沈阳市昆山小区小高层住宅楼供暖及换热站设计.doc
沈阳市昆山小区小高层住宅楼供暖及换热站设计（全套含CAD图纸）
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购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 1 摘要 随着节能减排在建设和谐社会中的推广和实施，集中供暖相对于局部供暖显示了巨大优势。本课题就对沈阳昆山小高层集中供暖系统的设计，熟悉供暖设计的程序、内容和基本原则，学习设计的方法步骤，进一步提高运算、制图和使用资料的能力，巩固所学的知识，培养这些知识解决设计问题的能力。 在设计中，通过对设计情况的了解，确定建筑物的热负荷，供暖系统形式的选择，水力计算和校核计算；以及建筑物的平面图和系统原理图。 设计中采用的是机械循环、共用立管下供下回双管垂直系统。散热器为铸铁 热片安装形式为同侧的上供下回。户 内为水平同程式系统。设计供回水温度为85/60。 关键词： 集中供暖 散热器 机械循环 双管同程 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 2 in of to is a of of of of of In of of of is by of in of of 5/60 . 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 3 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 4 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 6 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 7 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 8 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 9 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 10 目录 引言 . 13 1 工程概述 . 15 原始资料 . 15 源状况介绍 . 15 建资料 . 15 热站 . 15 2 热负荷计算 . 16 和维护结构传热阻 . 16 体 . 16 顶 . 17 板 . 17 间热负荷计算 . 18 层房间设计热负荷计算原理 . 18 荷计算 . 18 房间负荷见附表 1. . 19 3 供热方案的确定 . 21 媒的选择及参数确定 . 21 媒分类 . 21 媒参数的确定 . 22 热管网的平面布置 . 23 网的布置形式 . 23 水系统形式 . 24 面布置原则 . 24 网位置布置确定 . 24 设方式 . 24 热器片数计算 . 25 热器型号的选择 . 25 热器片数计算 . 25 4 管道水力计算 . 27 统形式确定 . 27 路形式的选择 . 27 路布置与敷设 . 27 统水力计算步骤 . 28 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 11 管的水利计算步骤 . 28 单元立管进行水利计算 . 28 元立管的水利计算 . 28 不利环路阻力及不平衡率 . 29 不利环路各管段的管径 . 29 定局部阻力损失 . 30 不利环路及不平衡率 . 31 5 热力站计算及设备选型 . 32 务说明 . 32 计基本说明 . 32 热系统供热设备的选择 . 32 环水泵 . 32 给水泵 . 33 水量确定 . 33 交换器 . 34 热面积计算 . 34 处理设施选择 . 35 量确定 . 35 化水箱 . 36 它设备选择 . 36 污器 . 36 热站内各条管路管径选择 . 37 次网管径确定 . 37 水管路管径 . 38 6 管道保温和管网土建措施 . 39 道的保温选择计算 . 39 温材料 . 39 温材料的选择原则及保温结构 . 39 定保温材料 . 40 大允许热损失下保温层厚度 . 41 7 设计总结 . 42 致谢 . 43 参考文献 . 44 附表 1 . 45 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 12 附表 2 . 60 附表 3 . 72 附表 4 . 75 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 13 引言 热作为一种特殊商品推向了市场，使其由传统的福利型供热模式向用户按需供热模式转变。也就是说，供热标准由过去政府的规定，转变为用户根据自己的需要进行随机调节。为了实现这一原则，只有采用供热分户热计量系统才能解决。集中供热系统实现分户热计量对推动热计量工作起到了促进作用。 传统的户内网设 计模式通常可归纳为 2种，一种是上行下给单管顺序式系统，一种是垂直双管并联系统。无论是单管系统，还是双管系统，散热器、户内网主干、支干管都是按室内不低于 18，厅不低于 16进行匹配设计的。这种供热方式问题很多，如单管顺序式供热系统，尽管 10层、 11层楼所装暖气供回水管间加跨通管，可以平衡一下各楼层间的供热效果，但不能彻底解决。同时，收费都是以供暖建筑面积为基础进行的，只要在规定标准范围内，温度高低与收费没有挂钩，所以温度高的用户一般都是通过开门窗来调节室温，造成了能源的不必要浪费。因此，必须采取用户按需供热 的模式。 为了满足用户室内温度调节的随机性，每组散热器前加装一组温控阀，它将根据用户的预设定值自动实现室内恒温控制。室内采用恒温控制系统，温控阀控制元件温包内充感温物质，它对周围的温度变化很敏感，当温度升高时温包膨胀使阀门关小，减少散热器热水供应，当室温下降时，过程相反。用暖气罩将温控阀包死后，温包周围的温度不能反映室内的实际温度，温控阀的开启将受暖气罩内的温度控制，使温控阀的控制失真，不能起到应有的作用。实现分户热计量，按用户需要供热，解决了恒温供热不合理的问题。但实现供热节能，另外还应注重建筑主体的保温 性能设计，用户供暖需要补充的热量是建筑墙体、门、窗的散热量，保温性能好，散热量小，需要系统提供的热量少，因此，在建筑设计、施工中应该把节能保温作为一个重要参数来考虑。在建筑结构设计时，除了要考虑主体外墙保温性能外，还要考虑隔层楼板的保温。采用计量收费以后，若相邻楼层热用户不供暖，供热层与不供热层温差较大，用热的热用户的热量会通过楼板传给不用热用户，使得不用热住户用热不花钱。这一因素，在热计量收费时应予考虑。 换热站的工作原理是把水做为一种热媒，通过循环泵不断地沿闭合管路系统循环，循环中将冷水经过板式换热器与 一级网高温水进行热量交换，加热后的水经过用户散热器散热，来达到取暖。采用热计量收费后，户内网系统按变流量系统设计，根据变流量系统的特性，结合换热站工作原理，用系统压差控制变频调速装置，调节水泵电机转速，来适应变流量系统的供热模式。 本次毕业设计通过对沈阳市昆山小区高层建筑的分户热计量设计和小区换热站的设计，使自己 熟悉供暖设计的程序、内容和基本原则和设计过程中应该注意的事项。学习设计的方法步骤，进一步提高运算、制图和使用资料的能力，巩固所学的知识，培养这些知识解决设计问题的能力。通过设计了解了自己的不足，为自 己将来从事设计工作购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 14 打下制图，审图的基础。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 15 1 工程概述 原始资料 供热参数：一次网供回水温度为 130/90，小区所有建筑物进行低温水供暖，要求供回水温度 85/60。 其它供热参数根据外网情况确定。 该建筑位于沈阳市，建筑设计功能为住宅楼，建筑总高度 为三个单元十一层，每单元每层为两户户型，建筑高度为 3m。底层为半地下室。 . 室外气象资料为： 冬季室外采暖计算温度 冬季大气压力 102080 冷月平均相对湿度（ %） 64 室内冬季 采暖设计温度如下： 卧室： 18 客厅： 18 厨房： 16 卫生间： 22 源状况介绍 该工程的总建筑面积是 台面积 下室面积 711.7 筑物属民用住宅，住宅为 11层。 源资料 该住宅小区采用“集中供热”的方式，热媒种类为热水。 换热站的位置 应尽量靠近供热区域的中心或热负荷最集中区站尽量采用原有的供暖锅炉房，可以完全利用原有的管网系统，减少小区管网投资。本设计的换热站根据上述原则，将换热站设 在两栋住宅楼的中间。 换热站的布置中包括设备间、配电室和值班间。水 水式换热站，一般布置在单层建筑中。详见换热站平面图。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 16 2 热负荷计算 和维护结构传热阻 专用饰面沙浆及内饰面：导热系数 =m k 厚度 =20 热阻 / =m k /W 蓄热系数 w/mk 膨胀聚苯板：导热系数 =m k 厚度 =50 热阻 /=.2 m k /W 蓄热系数 w/mk 烧结多孔砖：导热系数 =m k 厚度 =370 热阻 /=m k /W 蓄热系数 w/mk 4石灰、水泥、砂、砂浆：导热系数 =m k 厚度 =20 热阻 / =m k /W 内表面传热系数 8.7 w/m k 外表面传热系数 18.6 w/m k 沈阳市供暖设计温度为 维护结构的传热阻为 21 1 1 0 . 3 7 0 . 0 2 1 0 . 6 3 8 /8 . 7 0 . 8 1 0 . 8 7 2 3 . 0 i wR m C W 2011 1 . 5 6 /0 . 7 8 6 m (公式 确定维护结构的最小传热阻。 维护结构的热惰性指标为： 112nn i i i (公式 求得 ： D=据表中查得该维护结构属型结构。 维 护 结 构 冬 季 室 外 计 算 温 度为 :2m i n () 1 (1 8 ( 1 8 . 1 6 ) ) 0 . 1 1 5 0 . 6 9 /6 on w m C m i 6 0 . 4 0 . 6 ( 1 5 ) 0 . 4 ( 2 2 . 9 ) 1 8 . 1 6 ow e t t C 2m i n () 1 (1 8 ( 1 8 . 1 6 ) ) 0 . 1 1 5 0 . 6 9 /6 on w m C (公式 因为 R 所以该部分围护结构热阻符合要求。由于除卫生间外，卧室计算温度最高，而卫生间无接触室外的外墙。所以，若卧室外墙符合要求，则其他外墙亦符购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 17 合要求。取外墙平均传热系数 K=屋顶 1材防水保护层很薄，它对围护结构热工特性影响可以忽略不记 2=30 2=m k) mk) 2/ 2=mk） /w 泥加气混凝土： 3=150 3=w/(m k) w/(mk) 3/ 3= mk） /w 膨胀聚苯板 ： 4=50 4=w/(m k) mk) 4/ 4= mk） /w 锅炉渣： 5=60 5=m k) mk) 5/ 5= m k） /w 钢筋混凝土： 6=100 6=w/(m k) 7.2 w/(mk) 6/ 6= mk） /w 7 石灰、水泥、砂、砂浆：导热系数 =m k 厚度 =20 热阻 / =m k /W 屋顶总热阻 R=3+5+ mk） /w 屋顶的传热系数 K=1/R=1/ mk） 屋顶的热惰性指标 : D=3456 属型围护结构 13 计算卫生间 (浴室 )最小传热阻 : 0 = t=4 20+13) 1 = mk） /w R 该屋顶符合热阻要求 同理可求得其他各屋顶亦符合要求 . 水泥砂浆 1： 1=20 1=m k) 1/ 1=mk） /w 钢筋混凝土： 2=120 2=m k) 2/ 2=mk） /w 水泥砂浆 1： 1=20 1=m k) 1/ 1=mk） /w 预制复合保温板： 4=66 4=m k) 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 18 4/ 4=mk） /w 地板总热阻 :R=2+4+mk） /w 地板总传热系数 :K=1/R=1/w/（ mk） 即 : 符合节能要求 间热负荷计算 维护结构传 热耗热量 Q 的计算。维护结构总传热耗热量为 冷风渗透耗热量 在风力和热压造成的室内外压差作用下，室外的冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内，被加热后逸出。把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量，称为冷风渗透耗热量 Q2。 按缝隙法计算冷风渗透耗热量： m3/h 2 278.0 式中 缝隙渗入室内的总空气 量 ,m3/h； c=； 1KJ/h= 缝隙渗入室内的空气量 m3/h m； 缝隙的计算长度， m； 根据路耀庆供暖通风设计手册得出沈阳市朝向修正系数。 东 南 西 北 以一单元 004 房间为例计算房间热负荷。 1东内墙： 面积 2 3=6 传热系数 w/（ mk） 传热温差 16 （ =35 温差修正系数 内墙的热负荷为 6 35 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 19 2北外窗： 面积 2= 传热系数 2.6 w/（ mk） 传热温差 16 （ =35 北外窗的传热热负荷为 35 外窗冷风渗透耗热量为 96W 北外窗的热负荷为 6=北外墙： 面积 传热系数 w/（ mk） 传热温差 16 （ =35 北外墙的热负荷为 35 西内墙： 面积 3 2=6 传热系数 w/（ mk） 传热温差 16 （ =35 温差修正系数 内墙热负荷为 6 35 楼板： 面积 传热系数 w/（ mk） 传热温差 16 （ =35 温差修正系数 板热负荷为 35 单元一层 004房间总负荷为： 055W 一单元一层 1001 1002 1003 1005 1006 1007 各房间负荷见附表 1. 说明 :由采暖通风与空气调节设计规范 规定 :与相邻房间的温差大于或等于 5时 ,应计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传热量大于该房间热负荷的 10%时 ,尚应计算其传热量 . 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 20 由供热通风设计手册规定 :对公用建筑物 ,当房间有两面或两面以上外墙 时 ,将外墙、窗、门的基本耗热量增加 5%:1 时 ,对窗的基本耗热量附加 10%。 21 3 供热方案的确定 媒的选择及参数确定 供暖系统的常用热媒是水、蒸汽、空气。供暖系统的热媒，应根据安全、卫生、经济、建筑性质和地区供热条件等因素考虑决定。 查实用供热空调设计手册 5，列表如下： 表 3媒的选用 民用及公共建筑 建筑种类 适宜采用 允许采用 居民建筑、医院、幼儿园 托儿所等 不超过 95的热水 1 低压蒸汽 2 不超过 110的热水 办公楼、学校、展览馆等 1 不超过 110的热水 2 低压蒸汽 高压蒸汽 一般俱乐部影剧院 1 不超过 110的热水 2 低压蒸汽 不超过 130的热水 注： 1 低压蒸汽系压力为 70 2 采用蒸汽为热媒时，必须技术论证，并在经济上经分析为合理时才允许。 在集中供热系统中，以水作为热媒和蒸汽相比，有下述优点： a 热水供热系统的利用率高。由于在热水供热系统中，没有凝结水和蒸汽泄漏，以及二次蒸汽的热损失，因而热能利用率比蒸 汽供热系统高，实践证明，一般可节约燃料 20% 40%。 以改变供水温度来进行供热调节（质调节），既能减少热网损失，又能较好的满足卫生要求。 c 由于水的热容量大，在短时间水力工况失调时，不会引起显著的供热状况的改变。 d 在热电厂供热的情况下，可以充分利用汽轮机的低压抽汽，得到较高经济效益。热水介质的缺点是输送耗电量大。 以蒸汽作为热媒，与热水相比有如下优点： 1 以蒸汽作为热媒的使用面广，能满足多种热用户的要求。尤其在生产工艺用 22 热都要求采用蒸汽来供 给热量。 2 汽网中输送蒸汽凝结水所耗的电能少，输送靠自身压力，不用循环系统，不用耗电。 3 因温度和传热系数都比水高，可以减少散热设备面积，降低了设备的费用。 4 由于蒸汽的密度很小，可以适用于地形起伏很大的地区和高层的建筑中，输送和使用过程中不用考虑静压，连接方式简便，运行也很方便。 但是蒸汽介质有如下缺点： （ 1）热源效率低 （ 2）蒸汽使用后凝结水回收困难，仅除盐水（或软化水）损失大，而且热损失也大。 （ 3）蒸汽在使用和输送过程中损失大 。 （ 4）以蒸汽输送距离短。 以热水作为 热媒时一般有如下的优点： 1 热水供热系统的热能利用的效率高。 2 用热水可以改变热水温度来进行供热调节，既可以减少热网的热损失又可以很好的满足卫生要求。 3 热水供热系统的蓄热能力强，系统中的水量大，水的比热很大。因此，水力工况和热力工况短时间的失调时也不会引起供暖状况的很大波动。 4 热水供热系统可以实现远距离输送，其供热半径大。 蒸汽和凝结水状态参数变化较大的特点是蒸汽供暖系统比热水系统在设计和运行管理上较为复杂的原因之一。由这一特点引起系统中出现“跑”、“冒”、“滴”、“漏”问题解决 不当时，会降低蒸汽供热系统的经济性和适用性。蒸汽供暖系统散热器表面温度高，易烤炙积在散热器上的灰尘，产生异味，卫生条件较差。由于上述“跑”、“冒”、“滴”、“漏”影响能耗以及卫生条件等两个原因，在民用建筑中，不适宜采用蒸汽供暖系统。在工厂中，蒸汽作为供热系统的热媒得到极广泛的应用，生产工艺热负荷与其他热负荷共存时，传热介质的选择尽量只利用一种供热介质，根据个体情况，通过全面的技术经济比较确定热媒。 本设计对象是沈阳昆山小区，属于住宅供暖系统，权衡热水和蒸汽两种热媒的优缺点，本设计的热媒选用热水。 媒参数的确定 热水供暖系统按照水的参数的不同，可以分为低温热水供暖系统（水温低于 100）高温热水供暖系统（水温高于 100），热水参数越高，输送能力越大，越能节省输送电量。但温度过高反而不经济。要提高热水参数则能耗大，设备投资大，所以确定热水温度时，要经过技术经济比较。对于以区域锅炉房为热源的热力网，提高供水温度、加大 23 供回水温差，可以减少热力网的流量，降低管网投资和运行费用，而对锅炉运行的煤耗影响不大，从这方面看，应提高区域锅炉房供热介质温度。但当介质温度高于热用户系统的设计温度时，用户入口要增加换热 或降温装置，故提高供热介质温度也存在技术经济合理化的问题。 当不具备确定最佳供回水温度的技术经济比较条件时，推荐的热水热力网供回水温度的依据是：以区域锅炉房为热源时，供回水温度的高低对锅炉房运行的经济性能影响不大。当供热规模较小时，与户内采暖设计参数一致，可减少用户入口设备投资。当供热规模较大时，为降低管网投资，宜扩大供回水温差，采用较高的供水温度。 当供水温度确定以后，回水温度应根据室外管网及内部系统散热设备的基建投资（室内管网的基建投资与用水温度的变化有关），系统运行费用及系统折旧、修理和维护费用总和最 小的技术经济比较而确定。 当不具备确定最佳供回水温度的技术经济比较条件，热水供回水温度按以下原则确定： 区域性锅炉房为热源，供热规模较小时，供回水温度可采用 95/70， 85/60的水温，而供热规模较大时，经济技术比较可采用 110/70， 130/70， 150/80等高温水作为供热介质。 b 二次网供回水温度可根据一次供回水温度和卫生要求及供热区内热用户的需要，并经过详细技术经济分析后确定。一般二次网供回水温度有如下几种参考： 95/70、85/65、 85/60、 70/50等。 本设计的集中供热系统的热源形式是以换热站为热源，提高供水温度和加大供回水温差可使热网采用较小的管径，降低输送网络循环水的电能消耗和用户用热设备的散热面积，在经济上是合理的，但是由于供水温度过高，对管道及设备的耐要求高，运行管理水平也相应提高，综合考虑热源、热力网、热用户系统等方面因素，并进行技术经济比较，确定本设计热媒参数为 85/60。 供热管网布置形式有枝状管网和环状管网两大类型。枝状管网布置简单，供热管路的直径随与热源的距离增大而减少， 且金属耗量小，基建投资少，运行管理简便，但枝状管网不具备后备供热能力，由于建筑物具有一定的蓄热能力，通常迅速消除热网故障的方法，以使建筑室温不至显著降低。环状管网和枝状管网相比，热网投资增大，运行管网更为复杂。热网要有较好的自动控制措施，目前国内刚开始使用。本次设计热源为地下换热站，且考虑到枝状管网应用较成熟，运行调节较简便，故本次设计热网布置 24 宜采用枝状管网。 水系统形式 热水热源系统主要采用两种形式：闭式系统和开式系统。在闭式系统中，热网的循环水作为热媒，供给热网用户热量而不从热网中取 出支用。在开式系统中，热网的循环水全部或部分的从热网中取出，直接用或热水供应热用户中。采用闭式系统，热网补水量很少，可以减少水处理费用和水处理设备投资：供热系统的严密性也便于检测。考虑到城市水源，水质方面因素等限制，本设计采用闭式管网较宜。 面布置原则 经济合理，主干线力求短而直，主干线尽量走热负荷集中区， 技术上可靠， 对周围环境影响小而协调。 查城市热力网设计规范， 城市热力网的布置应在城市规划的指导下，考虑热负荷分布，热源位置，与各种 地上、地下管道及构筑物、园林绿地的关系和水文、地质条件等多种因素，经技术经济比较确定。 热力网管道的位置应符合下列规定： 1 城市道路上的热力网管道应平行与道路中心线，并宜敷设在车行道以外的地方，同一条管道应只沿街道的一侧敷设； 2 穿过厂区的城市热力网管道应敷设在易于检修和维护的位置； 3 通过非建筑区的热力网管道应沿道路敷设； 4 热力网管道选线时宜避开土质松软的地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及高地下水位区等不利地段。 一级管网从热源引出 后至各热力站的主干线，应考虑至各热力站的分支管线引出方便和路径最短，也就是应敷设在各热力站的中心。二级管网从热力站引出至各用户的主干线，应考虑至各热用户的分支管线路径最短，也就是应敷设在各用户的中心。 供热管道敷设应在有关部门近、远期规划的基础上，考虑与城市其它公用配套设施协调一致。 供热管道的敷设，如在市区应平行于街道和建、构筑物，不妨碍交通，不损坏现有建筑物，不影响道路和建筑物的扩建、新建。 管道敷设应沿着建筑物侧墙。 供热管网的敷设方式分地上、地下。地上敷设
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