毕业设计（论文）-长春某八层综合楼采暖系统设计.pdf

本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 1 页 共 36 页 1 引言引言 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 人们在日常生活和社会生产中需要使用大量的热能，供热工程的主要任务就 是将自然界的能源直接或者间接的转化为热能，以满足人们的需要。而供暖就是 用人工的方法向室内供给热量，保持一定的室内温度，以创造便利适宜的生活条 件或工作条件。 11 供热工程发展的概况供热工程发展的概况 蒸汽机发明以前，人们采用原始的局部采暖的方式，如火炉，火墙和火坑等。 蒸汽机发明以后，促进了锅炉制造业的发展。19 世纪中期欧洲出现了以蒸汽或热 水为热媒的集中式供暖系统。集中供热方式始于 1877 年，当时在美国纽约，建成 了第一个区域锅炉房向附近 14 家用户供热。 20 世纪初期，一些工业发达的国家，开始利用发电厂内汽轮机的排气，供给 生产和生活用热，其后逐渐成为现代化的热电厂。在本世纪中，特别是二次世界 大战以后，城镇集中供热事业得到较迅速的发展。其主要原因是集中供热，尤其 是热电联产明显地具有节约能源，改善环境和提高人民生活水平以及保证生产用 热要求的主要优点。 1. 2 我国供热事业的发展我国供热事业的发展 新中国成立后，随着国民经济建设的发展和人民生活水平的不断提高，我国 的供暖和集中供热事业得到迅速发展。在东北，西北，华北三北地区，许多民用 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 2 页 共 36 页 楼房建筑和大多数工业企业都装设了集中供暖系统。不少城镇实现了集中供热。 70 年代开始，多种供暖系统型式的应用和新型散热设备的研制工作，有了较大的 发展。如工业企业中高温水供暖系统，钢制辐射供暖的应用，新型钢串片，钢版 模压等散热器的研制和应用，高级旅馆中供暖与空调相结合的风机盘管系统的出 现等等，这些都标志着我国供暖技术有了较迅速的发展 2 设计题目概述设计题目概述 21 题目名称及设计任务题目名称及设计任务 长春市房产处综合楼，地点位于长春市，北纬 4354，东经 12513 ， 海拔 236.8m。此建筑共 20 层，分为三个区，其中 2 区有地下室。地下室，一层， 二层为商场，三层以上为民用住宅。3 区北半段有四层，南半段有六层。本设计任 务只为此楼低层（1-8 层，包括地下室）设计采暖系统。 2. 2 建筑参数及气象参数建筑参数及气象参数 外墙 370mm 空心砖，内沫灰 20mm,28 号墙体结构，k=1.23.外墙，无外遮蔽阳 台，k=3.0，k=2.6（k=4.8，全玻璃）内门 k=4.5。顶棚实用供热空调设计手册 表 3.2-7，15 号层面结构 k=0.92。供回水温度 95/70。要求；商店 16 度，居室 18 度，卫生间 12 度。 大气压力：冬季，99.40kpa，夏季，97.79kpa，年均温度 4.9c，冬季供暖温度- 23c， 冬季室外平均风速 4.2m/s，最大冻土深度 1.69m。渗透朝向系数；北 0.33，东 0.13，南 0.71， 西 0.89。朝向修正系数；北 0，东- 5%，西- 5%，南- 20%。 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 3 页 共 36 页 3 设计方案拟定设计方案拟定 根据建筑结构特点及相关标准，对此建筑物采用两套供暖方式，一二层采用 机械式上供下回供暖方式，地下室下供下回，三到八层为下供下回供暖方式。外 网与此楼通过设于地下室的换热间进行热交换，散热器进出水方式为上进下出方 式。建筑分为 a，b，c 三个区，三层以上为下供下回供暖方式，供回水干管敷设 在三层楼板，三个区楼梯间均单独供暖，下供下回方式。外网引进经过分水器分 为 4 个供水立管，其中 3 号立管为一，二层及地下室的供水干管，1，2，4 号立管 分别为 a，b，c 区三到八层的供水干管，请参阅系统图。 4 热负荷计算热负荷计算 对于建筑物来说，有热量的得与失， ，当建筑物的失热量大于得热量时，为了 保证建筑物内温度，就需要给建筑物供暖。一般冬季建筑物损失热量的方面有以 下几种； 1维护结构传热耗热量 1 q ； 2加热由门，窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量 2 q ，称为冷风渗透耗热量； 3.加热由门，孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量 3 q ，称为冷风侵入耗热 量； 4.水分蒸发的耗热量 4 q 5.加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量 5 q ； 6.通风耗热量。通风系统将空气从室内排到室外所带走的热量 6 q； 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 4 页 共 36 页 建筑物的得热量有以下途径； 1.生产车间最小负荷班的工艺设备散热量 7 q ； 2.非供暖通风系统的其他管道和热表面的散热量 8 q 3热物料的散热量 9 q ， 4太阳辐射进入室内的热量 10 q 对于没有装置机械通风系统的建筑物， 供暖系统的设计热负荷只考虑， 1 q ， 2 q， 3 q， 10 q 。在工程设计中，计算供暖系统的设计热负荷时，分为维护结构传热的基本耗 热量和附加耗热量两部分进行计算。基本耗热量是在设计条件下，通过房间各部 分维护结构从室内传到室外稳定传热量的总和。附加耗热量是指维护结构发生变 化而对基本耗热量进行修正的耗热量。一般有风力附加，高度附加和朝向修正等 耗热量。 4.1 维护结构的基本耗热量计算维护结构的基本耗热量计算 在工程设计中，维护结构的基本耗热量是按一维稳定传热过程进行计算的， 可按下式计算；q=kf( n t- w t) k维护结构的传热系数，w/ 2 m c； f维护结构的面积， 2 m； n t冬季室内计算温度，c； w t供暖室外计算温度，c； 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 5 页 共 36 页 维护结构的温差修正系数。 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。 一般由国家 规定，对于本设计，要求是居室 18c，卫生间 12c，楼梯间 16c，商店 16 c。 对于供暖室外计算温度 w t ，有两种方法可以计算，分别是根据维护结构的热 惰性原理，还有一种是根据不保证天数法的原则。我国现行的暖通规范采用 了不保证天数法，它的原则是，认为允许有几天时间可以低于规定的供暖室外计 算温度， 即允许这几天室内温度可以稍低于室内计算温度 n t值， 对于北方城市， 暖 通规范规定为 5 天。本设计地点在长春市，在手册中查得 w t 的值为- 23c。本 设计题目中，建筑物分为三个区，之间有两个伸缩逢，温差修正系数为 0.7。 地面传热系数的计算采用地带划分法，本设计中是贴土非保温地面，计算时 把地面沿外墙平行的方向分成四个计算地带，各地带传热系数查表列于下面； 第一地带 k=0.47 第二地带 k=0.23 第三地带 k=0.12 第四地带 k=0.07 地下室面积的计算；位于室外地面以下的外墙，与地面的计算相同，地带划 分从与室外地面相平的墙面算起。 4.2 维护结构朝向修正耗热量的计算维护结构朝向修正耗热量的计算 对于本设计，朝向修正率已选定，列于 2。2 的建筑参数与气象参数中，风 力附加耗热量不予考虑，高度附加耗热量根据暖通规范 ，民用建筑和工业辅助 建筑物的高度附加率，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%。此综合楼地下室，一层，二层高度均超过 4m，应考虑高度附 加。维护结构总的耗热量可用下式表示； 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 6 页 共 36 页 1 q = 1, q j+ 1, q x=（1+ xg）kf（ n t- w t ） （1+xch+xf） w 式中xch朝向修正率，% xf 风力附加率，% xg高度附加率，% 1 q维护结构总的耗热量 4.3 冷风渗透耗热量的计算冷风渗透耗热量的计算 在风力和热压造成的室内外压差的作用下，室外的冷空气通过门，窗等缝隙 渗入室内，被加热后逸出。这部分冷空气所消耗的热量，称为冷风渗透耗热量。 对于本设计，采用缝隙法计算冷风渗透耗热量，可用下式计算； v=lln l每米门，窗缝隙渗入室内的空气量，根据当地风速查表。 l门，窗缝隙的计算长度，l 为可开启的缝隙的长度。具体到设计中的 l 值根据建 筑图中门窗型号大小确定。 n渗透空气量的朝向修正系数。 冷风渗透耗热量 2 q ，可按下式计算； 2 q=0.278v w rcr（ n t- w t ） w r供暖室外计算温度下的空气密度， cr冷空气的定压比热，此设计中其值 1.01 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 7 页 共 36 页 0.278单位换算系数 4.4 冷风渗透耗热量的计算冷风渗透耗热量的计算 在冬季受风压和热压的作用下，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即为冷风侵入耗热量。冷风侵入耗热量 3 q 可 用下式计算， 3 q=n 1, . q j m 式中 1, . q j m 外门的基本耗热量，w n考虑冷风侵入的外门附加率。 计算高层建筑冷风渗透耗热量 3 q，首先要计算门窗的综合修正系数 m 值。 计算 m 值，先要确定压差比 c 值。可用下试计算； 0.42 0 () 50 273 nwrz fn ttc hh c c h vt - = + ； 0.4 (0.4)b h ch= ； (1)1 b h mcnc=+ +- ; 2 0.278() pnww qc ll ttmr=-; z h 为中和面标高， 以本建筑一层为例， n t =16c， w t =-23c，层高 4.2m， 0 v =4.2m/s， p c =1.01,b=0.67,l=2.88, w r =1.41kg/ 3 m, f c =0.7, r c =0.5,算得 c=2.10 h c =1.003，北向朝向系数 n=1.0（查表） ，得 m=1.470,同理，南向综合修正 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 8 页 共 36 页 系数 m=1.85,东向朝向系数 m=1.27,西向朝向系数 m=2.02。 4.5 建筑热负荷计算表；建筑热负荷计算表； 4.5.1.地下室热负荷计算表格地下室热负荷计算表格 房间 维护 结 面积 传热 室内 室 外 室 温 差 基本 维护 名称 构名 称 系数 计算 计 算 内 外 修 正 耗 结构 及方 向 k 温度 温 度 温 差 系 数 热量 耗热量 2 m 2 /w m c o c c c td w w 配电 室 地面 1 32.4 0.47 16 -23 39 1 593.9 1157.4 地面 2 32.4 0.23 16 -23 39 1 290.6 地面 3 29.2 0.12 16 -23 39 1 136.5 地面 4 50.0 0.07 16 -23 39 1 136.4 商店 地面 1 137.6 0.47 16 -23 39 1 2522.2 5188.2 地面 2 137.6 0.23 16 -23 39 1 1234.3 地面 3 125.6 0.12 16 -23 39 1 587.7 地面 4 309.2 0.07 16 -23 39 1 844.0 库房 地面 1 15.6 0.47 16 -23 39 1 285.9 654.4 地面 2 15.6 0.23 16 -23 39 1 139.9 地面 3 15.6 0.12 16 -23 39 1 73.0 地面 4 57.0 0.07 16 -23 39 1 155.5 楼梯 间 地面 1 33.0 0.47 16 -23 39 1 604.9 1054.3 地面 2 33.0 0.23 16 -23 39 1 296.0 地面 3 26.5 0.12 16 -23 39 1 124.1 地面 4 10.7 0.07 16 -23 39 1 29.2 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 9 页 共 36 页 4.5.2 一层热负荷计算表格一层热负荷计算表格 房间 房 间 维护 传热 室 内 室 外 室 温 差 基本 编号 名 称 结构 系数 计 算 计 算 内 外 修 正 耗 温 度 温 度 温 差 系 数 热量 2 m k n t w t a q 2 /w m c c c c w a101 商 北外墙 50.75 1.23 16 -23 39 1 2434.5 西外墙 71.10 1.23 16 -23 39 1 3410.7 东外墙 19.22 1.23 16 -23 39 1 922.0 南外墙 35.28 1.23 16 -23 39 0.3 507.7 北外窗 12.83 3 16 -23 39 1 1500.5 西外窗 26.33 3 16 -23 39 1 3080.0 西外门 13.46 2.6 16 -23 39 1 1364.3 东外门 9.45 2.6 16 -23 39 1 958.2 地面 1 118.8 0.47 16 -23 39 1 2177.6 店 地面 2 88.80 0.23 16 -23 39 1 796.5 地面 3 79.56 0.12 16 -23 39 1 372.3 地面 4 70.20 0.07 16 -23 39 1 191.6 a102 东外墙 9.32 1.23 12 -23 35 1 401.2 卫 南外墙 16.38 1.23 12 -23 35 0.3 211.5 生 东外窗 2.03 3 12 -23 35 1 213.2 间 地面 1 12.93 0.47 12 -23 35 1 212.7 地面 2 9.03 0.23 12 -23 35 1 72.7 a103 门 东外墙 9.54 1.23 18 -23 41 1 481.1 南外墙 15.11 1.23 18 -23 41 1 762.0 卫 东外窗 3.06 3 18 -23 41 1 376.4 南外窗 5.36 3 18 -23 41 1 658.7 南外门 1.80 2.6 18 -23 41 1 191.9 室 地面 1 13.40 0.47 18 -23 41 1 258.2 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 10 页 共 36 页 地面 2 3.70 0.23 18 -23 41 1 34.9 a104 楼 东外墙 30.84 1.23 16 -23 39 1 1479.4 东外窗 2.88 3 16 -23 39 1 337.0 梯 东外门 2.40 2.6 16 -23 39 1 243.4 地面 1 17.40 0.47 16 -23 39 1 318.9 间 地面 2 17.57 0.23 16 -23 39 1 157.6 地面 3 7.84 0.12 16 -23 39 1 36.7 a105 楼 东外墙 5.04 1.23 16 -23 39 1 241.8 梯 东外门 2.40 1.23 16 -23 39 1 115.1 间 地面 1 4.80 0.47 16 -23 39 1 88.0 地面 2 4.80 0.23 16 -23 39 1 43.1 地面 3 13.44 0.12 16 -23 39 1 62.9 b101 消 北外墙 22.68 1.23 16 -23 39 0.3 326.4 防 西外墙 8.19 1.23 16 -23 39 1 392.9 控 西外窗 3.11 3 16 -23 39 1 363.9 室 西外门 3.11 2.6 16 -23 39 1 315.4 b102 卫 生 间 北外墙 18.90 1.23 12 -23 35 0.3 244.1 b103 楼 北外墙 16.38 1.23 16 -23 39 0.3 235.7 梯 北外墙 23.10 1.23 16 -23 39 1 1108.1 间 北外窗 1.80 3 16 -23 39 1 210.6 北外门 1.5*2.4 6.48 2.6 16 -23 39 1 657.1 b104 楼 北外墙 30.00 1.23 16 -23 39 1 1439.1 梯 西外墙 13.38 1.23 16 -23 39 1 641.8 东外墙 17.22 1.23 16 -23 39 0.3 247.8 北外窗 3.42 3 16 -23 39 1 400.1 间 西外门 3.00 2.6 16 -23 39 1 304.2 b105 商 北外墙 3.99 1.23 16 -23 39 1 191.4 店 西外墙 41.58 1.23 16 -23 39 1 1994.6 南外墙 31.80 1.23 16 -23 39 1 1525.4 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 11 页 共 36 页 东外墙 80.64 1.23 16 -23 39 0.3 1160.5 西外窗 30.24 3 16 -23 39 1 3538.1 南外窗 34.38 3 16 -23 39 1 4022.5 南外门 25.88 2.6 16 -23 39 1 2624.2 c101 商 北外墙 81.06 1.23 16 -23 39 1 3888.4 店 北外窗 17.60 3 16 -23 39 1 2059.2 北外门 24.84 2.6 16 -23 39 1 2518.8 西外墙 99.12 1.23 16 -23 39 0.3 1426.4 东外墙 99.12 1.23 16 -23 39 1 4754.8 南外墙 31.65 1.23 16 -23 39 1 1518.3 南外门 40.02 2.6 16 -23 39 1 4058.0 南外窗 41.31 3 16 -23 39 1 4833.3 地面 1 220.8 0.47 16 -23 39 1 4047.3 地面 2 151.4 0.23 16 -23 39 1 1358.1 地面 3 121.6 0.12 16 -23 39 1 569.1 地面 4 144 0.07 16 -23 39 1 393.1 c102 楼 北外墙 19.20 1.23 16 -23 39 1 921.0 梯 北外门 6.00 2.6 16 -23 39 1 608.4 间 地面 1 12.00 0.47 16 -23 39 1 220.0 地面 2 12.00 0.23 16 -23 39 1 107.6 地面 3 12.00 0.12 16 -23 39 1 56.2 地面 4 31.90 0.07 16 -23 39 1 87.1 c103 楼 北外墙 19.20 1.23 16 -23 39 1 921.0 梯 北外门 6.00 2.6 16 -23 39 1 608.4 间 地面 1 12.00 0.47 16 -23 39 1 220.0 地面 2 12.00 0.23 16 -23 39 1 107.6 地面 3 12.00 0.12 16 -23 39 1 56.2 地面 4 31.90 0.07 16 -23 39 1 87.1 c104 卫 生 间 地面 4 6.90 0.07 16 -23 39 1 18.8 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 12 页 共 36 页 房间 维护 基本 正 维护 冷风 冷 风 房间 名称 结构 耗 朝 风 修正后 高 度 结构 渗透 侵 入 总耗 热量 向 力 耗热量 附 加 耗热量 耗热 量 耗 热 量 热量 w w w w w w 商 北外墙 2434.5 0 0 2434.5 4 17812 5356 261 3 25782 西外墙 3410.7 -5 0 3240.1 东外墙 922.0 -5 0 875.9 南外墙 507.7 -20 0 406.2 北外窗 1500.5 0 0 1500.5 西外窗 3080.0 -5 0 2926.0 西外门 1364.3 -5 0 1296.1 东外门 958.2 -5 0 910.3 地面 1 2177.6 0 0 2177.6 店 地面 2 796.5 0 0 796.5 地面 3 372.3 0 0 372.3 地面 4 191.6 0 0 191.6 17127.8 东外墙 401.2 -5 0 381.2 4 1080 429 0 1509 卫 南外墙 211.5 -20 0 169.2 生 东外窗 213.2 -5 0 202.5 间 地面 1 212.7 0 0 212.7 地面 2 72.7 0 0 72.7 1038.3 门 东外墙 481.1 -20 0 384.9 4 2419 2941 143 5360 南外墙 762.0 -20 0 609.6 卫 东外窗 376.4 -5 0 357.6 南外窗 658.7 -20 0 526.9 南外门 191.9 -20 0 153.5 室 地面 1 258.2 0 0 258.2 地面 2 34.9 0 0 34.9 2325.6 楼 东外墙 1479.4 -5 0 1405.4 4 2569 1857 158 4426 东外窗 337.0 -5 0 320.1 梯 东外门 243.4 -5 0 231.2 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 13 页 共 36 页 地面 1 318.9 0 0 318.9 间 地面 2 157.6 0 0 157.6 地面 3 36.7 0 0 36.7 2470.0 楼 东外墙 241.8 0 0 241.8 4 573 939 75 1014 梯 东外门 115.1 0 0 115.1 间 地面 1 88.0 0 0 88.0 地面 2 43.1 0 0 43.1 地面 3 62.9 0 0 62.9 550.8 消 北外墙 326.4 0 0 326.4 4 1399 1359 211 2969 防 西外墙 392.9 -5 0 373.2 控 西外窗 363.9 -5 0 345.7 室 西外门 315.4 -5 0 299.6 1344.9 卫生 间 北外墙 244.1 0 0 244.1 4 254 0 0 254 244.1 楼 北外墙 235.7 0 0 235.7 4 2300 2252 427 4979 梯 北外墙 1108.1 0 0 1108.1 间 北外窗 210.6 0 0 210.6 北外门 1.5*2.4 657.1 0 0 657.1 2211.5 楼 北外墙 1439.1 0 0 1439.1 4 3092 1282 198 4572 梯 西外墙 641.8 -5 0 609.7 东外墙 247.8 -5 0 235.4 北外窗 400.1 0 0 400.1 间 西外门 304.2 -5 0 289.0 2973.4 商 北外墙 191.4 0 0 191.4 4 13611 7502 170 6 22818 店 西外墙 1994.6 -5 0 1894.9 南外墙 1525.4 -20 0 1220.4 东外墙 1160.5 -5 0 1102.5 西外窗 3538.1 -5 0 3361.2 南外窗 4022.5 -20 0 3218.0 南外门 2624.2 -20 0 2099.4 13087.6 商 北外墙 3888.4 0 0 3888.4 4 30195 153945750162 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 14 页 共 36 页 店 北外窗 2059.2 0 0 2059.2 3 5 北外门 2518.8 0 0 2518.8 西外墙 1426.4 -5 0 1355.1 东外墙 4754.8 -5 0 4517.0 南外墙 1518.3 -20 0 1214.6 南外门 4058.0 -20 0 3246.4 南外窗 4833.3 -20 0 3866.6 地面 1 4047.3 0 0 4047.3 地面 2 1358.1 0 0 1358.1 地面 3 569.1 0 0 569.1 地面 4 393.1 0 0 393.1 29033.8 楼 北外墙 921.0 0 0 921.0 4 2049 2330 395 4774 梯 北外门 608.4 -5 0 578.0 间 地面 1 220.0 0 0 220.0 地面 2 107.6 0 0 107.6 地面 3 56.2 0 0 56.2 地面 4 87.1 0 0 87.1 1969.9 楼 北外墙 921.0 0 0 921.0 4 2049 2330 396 4774 梯 北外门 608.4 -5 0 578.0 间 地面 1 220.0 0 0 220.0 地面 2 107.6 0 0 107.6 地面 3 56.2 0 0 56.2 地面 4 87.1 0 0 87.1 1969.9 卫生 间 地面 4 18.8 0 0 18.8 4 20 0 239 259 18.8 房 间 维护 基本 修 正 维护 冷风 冷风 房间 名 称 结构 耗 朝 风 修正后 结构 渗透 侵入 总耗 热量 向 力 耗热量 耗热量 耗热 量 耗热 量 热量 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 15 页 共 36 页 w w w w w w 商 北外 墙 2613 0 0 2613 4 16633 0 0 16633 店 西外 墙 4999 -5 0 4749 东外 墙 1425 -5 0 1353 南外 墙 508 -20 0 406 北外 窗 2190 0 0 2190 西外 窗 3559 -5 0 3381 东外 窗 1369 -5 0 1300 15994 卫 东外 墙 517 -5 0 491 4 907 429 0 1336 生 南外 墙 257 -20 0 206 间 东外 窗 184 -5 0 175 872 楼 梯 间 东外 墙 1740 -5 0 1653 4 2302 1029 0 3330 东外 窗 590 -5 0 560 2213 楼 东外 墙 242 0 0 242 4 573 939 0 1014 梯 东外 门 115 0 0 115 间 地面 1 88 0 0 88 地面 2 43 0 0 43 地面 3 63 0 0 63 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 16 页 共 36 页 551 卫 北外 墙 396 0 0 396 4 1243 0 0 1243 生 西外 墙 477 -5 0 453 间 西外 窗 364 -5 0 346 1195 楼 北外 墙 286 0 0 286 4 4100 1541 0 5642 梯 北外 墙 1238 0 0 1238 间 北外 窗 878 0 0 878 3943 楼 北外 墙 1672 0 0 1672 4 3189 1650 0 4839 梯 西外 墙 745 -5 0 708 间 东外 墙 301 -5 0 286 北外 窗 400 0 0 400 3066 商 北外 墙 232 0 0 232 4 11985 0 0 11985 店 西外 墙 2267 -5 0 2153 南外 墙 1525 -20 0 1220 东外 墙 1409 -5 0 1339 西外 窗 3538 -5 0 3361 南外 窗 4022 -20 0 3218 11524 商 北外 墙 4549 0 0 4549 4 22949 0 0 22949 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 17 页 共 36 页 店 北外 窗 2059 0 0 2059 西外 墙 1732 -5 0 1645 东外 墙 5774 -5 0 5485 南外 墙 1518 -20 0 1215 南外 门 4058 -20 0 3246 南外 窗 4833 -20 0 3867 22066 楼 北外 墙 1051 0 0 1051 4 1694 406 0 2100 梯 间 北外 门 608 -5 0 578 1629 楼 北外 墙 1051 0 0 1051 4 1694 406 0 4774 梯 北外 门 608 -5 0 578 1629 注：由于篇幅限制 2- 8 层热负荷计算表格省略。 5 散热器选择及计算散热器选择及计算 散热器的功能是将供暖系统的热媒所携带的热量，通过散热器壁面传给室内。 散热器的传热系数 k 值越高，说明散热性越好。提高散热器的散热量，增大散热 器传热系数的办法，可以采用增加外壁散热面积，提高散热器周围空气流动速度 和增加散热器向外辐射强度等措施。散热器传给房间的单位热量消耗的金属量越 小，成本越低，经济性就越好。 散热器的金属热强度是衡量散热器经济性的一个标志。金属热强度是指散热 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 18 页 共 36 页 器内热媒平均温度与室内空气温度相差为 1c时，每公斤质量散热器单位时间所 散出的热量。用下式表示；q=k/g w/kgc 式中 q散热器的金属热强度， w/kgc k散热器的传热系数， 2 /w m c o ； g散热器每 1 2 m散热面积的质量，kg/ 2 m。 5.1 散热器的选用散热器的选用 散热器在选用时，应注意在热工，经济，卫生和美观等方面的基本要求。要 符合以下原则性的规定； 1散热器的工作压力，当以热水为热媒时，不得超过制造场规定的压力值。 对高层建筑使用的热水供暖时，首先要求保证承压能力，这多系统安全运行至关 重要。 2在民用建筑中，宜采用外型美观，易于清扫的散热器。 3在放散粉尘或放尘要求较高的生产厂房，应采用易于清扫的散热器。 4在具有腐蚀性气体的生产厂房或相对湿度较大的房间，宜采用铸铁散热 器。 5热水系统采用钢制散热器时，应采用必要的防腐措施（如表面喷涂，补 给水除氧等措施） 。 根据以上规定及本设计建筑物结构特点，选用了以下型号散热器。由河北圣 春散热器股份有限公司生产的柱翼 780 型，sc（ws）tzy2-1.0/6-5（8） 。及椭四 柱 460 型 sc（ws）ttz4-3-6（8） （460）型内腔无粘沙铸铁散热器。 选用铸铁散热器有以下原因； 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 19 页 共 36 页 1目前我国使用约占 70%的常压热水锅炉没有除氧设施，开式采暖系统使用 高位膨胀水箱定压和补水，补水就是普通自来水，这样热媒水中的溶解氧高，大 大超过国家规定标准值， 对钢制散热器就必然严重氧化腐蚀， 难免出现渗漏现象。 2。近几年来，用独立式壁挂炉，同时兼供生活热水和采暖系统的越来越多， 独立式采暖系统同样没有除氧设备和开式运行。热媒中溶解氧量更高，氧化腐蚀 更为严重。现在已经不时出现独立式壁挂炉采暖系统的钢制散热器被氧化腐蚀渗 漏现象，而且难以修复。因此，独立式壁挂炉采暖的，宜使用主动防氧化腐蚀的 铸铁散热器。 3。 具有腐蚀性气体和相对湿度较大的环境 （浴室、 卫生间和泳池， 洗衣房等） ， 不宜使用钢制散热器或铝制散热器，会造成严重的散热器腐蚀现象。国家设计规 范明文规定应采用耐腐蚀的散热器， 4、通常大型热力外网的热媒中氯化物含量都超标，锅炉水的 ph 值在 10-12 之间，呈碱性；容易造成碱腐蚀，对铝制散热器腐蚀最为突出。因此国家设计规 范明文规定，采用铝制散热器时要满足产品对水质的要求，铸铁散热器完全适应 以上条件和适用于碱性热媒采暖系统。 5、非采暖季节采暖系不充水保养的采暖系，宜采用铸铁散热器：钢制、铝制 散热器在非采暖季节严格要求充水保养，且充水应为除氧处理水。否则，非采暖 期系统空闲停置时散热器氧化腐蚀更为严重。这种实际情况只有使用不苛求在非 采暖季节充水保养的铸铁散热器，最为稳妥可靠。 6、此外，国家建筑节能管理规定（采暖居住部份） 要求。新建或在建建 筑必须推行供热分户计量，在热分户计量采暖系统中使用铸铁散热器，应使用内 腔无粘沙铸铁散热器。目前，国家建设部推广使用的是河北春风冀暖股份有限公 司的圣春牌内腔无沙铸铁散热器。该产品有别于传统的铸铁散热器，外形美观、 具有较强的装饰性，同时又是一种节能产品。 产品主要参数列于下表 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 20 页 共 36 页 型 号 规 格 单片主要尺寸（mm) 重 量 水 容 量 散热 面积 传热 系数 单片 散热 量 （热水）工作压力 高 度 宽 度 长 度 中心 距 kg l w 普 压 高 压 超高 压 760 型 中 700 100 70 600 5.8 1.4 0.33 6.92 147.3 0.5 0.8 足 780 6.4 460 型 中 382 143 60 300 2.9 0.5 0.13 9.57 77.8 0.6 0.8 1 足 460 3.3 5.2 散热器的计算散热器的计算 散热器的计算是确定供暖房间所需要的散热器面积和片数。 一散热面积的计算 一般按下式计算； 123 () pjn q f k tt bbb = - 2 m q散热器的散热量，w； pj t 散热器内热媒平均温度， c ； n t 供暖室内计算温度， c ； k散热器的传热系数， 2 /w m c ； 1 b散热器组装片数修正系数； 2 b散热器连接形式修正系数； 3 b散热器安装形式修正系数； 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 21 页 共 36 页 在热水供暖系统中， pj t为散热器进出口温度的平均值。用下式计算； ()/2 pjsgsh ttt=+ c ； sg t 散热器的进水温度， c sh t 散热器的出水温度， c 。 散热器传热系数 k 表示当散热器内热媒平均温度 pj t 与室内气温 n t 相差 1 c 时，每 1 2 m 散热器所散出的热量 w，单位为 2 /w m c ，它是散热器散热能力强弱的主要标 志。本设计所采用散热器的传热系数已列于上表中。 散热器的组装片数修正系数 1 b，对于柱型散热器，是以 10 片作为实验组合的 标准，整理出 k=f（td）或 q=f（td）的关系式。在传热过程中，柱型散热器中 间各相邻片之间相互吸收辐射热量，减少了向房间的辐射热量，只有两端的散热 器的外侧表面才能把绝大部分辐射热量传给室内。随着柱型散热器片数的增加， 其外侧表面占总的散热器面积的比例减少，散热器单位散热面积的平均散热量也 就减少，因而实际传热系数 k 减少，在热符合一定的情况下所需的散热面积增大。 可从设计手册中查得， 每组片数少于 6 片， 1 b值取 0.95。 大于 6 小于 10， 1 b取 1.0， 大于 10 小于 20， 1 b取 1.05。大于 20， 1 b取 1.10。 散热器的连接形式修正系数 2 b，所有散热器传热系数 k=f（td）和 q=f（td） 关系式，都是在散热器支管与散热器同侧连接，上进下出的实验状况下整理出来 的。当散热器支管与散热器的连接方式不同时，由于散热器外表面温度场变化的 影响， 使散热器的传热系数发生变化， 本设计采用异侧下进下出， 查设计手册得 2 b 值为 1.225。 散热器的安装形式修正系数 3 b，根据安装方式不同而不同，当安装方式不同 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 22 页 共 36 页 时，改变了散热器对流放热和辐射放热的条件，本设计采用在散热器上安装盖板 的方式， 3 b值取 1.02。 此外，在一定的连接方式和安装形式下，通过散热器的水流量对某些形式的 散热器也有影响。散热器表面采用的涂料不同，对 k 值和 q 值也有不同的影响。 本设计散热器计算结果列于下表； 2 /w m c 房间 热媒 平 传热 传热 散热 器 连接 形式 安装 形式 片 组装 片数 修正 后 每组片 数 编号 均温 度 温差 系数 面积 修正 系数 修正 系数 数 修正 系数 取整 片数 d001 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 9.5 1.05 11 1 组 11 片 d002 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 42.7 1.05 46 1 组 16 2 组 15 d003 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 5.4 1.00 6 1 组 6 片 d004 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 8.7 1.05 10 1 组 10 a101 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 212.1 1.05 224 1 组 15 片 11组 19 片 a102 82.5 70.5 6.92 0.33 1.225 1.02 11.7 1.05 13 1 组 13 片 a103 82.5 64.5 6.92 0.33 1.225 1.02 45.5 1.05 49 1 组 17 片,2 组 16 片 a104 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 36.4 1.05 39 1 组 19 片，1 组 20 a105 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 8.3 1.00 9 每组 17 片 b101 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 24.4 1.05 27 1 组 13 片,1 组 14 片 b102 82.5 70.5 6.92 0.33 1.225 1.02 2.0 1.00 3 每组 3 片 b103 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 41.0 1.05 44 2 组 15 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 23 页 共 36 页 片,1 组 14 片 b104 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 37.6 1.05 40 2 组 13 片,1 组 14 片 b105 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 187.7 1.05 198 每组 18 片 c101 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 412.7 1.05 434 22 组 18 片,2 组 19 片 c102 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 39.3 1.05 42 每组 14 片 c103 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 39.3 1.05 42 每组 14 片 c104 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 2.1 1.00 3 1 组 3 片 a201 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 136.9 1.05 145 7 组 18 片，1 组 19 片 a202 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 11.0 1.05 13 1 组 13 片 a203 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 27.4 1.05 30 每组 15 片 a204 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 8.3 1.00 9 1 组 9 片 b201 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 10.2 1.05 12 1 组 12 片 b202 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 46.4 1.05 50 2 组 17 片，1 组 16 片 b203 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 39.8 1.05 43 1 组 15 片 2 组 14 片 b204 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 98.6 1.05 105 每组 15 片 c201 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 188.8 1.05 199 1 组 19 片，10 组 18 片 c202 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 17.3 1.05 19 1 组 19 片 c203 82.5 66.5 6.92 0.33 1.225 1.02 39.3 1.05 42 每组 14 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 24 页 共 36 页 片 注；上表只列出地下室及一，二层的散热器计算结果。 5.3 散热器的布置散热器的布置 布置散热器时，注意到以下规定； 1散热器一般应安装在外墙的窗台下，这样，沿散热器上升的对流热气流能阻止 和改变从玻璃窗下降的冷气流和玻璃的冷辐射的影响，使流经室内的空气比较 暖和舒适。 2为防止冻裂散热器，两道外门之间，不准敷设置散热器。在楼梯间或其他有冻 结危险的场所，其散热器应由独立的立，支管供热，且不得装设调节阀。 3散热器一般应明装，不止简单。内部装修要求较高的民用建筑可以暗装。托儿 所和幼儿园应暗装或加防护罩，以防烫伤儿童。 4在垂直单管或双管热水供暖系统中，同一房间的两组散热器可以串联连接；贮 藏室，盥洗室，厕所和厨房等辅助用室及走廊的散热器，可同邻室串联连接。 两串联散热器之间的串联管直径应与散热器接口直径相同，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；二柱（m132 型）20 片，柱型 （四柱）25 片；长翼型7 片。 7非保温管道，明装计算管道的热损失，减少散热器的片数，暗装计算管道水冷 却对散热器面积的增加。 8安装在装饰罩内的恒温阀必须采用外置传感器，传感器应放置在反映室温度的 位置。 本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 第 25 页 共 36 页 本设计散热器布置按照以上的规定，散热器多布置贴近外墙外窗，符合保暖，美 观的要求，散热器进出水方式采用跨越式，这样可以减少水平失调。 6 水力计算水力计算 6.1 水力计算原理及方法简介水力计算原理及方法简介 设计热水供暖系统，为使系统中各段的水流量符合设计要求，以保证流进各 散热器的的水流符合要求，要进行水力计算。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；当流体流过一些附件，如阀门，弯头， 三通，散热器等时，由于流动方向或速度发生了变化，产生局部旋涡和撞击，也 有能量损失。前者称为沿程损失，后者称为局部损失。一般用下式表示； yjj ppprlpd =d +d =+d pa pd 计算管段的压力