG36252.6215.093.4200.1729.84110114116BG44089.3140.673.3200.1113.59145651BG51950.567.15.7200.053.584.520627BH112185419.163200.33105.613.5317192509BH29218.8317.136.6200.2562.03140931441BH36252.6215.093.4200.1729.84110114116BH44089.3140.673.3200.1113.59145651BH51950.567.15.7200.053.58320425表9 分支2立管1供回水立管水力计算表立管总阻力(Pa)619资用压力(Pa)1651立管不平衡率62.50%编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)VG12966.2102.042150.1534.021268129197VG