建筑环境与设备工程毕业论文-论述行政领导在行政管理中的地位和作用.doc

1 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文） 题目：题目：论述行政领导在行政管理中的地位和作用论述行政领导在行政管理中的地位和作用 姓姓 名名: : 准考证号准考证号: : 专专 业业: : 建筑环境与设备工程建筑环境与设备工程 指导教师指导教师: : 年年 月月 日日 2 高等教育自学考试高等教育自学考试 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 一、题目：石家庄市某办公建筑室内采暖系统设计 二、时间： 三、进行地点： 四、内容要求： 通过查找资料和调查研究，我国近年来中小企业发展现状与 对策中暴露出不少问题。随着社会的发展，中小企业也在不断地 进度与完善，也看到了其存在的问题与不足。论文主要分析了当 前我国中小企业发展现状与对策，并就如何解决这些问题提出一 些建议。 要求整篇论文严格按照论文格式要求进行排版，论文 语句通顺、观点正确、论点和论据相匹配。 指导老师： 职称： 批准日期： 年 月 日 3 （论文）摘要（论文）摘要： 本次进行了石家庄市某办公建筑室内采暖系统设计。采用散热器采暖，系统 以 95/70的热水为热媒，采用机械循环上供下回垂直单管顺流式系统进行采 暖。 首先计算出系统的热负荷，总热负荷为 95.46KW。在此基础上，通过对散热 器的比较,选择性能好且经济的 M-132 型散热器。由于采用上供下回单管系统， 根据各房间热负荷可以计算出每间房屋所需的散热片数量。进行系统管路设计， 绘制各层的平面图及系统图。进行水力计算，求出并联环路的不平衡率，对于不 平衡率较大的并联管路用立管阀门进行节流。在水力计算的基础上选择合理的选 取排气阀、除污器等其他附件设备。 关键词：关键词：采暖；热负荷计算；散热器选型和计算；系统设计；水力计算 4 ABSTRACT This article is an office building in Shijiazhuang interior heating system. It is radiator heating system,with radiator heating system to 95 / 70 hot water as heat medium, mechanical cycle for reference next time vertical single-pipe heating system. First, calculates the system thermal load ,the whole is 95.46KW.on this basis, by comparison of the radiator, the performance good and economy M-132 type heat sink was selected. Thanks for reference next time single-tube system, according to the room heat load can be calculated for each heat sink required for the number of houses. For system piping design, drawing floor plans and system map layers. For hydraulic calculation, find the parallel circuit of the unbalanced rate, the rate for the large imbalance in parallel with the riser pipe to throttle valve. In the hydraulic calculation on the basis of rational choice selection of exhaust valve, decontamination equipment, devices and other accessories. Key words: heating; heat load calculations; radiator selection and calculations; systems design; hydraulic calculations 5 目目 录录 概概 述述 1 1 第第 1 1 章章 计原始资料计原始资料 3 3 1.11.1 设计题目设计题目3 3 1.21.2 设计原始资料设计原始资料3 3 第第 2 2 章章 采暖系统设计热负荷计算采暖系统设计热负荷计算 4 4 2.12.1 设计气象资料的确定设计气象资料的确定4 4 3.23.2 采暖设计热负荷计算方法采暖设计热负荷计算方法5 5 3.33.3 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量6 6 3.43.4 围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量1111 第第 4 4 章章 采暖方案及室内采暖系统形式采暖方案及室内采暖系统形式 1414 第第 5 5 章章 散热器的选择及计算散热器的选择及计算 1515 5.15.1 散热器的选用散热器的选用1515 5.25.2 散热器的计算散热器的计算1616 第第 6 6 章系统水力计算章系统水力计算 2121 6.16.1 基本计算公式基本计算公式2121 6.26.2 水力计算步骤水力计算步骤2121 6.36.3 水力计算举例水力计算举例2323 第第 7 7 章章 附属设备的选择及说明附属设备的选择及说明 2525 7.17.1 集气罐和排气阀集气罐和排气阀2525 7.27.2 疏水器疏水器2525 7.37.3 除污器除污器2626 6 7.47.4 补偿器补偿器2626 结结 论论 2828 参考文献参考文献 2929 致致 谢谢 3030 7 概概 述述 在人类很长的历史时期中，人们以火的形式利用能源。后来人们为了取得热 量，开始用原始的炉灶获得热能取暖、做饭和照明。这种局部的取暖装置至今还 保留和使用着，如火炉、火墙、火坑等。 蒸汽机的发明，促进了锅炉制造业的发展。十九世纪初期开始出现了以蒸汽 或热水作为热媒的供暖系统。在供暖系统中，由一个锅炉产生的蒸汽或热水，通 过管路供给一座建筑物各房间取暖。1877 年在美国建成了区域供热系统，由一个 锅炉房供给全区许多座建筑物和生产与生活所用的热能。 二十世纪初期一些工业发达的国家开始利用发电厂中汽轮机的废汽，供给生 活与生产用热。其后逐渐发展为现代化的热电厂，联合生产电能与热能，显著地 提高了燃料利用率。 二次大战后，特别是六十年代，世界能源的消耗，随着城市工业的发展和城 市人口的增加而迅速地增加，19501965 年间，联邦德国、捷克斯洛伐克等国热 能消耗量增长了 2 倍，日本增长了 3.7 倍。巨大的热能消耗，不仅要求有足够的 供应能力，而且要求提高供热效率和降低成本。此外，锅炉房多建于城市人口稠 密区，煤烟粉尘和锅炉排出的二氧化硫气体是造成城市环境污染的主要原因。 在区域供热系统中采用大型现代化锅炉，燃烧效率高，尤其是综合生产热能 与电能的热电厂可以大量节省能源、大型区域供热系统供热半径长、热源可以远 离城市中心人口稠密区，并可装设有效的排烟除硫和除尘设备以防止城市环境的 污染。因此，近 30 年来区域供热事业的发展极为迅速。 苏联和东欧各国的区域供热的热源以热电厂为主。美国和西欧各国的区域供 热的热源，多以区域锅炉房为主，早期以蒸汽作为主要热媒，二次世界大战以后， 以高温水为热媒的区域供热系统发展很快。近年来，在法国、瑞士等国出现了一 些城市区域供热锅炉，以城市垃圾作为主要燃料。 在旧中国，仅只是在一些大城市的个别建筑和特殊区域内设置有集中供热设 备。以北京为例，当时的六国饭店（现北京饭店老楼） 、清华大学图书馆、体育 馆、东单的德国医院（现北京医院）等都装有功能完善的暖气系统。甚至冬季很 短、气温不太低的上海的某些宾馆，如国际饭店、沙逊大厦（现和平饭店）和个 别高档公寓，如华山公寓、霞飞公寓等也装有可随气候调节温度的真空式蒸汽采 暖系统。当时这些系统基本上由洋人设计，所用设备由国外运来。显然那时的集 中供热只是达官贵人和显要们的专利，与广大老百姓无缘。 8 随着经济建设的发展和人民生活水平的提高，我国的供热事业也得到迅速发 展。北方地区的绝大多数公共建筑和工业企业都装设了集中供暖设备，居民住宅 也陆续装设了供暖系统，居住的舒适、卫生与环境条件得到很大的改善。 建国初期， “三北”地区（东北、西北、华北）居民住宅以平房为主，冬季采用 火炉、火炕或火墙取暖。自 1951 年我国第一座城市热电站北京东郊热电站 投入运行，到改革开放前，全国只有哈尔滨、沈阳等 8 个城市有集中供热。改革 开放后发展迅速，1956 年增加到 151 个城市，到 1961 年这 5 年中有集中供热的 城市猛增到 516 个，供热面积也从 1956 的年的 91 亿 m2猛增到 5 年的 292 亿 m2。 此外，从 80 年代开始，我国已经能够自行设计大、中、小型的成套设备， 各型锅炉，设计与制造多种铸铁、钢材和铝合金的散热设备。特别是近年来拓宽 了国际技术交流的渠道，大量先进技术陆续引进，国内供热技术的开发力度也不 断增强，城镇供热在设计标准、工艺水平和技术性能、自动化程度等方面都有长 足的进步。 9 第 1 章 计原始资料 1.1 设计题目 石家庄市某办公建筑室内采暖系统设计 1.2 设计原始资料 1、建筑物所在地点：石家庄市； 2、建筑物周围环境：市内，无遮挡； 3、建筑资料：详见建筑施工图纸； 4、热源：区域集中供热锅炉房； 5、热媒参数：95/70热水，引入口处资用压差 100kPa； 6、建筑面积：2834.12m2占地面积：873.68m2； 7、层数：主体三层，局部四层，总高度 16.65m 米； 8、结构形式：砖混结构； 9、抗震级别：丙级，安全级别：二级，工程抗震设防烈度：七度； 10、耐火等级：二级； 11、合理使用年限：50 年； 12（其他土建资料详见图纸） 。 10 第 2 章 采暖系统设计热负荷计算 2.1 设计气象资料的确定 2.1.1 设计气象资料确定原则 1、冬季室外计算温度： 采暖室外计算温度，应采用历年冬季平均不保证 5 天的日平均温度，这主要 用于计算采暖设计热负荷。 在采暖热负荷计算中，如何确定室外计算温度是非常重要的。从气象资料中 就可以看出，最冷的天气并不是每年都会出现。如果采暖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，在采暖运行期的绝大多数时间 里，会显得设计能力富余过多，造成浪费；反之，如果把室外计算温度定得过高， 则在较长的时间内不能保证必要的室内温度，达不到采暖的目的和要求。因此， 正确地确定和合理的采用采暖室外计算温度是一个技术与经济统一的问题。 采 暖通风与空气调节设计规范GB500192003所规定的采暖室外设计温度，适 用于连续采暖或间歇时间较短的热负荷计算。 2、冬季室外平均风速： 冬季室外平均风速应采用累年最冷 3 个月各月平均风速的平均值， “累年最冷 3 个月，系指累年逐月平均气温最低的 3 个月，主要用来计算风力附加耗热量和 冷风渗透耗热量。 3、冬季主导风向 冬季“主导风向”即为“虽多风向”，采用的是累年最冷 3 个月平均频率最高的 风向，风向的频率指在一个观测周期内，某风向出现的次数占总数的百分数，主 要用来计算冷风渗透耗热量。用四个字母 ESWN 分别表示东南西北四个方向，其 它方位用这四个字母组合表示风的吹向，即风从外面刮来的方向。当风速小于 0.3 米秒时，用字母 c 来表示，各地区冬季主导风向可参见供热手册 ，如哈 尔滨主导风向为 SSW，安达主导风向为 NW，即分别表示为南西南风和西北风。 4、冬季日照率 11 冬季日照率(冬季日照百分率)，采用历年最冷 3 个月平均日照率的平均值， 系指在一个观测周期(全月)内，实测日照总时数占可照总时数的百分率，用来确 定朝向修正率。 3.1.2 设计气象资料 建筑物所在城市：石家庄 查出当地的气象资料如下： 1、地理位置： 北纬 38 度； 东经 114 度； 海拔 80.5 米； 2、大气压力：冬季 Pb=1016.9hPa； 夏季 Pb=995.6hPa； 3、冬季供暖室外计算温度：-8； 4、冬季最低日平均：-17.1； 5、冬季室外平均风速：1.5m/s； 6、冬季通风：-3； 7、冬季日照率：66%； 8、设计计算用采暖期天数及平均温度 供暖期：日平均温度： ,所以满足规定。 wq R 2 m 0 min R 表表 3-1 内表面换热系数内表面换热系数与换热热阻与换热热阻 n n R n n R 围护结构内表面特征 W/() 2 m （kcal/h） 2 m W/() 2 m （kcal/h） 2 m 墙、地面、表面平整或有肋柱状凸出物的顶棚8.7（7.5）0.115（0.133） 有肋状凸出物的顶棚，当 h/s0.3 时7.6（6.5）0.132（0.154） 注意： 1、本公式不适用于窗、阳台门和天窗。 2、砖石墙体的传热阻，可比式中的计算结果小 5。 3、外门(阳台门除外)的最小传热阻不应小于按采暖室外计算温度所确定的 外墙最小传热阻的 60。 4、当相邻房间的温差大于 10时，内围护结构的最小传热阻，亦应通过计 算确定。 5、当居住建筑、医院、幼儿园、办公楼、学校和门诊部等建筑物的外墙为 轻质材料或内侧复合轻质材料时，采用轻型结构时，其外墙最小传热阻在按式计 算结果的基础上进行附加。 6、天棚的结构，如屋面有坡时，校核最小热阻应按最小厚度处进行计算， 计算天棚的耗热量时可按平均厚度去计算天棚的传热系数，校核公式 R。 0 min R 3.3.3 室内计算温度及温差修正系数 （一）室内计算温度 民用建筑的主要房间，室内计算温度宜采用 1624，当工艺或使用条件有 特殊要求时，各类建筑物的室内温度可按国家现行有关专业标准、规范执行。 辅助建筑物及辅助用室，不应低于下列数值： 1、浴室 24； 2、更衣室 24； 3、办公室休息室 18； 4、食堂 18； 5、走廊及门厅 16； 6、盥洗室及厕所 16。 （二）温差修正系数： 16 当围护结构外侧直接对大气时，=1。但是，在计算围护结构时，还常遇到 围护结构外侧不直接与室外空气接触，它的外侧是不供暖的房间或空间（如顶棚 或地下室等） ，而这些房间或空间通常是有与外侧相通的门或窗。为了便于计算， 规定仍利用温差（tn-tw）计算耗热量，而用系数进行修正。温差修正系数是根 据经验确定的，可查表 3-2。 还有一种情况，有时采暖房间围护结构的另一侧也是采暖房间，但两侧室温 不同，与相邻的房间温差大于或等于 5时，应该算通过隔墙或楼板等的传热量。 与相邻房间的温差小于 5时，且通过隔墙和楼板的等的传热量大于该房间的 10%时， 也应计算传热量。 表表 3-23-2 围护结构的温差正系数围护结构的温差正系数 序号围护结构特征 1 外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等 1.00 2 闷顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板等 0.90 3 与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙（16 层建筑） 0.60 4 与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙（730 层建筑） 0.50 5 非采暖地下室上面的楼板，外墙上有窗时 0.75 6 非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以上时 0.60 7 非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以下时 0.40 8 与有外门窗的非采暖房间相邻的隔墙、防震缝墙 0.70 9 与无外门窗的非采暖房间相邻的隔墙 0.40 10 伸缩缝墙、沉降缝墙 0.30 3.3.4 基本耗热量的计算举例 首先将房间编号，编号应简单明了且有层次，编号详见平面图。 以 101 房间为例。 已知的围护结构条件: 1.房间高 3.9m，长 5.4m，宽 3.6m，含一扇外窗和一面外墙，无外门，外窗 尺寸为 1.82.1m； 2.采暖室外计算温度：=-8，该房间为办公室，室内计算温度为18； w t n t 3、外窗传热系数为=1.33W/(m2.)，外墙传热系数为=0.97W/(m2.)， wc K wq K 地面传热系数温差修正系数为=0.52W/(m2)，=1。 d K 代入公式(3-2)得： 17 1.331.82.118-（-8）1.0+0.97（3.93.6-1.82.1） dwqwch QQQQ 18-（-8）1.0+0.525.43.618-（-8）1.0=652.3W。 3.4 围护结构的附加耗热量 3.4.1 围护结构的附加(修正)耗热量 （一）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而对外围护结构传热损失的修正。 (a)不同朝向的围护结构所得的太阳辐射热是不同的，如为连续采暖时，朝向 修正率应按规定的数值选用。 (b)需要减少(或附加)的耗热量等于垂直的外围结构(门、窗、外墙及屋顶的垂 直部分)基本耗热量乘以相应的朝向修正率。 (c)建筑物被遮挡时不进行朝向修正，此要了解所设计建筑物的周边环境。本 设计建筑物不被遮挡。 (d)一般情况下，课程设计提供的建筑图上都有指南针，在进行朝向修正时要 按建筑物的方位进行设计，如图中无指南针，仍按上北下南来考虑。 朝向修正耗热量的修正率为： 东：-5； 西：-5； 南：-20； 北：5。 （二）风力附加耗热量 风力附加是考虑室外风速变化而对外围结构传热耗热量的修正。 设计规范 规定：在一般情况下，不必考虑风力附加，只对建筑在不避风的高地、河边、海 岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别高出的建筑物，垂直的外围护结构 附加 510。 风力附加率，是指在采暖耗热量计算中，基于较大的室外风速会引起围护结 构外表面换热系数增大即大于 23w/()而增加的附加系数。由于我国大部份 地区冬季平均风速不大，一般为 23m/s，仅个别地区大于 5m/s，影响不大，为 简化计算起见，一般建筑物不必考虑风力附加，仅对建筑在不避风的高地、河边、 海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别高出的建筑物的风力附加系数做 了规定。 本次设计不做附加计算。 （三）高度附加耗热量 18 民用建筑和工业企业辅助建筑(楼梯间除外)的高度附加率，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。 高度附加率，是基于房间高度大于 4m 时，由于竖向温度梯度的影响导致上 部空间及围护结构的耗热量增大而加的附加系数。由于围护结构耗热作用等 影响，房间竖向温度的分布并不总是逐步升高的因此对高度附加率的上限值做 了不应大于 15的限制。 对于多层建筑物楼梯间的耗热量计算不考虑高度附加，因为楼梯间的空气和 各楼层相通，只是在布置散热器时，尽量放在底层。这就已考虑竖向温度梯度了。 本次设计办公楼层高最高 3.9m,无高度附加。 注意：高度附加率，应附加于围护结构的基本耗热量和其他附加耗热量上。 （四）对公用建筑，当房间有两面及两面以上外墙时，将外墙、窗、们的基本耗 热增加 5。 窗墙面积比超过 1：l 时，对窗的基本耗热附加 10。 当建筑不要求全天维持设计室温，而允许定时降低室内温度 时，采暖系统可按间歇采暧设计。此时除上述各项附加外，将基本耗热附加 以下百分数： 仅百天采暖者(例如办公楼、教学楼等)，基本耗热附加 20； 不经常使用者(例如礼堂等)，基本耗热附加 30。 在设计中如果有以上情况，需进行耗热量修正。 3.4.2 冷风渗透耗热量 由于本设计选取缝隙长度不便，所以按照换气次数法计算，公式如下： W (3-6) 2 0.278() knpwnw Qn V ctt 式中： 房间内部体积，； n V 3 m 房间的换气次数,次/h； k n 采暖室外计算温度下的空气密度(kg/m3)； Vn采暖房间的体积(m3)； tn采暖室内计算温度()； tw采暖室外计算温度()。 可以按表 3-3 选取： k n 19 本次设计外墙有一面外窗和两面外窗的,取，外墙含两面以上外窗的, k n 2 1 取 1。 k n 表表 3-33-3 概算换气次数概算换气次数 房间外墙暴露情况 k n 一面有外窗或外门 1/42/3 两面有外窗或外门 1/21 三面有外窗或外门 11.5 门厅 2 3.4.3 冷风侵入耗热量 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入耗热量。 冷风侵入耗热量较大，占热负荷比例不容忽视。 例如：设楼层数 n=5， 一道门的附加 65n 为：4.65*65*5=15.11 两道门的附加 80n 为：2.33*80*5=9.32 按照下列公式计算： (3-7) 31 jm QNQ 式中：外门的基本耗热量，W； 1 jm Q 冷风侵入耗热量，W； 3 Q N考虑冷风侵入的外门附加率。 表表 3-4 外门附加率外门附加率 N 值（注：值（注：n 为建筑物的楼层数）为建筑物的楼层数） 外门布置状况附加率 一道门65n% 两道门（有门斗）80n% 三道门60n% 供暖建筑和生产厂房的主要出口500% 以一楼走廊为例： 设计建筑物 4 层，一楼走廊一侧有一道外门，故冷风侵入的外门附加率 N=565%=3.25 一侧走廊外门基本耗热量为 136.5W（计算见附录 1） 所以=3.25136.5=472.3W 3 Q 20 第 4 章 采暖方案及室内采暖系统形式 一、本次设计采用散热器采暖，系统以 95/70的热水为热媒 热水热媒具有以下优点： （1）热能利用效率高； （2）可以改变供水温度来进行供热调节，既能减少热网热损失，又能较好 地满足卫生要求； （3）蓄热能力高； （4）可以远距离输送，供热半径大。 二、设计采用机械循环上供下回垂直单管顺流异程式系统 对系统的说明： 1.采用机械循环垂直单管系统，上供下回，异程式系统，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.把主立管布置在对称的一端，采用了较多的环路，使每一环路负担的热负 荷尽可能的少一些，而且基本相等。这样既可以使管路的消耗量最少而且易于平 衡，建筑物南北向分开设计和分朝向设置干管或环路以便于分朝向调节。 3.每根立管每层可以各大多数带两个散热器，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。 4.在系统地最高处，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 冲水时，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。系统的 最高点设立集气罐。 5.供水水平干管安装在楼面下，这避免了管道暴露在屋面，直接日晒雨淋， 使用时间长，管道保温层外的保护层和防水层不易破损，不会造成因保温层吸水 而使管道的热损失增加，故在使用中要保温措施不必经常维修。 6 回水水平干管也应有 0.002 的坡度，它的坡向应该保证系统的水能通过回 水管完全排空。本设计将回水干管放在了底层室内地沟里。 7.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。 21 8.回水干管沿地沟敷设，水平高度为-400mm。 第 5 章 散热器的选择及计算 5.1 散热器的选用 5.1.1 对散热器的要求 1、热工性能方面的要求是散热器的传热系数越高，说明散热器散热性能越 好。 2、经济方面的要求，散热器传给房间的单位热量所需金属耗量越少成本越 低，其经济性越好。 3、面的要求散热器应具有一定机械强度和承压能力，散热器的结构形式应 便于组合成所需要的散热面积，结构尺寸要小，少占房间面积和空间。 4、卫生和美观方面的要求散热器外表光滑，不积灰易于清洗，散热器装设 应影响房间美观。 5、使用寿命要求散热器应不易于被腐蚀和破坏，使用年限长。 5.1.2 对散热器的注意事项 (1)具有腐蚀性气体的工业建筑或相对湿度较大的房问，应采用耐腐蚀的散热 器。 (2)采用钢制散热器时，必须注意防腐问题。应采用闭式系统，并满足产品对 水质的要求，在非采暖季节采暖系统应充水保养。 (3)铝制散热器的腐蚀问题日益突出，造成的腐蚀主要是碱腐蚀，采用铝制散 热器时应选用内防腐性铝制散热器，并满足产品对水质的要求。 (4)安装热量表和恒温阀的热水采暖系统不宜采用水流通道内含有粘砂的铸铁 等散热器。 22 (5)热水采暖系统选用散热器时，钢制散热器与铝制散热器不应在同一热水采 暖系统中使用。 5.1.3 钢制散热器与铸铁散热器的比较 （一）铸铁散热器主要特点： 铸铁散热器是目前应用最广泛的散热器，它结构简单，耐腐蚀，使用寿命长， 造价低，但其金属耗量大，承压能力低， （二）钢质散热器的主要特点： 1)金属耗量少。钢制散热器多由薄钢板压制焊接而成，散出同样热量时，金 属耗量少而且重量轻。 2)承压能力高。 3)外形美观整洁，规格尺寸多，少占有效空间和使用面积，便于布置。 4)除钢制柱型散热器外，其他钢制散热器的水容量少，持续散热能力低，热 稳定性差，供水温度偏低而又间歇采暖时，散热效果会明显降低。 5)钢制散热器易腐蚀，使用寿命短。 因钢制散热器易腐蚀，对水质要求高，使用寿命短，钢制板式散热器在我国 已基本上不采用。 5.1.4 散热器的选取 本次设计选用 M132 型散热器。 M132 为柱型散热器，柱型散热器是单片的柱状连通体，每片各有几个中 空的立柱相互连通，可根据散热面积的需要，把各个单片组对成一组。 M132 型散热器的宽度是 132mm，两边为柱状中间有波浪形的纵向肋片。 四柱散热器的规格以高度表示，如四柱 640 型，其高度为 640mm。四拄散热 器有带足片和不带足片两种片形，可将带足片作为端片，不带足片作为中间片， 组对成一组，可以直接落地安装。本次设计安装高度为 200mm。 该散热器传热系数高，散出同样热量时金属耗量少易消除积灰，外形也比 较美观。每片散热面积少，易组成所需散热面积。 5.2 散热器的计算 5.2.1 散热器的计算方法 23 一、散热器散热面积的计算 1、散热器内热媒平均温度 t 的确定 (1)本课程设计在计算时，不考虑管道散热引起的温降。 (2)对于双管热水供暖系统，为系统计算供、回水温度之和的一半，而且对所 有散热器都相同。 (3)对于单管热水供暖系统，由于每组散热器的进、出口水温沿流动方向下降， 所以每组散热器的进、出口水温必须按公式逐一分别计算。 2，本设计采用等温降法计算管路，系统中各立管的供、回水温度都取相同 的数值。布置完散热器和立管后即可进行详细计算。 3、用不等温降法计算管路时，各立管供水温度相同，回水温度不同只有 在管道水力计算完毕得出每根立管的温降之后，才能根据各立管的温降去计算散 热温度相同，回水温度不同只器面积和片数。 4、散热器的传热系数是否正确，直接影响散热器的数量，要注意它的准确 性。 5、散热面积的计算应该在布置完散热器和立管后进行。 6、设计中，为简化计算，散热器的热负荷中不扣除管道的散热量。 二、散热器片数的计算 散热器片数的计算可按下列步骤进行： 1、利用散热器散热面积公式求出房间内所需总散热面积; 2、根据每片散热器的面积得出所需散热器总片数； 3、确定房间内散热器的组数 m； 4、将总片数 n 分成 m 组，得出每组片数 n，若均分则 n=nm(片组)； 5、对每组片数 n进行片数修正，乘以，即得到修正后的每组散热器片数， 1 (1)对柱型及长翼型散热器，散热面积的减少不得超过 0.1； (2)对圆翼型散热器散热面积的减少不得超过计算面积的 10。 5.2.2 散热器的计算公式 计算公式如下： （5-1） 123 () pjn Q F K tt 2 m 式中:散热器散热面积，；F 2 m 散热器的散热量，W；Q 24 散热器内热媒平均温度，； pj t 供暖室内计算温度，；， n t 散热器的传热系数，W/(m2.)；K 散热器组装片数修正系数； 1 散热器组连接形式修正系数； 2 散热器组安装形式修正系数。 3 由于系统采用的为同侧进出式，故=1.0。 2 由于散热器上不有窗台板，选取 =1.02（供热工程附录 2-5） 。 3 1 计算散热器面积时，先取=1.00，但算出 F 后，求出总片数，然后再根据 1 片数修正系统的范围乘以对应的值，其范围如表 5-1： 1 表表 5-1 片数修正系数片数修正系数 每组片数 20 1 0.9511.051.1 另外，还规定了每组散热器片数的最大值，对此系统的四柱 760 型散热器每 组片数不超过 25 片。 在热水供暖系统中，散热器进出口水温的算术平均值： pj t （5-2） () 2 sgsh pj tt t 式中：散热器进水温度，； sg t 散热器出水温度，。 sh t 5.2.3 散热器的计算实例 已知条件:以 101 室立管为例（立管 A） 25 图图 5-1 立管立管 A 左侧左侧 计算: 1.计算各层散热器进、出口水温 ： i t = （5-3） i t)( tt hg N i i g Q Q t 代入公式，得; =87.2 3 t 6510 70952043 95 =80.8 2 t 6510 709516672043 95 2.计算各层散热器内热媒平均温度 p t （5-4） 2 sgsh p tt t 代入公式，得; 三层：=91.1； 2 2 .8795 pj t 26 二层：=84.3； 2 8 . 80 7 . 87 pj t 一层：=75.4。 2 708 .80 pj t 3.计算各层散热器计算温差 npj ttt 三层：=91.1-16=75.1；t 二层：=84.3-16=68.3；t 一层：=75.4-16=61.4。t 4.计算各层散热器的传热系数 K 值，查供热工程附录 2-1 知，M-132 1 型散热器： K=2.426 （5-5） 286 . 0 t 式中：散热器热媒与室内空气的平均温差， （） ；t npj ttt 三层：K=2.426=8.34 W/(m2.)； 286. 0 1 . 75 二层：K=2.426=8.12 W/(m2.)； 286 . 0 3 . 68 一层：K=2.426=7.88 W/(m2.)。 286 . 0 4 . 61 5.计算各层散热器的面积： 根据公式（5-1） 三层：=1.37; 3 F 1 . 7534. 8 02 . 1 0 . 10 . 1802 2 m 二层：=1.00； 2 F 3 . 6812 . 8 02 . 1 0 . 10 . 1602 2 m 一层：=1.60。 1 F 4 . 6188 . 7 02 . 1 0 . 10 . 1924 2 m 6.计算各层散热器片数 n, 查供热工程附录 2-1 知 f=0.24/片 12 m 所以：=6； 3 n 24 . 0 60 . 1 =1.00/0.24=5； 2 n 24 . 0 00 . 1 =1.37/0.24=7。 1 n 24 . 0 37 . 1 27 散热器的片数修正系数符合上表的要求，所以无需修正；若不符合，则按 1 实际系数修正。 第 6 章系统水力计算 6.1 基本计算公式 热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下列公式表示， Pa （6-1） yjj PPPRlP 式中：计算管段的压力损失，Pa；P 计算管段的沿程损失，Pa； y P 计算管段的局部损失，Pa； j P 每米管长的沿程损失，Pa；R 管段长度，m。l 在实际工程设计中，为了简化计算，采用“当量局部阻力法”或“当量长度法” 进行管路的水力计算。 当量局部阻力法又称为动压头法，是将管路的沿程损失转变为局部损失来进 行计算。设管段的沿程损失相当于某一局部损失Pj，计算公式表示如下： =d=Pa （6-2） j P 2 2 2 2 l d 式中：d当量局部阻力系数； 本设计即采用了这种方法。 其中，管段的局部损失，可按下式计算： (6-3) 2 2 j P Pa 式中：管段中总的局部阻力系数 6.2 水力计算步骤 热水采暖系统管路水力计算可分为等温降法和不等温降法，而等温降法又分 为限定压降法和允许流速法。 在本采暖系统的水力计算中，水力计算方法采用限定压降法。 28 本设计的计算过程同单管顺流式热水供暖系统管路的水力计算过程，将整个 系统分为南，北两环分别计算，计算步骤如下： 1、首先在系统图上，对各管段进行编号，并注明管段长度和热负荷。 2、确定最不利环路： 最不利环路就是单位管长允许的平均压降的最小的环路，对于机械循环系统， 一般为管路最长，阻力最大的环路。 对于此系统选择 122 为最不利环路。 图图 6-1 设计系统图（南侧）设计系统图（南侧） 3、计算通过最远立管 I 的环路的总阻力，根据所选值（60120Pa/m） ， oj R 和每个管段的流量 G 的值，流量 G 的值可用以下公式计算得出： /h （6-4） ) ( 86 . 0 hg tt Q G 式中：Q管段的热负荷，W； 系统的设计供水温度，； g t 系统的设计回水温度，。 h t 根据平均比摩阻和各管段的流量查供热工程附录表 41，选定合适的管 径、流速和压降。 3、确定各管段的长度。 4、确定局部阻力损失。 5、求各管段的压力损失P; y R j P 29 其中：=Rl，=。 y R j P 2 2 v Pd 6、求环路的总压力损失。 7、计算各并联环路压力损失。 8、求并联立管 AH 的压力损失不平衡率，通过调节调节系统上的阀门和 管径进行调节，把系统的不平衡率控制在 15的范围之内。入口处的剩余循环压 力，用调解阀节流消耗掉。 6.3 水力计算举例 1、根据选取的比摩阻和各管段流量，查出各管段 d、R、v 值并列入水力计 算表中（见附录） ，入口处剩余循环压力，用阀门节流。 =13240.7Pa；=182.4m。 221 )( jy PP l 2、以立管 H 为例： 30 图图 6-2 部分系统图（立管部分系统图（立管 H 及及 I） 确定立管 H 管径，立管 H 与最末端的供回水干管和立管 I、即管段 11、12 为并联环路。根据并联环路节点压力平衡原理，立管 H 和资用压力，可由 H P 下式确定： Pa （6-5） )( 1310HIjyH PPPPP ）（ 式中:水在立管 I 的散热器中冷却时所产的重力循环作用压力，Pa； I P 水在立管 H 的散热器中冷却时所产的重力循环作用压力，Pa。 H P 由于两根立管各层热负荷的分配比例大致相等，故=，因而 I P H P =1294.8Pa（详见附录 3） 1310 ）（ jyH PPP 立管 H 的平均比摩阻为 =30.7Pa l P R H pj 5 . 0 1 . 21 8 . 12945 . 0 根据和 G 值，选立管 H 的立、支管，立管取 DN20，支管取 DN15。 pj R 计算出立管 H 总压力损失， =1037Pa 2423 )( 、jy PP 表表 6-1 管段管段 23、24 局部阻力计算表局部阻力计算表 管 段 号 管径 mm 局部阻 力名称 个数个数 管段上 的 2320旁流三通21.53.0 2320阀门20.51.0 4.0 2415分流三通33.09.0 2415合流三通33.09.0 2415乙字弯61.59.0 2415散热器32.06.0 33.0 计算压力不平衡率，不平衡百分率： =20%15% H jyH H P PPP X 2423、 %100 8 .1294 1037 8 . 1294 31 使用立管阀门节流，其他立管计算与立管 H 相同。 第 7 章 附属设备的选择及说明 7.1 集气罐和排气阀 l、集气罐用于热水采暖系统中的空气排除，一般应设于系统的末端最高处， 并使干管逆流，水流与空气泡浮升方向一致。 2、集气罐分立式和卧式两种，按国标图制作，当安装高度不受限制时，亦 选用立式。 3、集气管的直径应大于或等于干管直径的 1.52 倍，使集气罐中水的流速 不超过 0.05ms。 4、集气罐接出的排气管管径，一般采用 DNl5mm。在排气管上应设阀门， 阀门应设在便于操作的地方，排气管排气口可引向附近水池。 5、在较大采暖系统中，为方便管理，亦采用自动排气阀。 6、自动排气阀的排气口，一般亦接 DNl5mm 排气管，防止排气直接吹向平 顶或侧墙，损坏建筑外装修，排气管上不应设阀门，排气管引向附近水池。 7、由于采暖系统(如水平串联系统)的原故，散热器中的空气不能顺利排除叫， 可在散热器上装设手动放风阀。 集气罐有效容积应为膨胀水箱容积的 l。它的直径 D 应大于或等于干管直 径的 1.52 倍，使水在其中的流速不超过 0.05集气罐按安装形式分为立式/m s 和横式两种。 本系统选择卧式集气管。 设计注意要点： 集气罐应设于系统末端的最高处，并使干管逆坡有利于排气。 集气罐上引出的排气管一般取 DN：15mm，并应安装阀门。 7.2 疏水器 l、疏水器的选型应根据系统的压力、温度、流量等情况确定。 2、一只疏水器满足不了排水量要求时，可选用多只疏水器并联工作。 3、水器安装时，视工程具体情况，一般应有旁通管、冲洗管、放气管、检 查管、止回阀、过滤器等。 32 4、要用于初始运行时排放大量凝水，运行中禁用。小型采暖系统可不设旁 通管。 5、冲洗管、检查管用于放气、冲洗管道、检查疏水器的工作情况，一般均 应设置。 6、过滤器，为防止凝水中的杂质堵塞疏水器，一般应在疏水器前端装设过 滤器，但疏水器本身带过滤器时，可不另设。 7.3 除污器 l、除污器的作用是用来清除和过滤管道中的杂质和污垢，以保证系统内水质 的洁净，减少阻力和防止堵塞设备和管路，下列部位应设除污器： (1)采暖系统入口，装在调压装置之前； (2)锅炉房循环水泵吸入口； (3)各种小口径调压装置。 图图 7-1 排污阀安装位置排污阀安装位置 2、除污器分立式直通、卧式直通、角通除污器，按国标图制作，根据现场 实际情况选用，除污器的型号应按接管管径确定。 3、当安装地点有困难时，以采用体积小、不占用使用面积的管道式过滤器。 除污器或过滤器横断面中水的流速亦取 0.05m/s。 7.4 补偿器 为了防止供热管道升温时，由于热伸长或热应力引起管道变形或破坏，需要 在管道上设置补偿器，以补偿管道的热伸长，从而减小管壁的应力和作用在阀件 或支架结构上的作用力。 33 l、供热管道上采用补偿器的种类很多，主要有管道的自然补偿、方形补偿器、 波纹管补偿器、套筒补偿器和球型补偿器等。前三种是利用补偿器的材料的变形 来吸收热伸长；后两种是利用管道的位移来吸收热伸长。 2、在考虑热补偿时，应充分利用管道的自然弯曲来吸收热力管道的温度变 形，自然补偿每段臂长一般不宜大于 2030m。 3、当地方狭小，方形补偿器无法安装时，可采用套管补偿器和波纹管补偿 器。但套管补偿器易漏水漏汽，亦安装在地沟内，不宜安装在建筑物上部。波纹 管补偿器材质为不锈钢制作，补偿能力大又耐腐蚀，但造价较高，可视具体工程 情况选用。 34 结 论 本设计为石家庄市某办公建筑室内采暖系统设计，其设计过程为：建筑热 负荷计算；散热器选型和计算；系统设计；水力计算；CAD 绘图，包括 采暖平面图机系统图的绘制 1.建筑热负荷计算总耗热量为 95.46KW，北侧略大于南侧。 2.本文采用的是机械循环垂直单管顺流式系统，上供下回，环路布置为异程 式。由于建筑物房间较多，而异程式在立管较多时很难平衡，干管布置于南北对 称位置的一侧，同时多布置几个环路，每根立管每层一般带两组散热器，这样既 可以减少计算量，又可以减少系统的不平衡率。 3.散热器选用 M132 型铸铁散热器，由于办公楼卫生间需要供暖，这就要 求散热器能够耐腐蚀，因此在选择散热器时综合考虑了散热器性能，美观性和成 本价格等因素。由于上供下回容易产生上热下冷现象，在计算片数时，散热器取 整可以采用上舍下入的方法，这样有利于减小楼层的冷热不均。 4.通过水力计算，确定了各段管路的管径，计算出了系统的水力损失。本设 计先对南、北两面建筑分别进行了水力计算。对于各并联立管的压力损失不平衡 率，通过调节调节系统上的阀门和管径进行调节，把系统的不平衡率控制在 15 的范围之内。入口处的剩余循环压力，用调解阀节流消耗掉。 系统存在的不足：虽然南