供热课程设计.doc

第一章 设计原始资料21.1设计题目21.2 设计原始资料2第二章 供暖系统热负荷计算32.1 设计资料32.2 围护结构热工性能42.3 建筑物热负荷计算7第三章 散热器的选择与计算113.1 散热器的选用113.2 散热器的计算11第五章 水利计算125.1 绘制系统图（参照附图三）125.2 供暖系统管路水力计算步骤125.3 水力计算应注意的问题13附录14第一章 设计原始资料1.1 设计题目长春市实验楼采暖设计1.2 设计原始资料1）建筑物所在地区： 长春市2）结构形式: 一层砖混结构3）建筑面积： 303.584）最高建筑物高度： 层高 5.15m5）设计标高: 室内外高差 0.45m6) 面积热指标（实验楼）： 54m2/w7) 热媒及参数: 设计供回水温度为：95/708) 屋面工程： 新型防水材料，有组织排水，二级防水9) 墙体构造： 外墙370厚砖墙，内墙240厚砖墙10 防潮层：防潮层比地面低60mm，抹1:2水泥砂浆20mm（内掺5%防水剂）第二章 供暖系统热负荷计算2.1 设计资料2.1.1 建筑物所在地区气象资料的确定查实用供热空调设计手册，以下简称供热手册及供热工程确定冬季室外计算温度，采暖室外计算温度，应采用历年平均不保证5天的日平均温度，主要用于计算采暖设计热负荷。为减少投资起见，一般建筑不必按每年最冷那几天的热负荷进行设计，就是说，对于一些要求不很严格的建筑物，允许平均每年有几天室温稍低于设计温度，这在术语上叫做“不保证”。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。单纯从技术观点来看，采暖系统的最大出力，恰好等于当地出现最冷天气时所需要的冷负荷，是最理想的，但这往往同采暖系统的经济性相违背。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GB 5001 9-2003(以下简称设计规范)所规定的采暖室外计算温度t适用于连续采暖或间歇时间较短的采暖系统的热负荷计算。气象资料：室外计算温度: ；平均风速: 5.1m/s；供暖天数: n =150。根据房间用途确定供暖计算温度如下：1）教室 18；2）门厅 15；3）卫生间 14；4）实验室 17；5）走廊 15。2.1.2 已知建筑物围护结构条件1）外墙： 370砖墙，外表面涂料（白灰），厚度20mm；2）内墙： 240砖墙，混合砂浆抹面，厚度20mm；3）外窗： 塑钢单框双玻中空，尺寸1800x18004）外门： 铝合金地弹门，尺寸3000x21005）地面： 水泥砂浆地面；6）屋面： 新型防水材料，采用二级防水，有组织排水；2.2 围护结构热工性能2.2.1 热工性能校核的必要性供暖系统设计时对其建筑热工提出如下要求：实施供暖设计，在本着节能的基础上，使室温达到用户要求值；如果室温达不到设计值，相对湿度大时易产生结露现象；采暖不足时经常发生，墙面结露产生的黑色霉斑严重影响了住户的室内环境，破环装修，应加以避免，当设计供暖系统时对其建筑热工提出如下要求：1）围护结构热工性能应满足国家民用建筑节能设计标准及地方标准民用建筑节能设计标准实施细则的要求。经计算表明，对于“节能型建筑”如供暖有间歇，并不致使外墙内表面结露；2）墙及楼板的热工性能不应低于民用建筑热工设计规范第4.1.1条及现行采暖通风与空气调节设计规范中第3.1.4条围护结构最小热阻值的要求。由以上分析可见，有必要对外墙，内墙，及屋顶进行热工性能的校核。2.2.2 围护结构传热系数的计算1）墙的传热系数由下式求出： W/() （2-1） 式中： -围护结构内表面的换热系数，W/()；-围护结构外表面的换热系数，W/()。外墙传热系数查表1-1得：围护结构内表面的换热系数： =8.7 W/()；查表1-2得：围护结构内表面的换热系数: =23.2 W/()。查附录5得：外表面涂料（白灰抹面）导热系数： W/()。内表面混合砂浆抹面导热系数： W/()。红砖墙导热系数: W/()。计算外墙传热系数，由式（2-1）得：= W/()内墙传热系数= W/()2）屋面传热系数查阅相关资料，新型防水屋面材料为：JS防水涂料（水泥膨胀珍珠岩，150mm；水泥砂浆，20mm）SBS防水材料（沥青卷材20mm；空心板120mm）查附录5得：水泥膨胀珍珠岩导热系数: W/()。沥青卷材导热系数: W/()。水泥砂浆绕热系数: W/()。空心板导热系数: W/()。计算屋面传热系数：K=0.945 W/()。3）外门，外窗传热系数查附录6得： 塑钢单框双玻中空传热系数：K=3.49 W/()；外门：铝合金地弹门传热系数：K=6.4 W/()； 木门传热系数：K=4.65 W/()。4）地面传热系数查阅简明供热手册得：一级地面传热系数：K=0.47 W/()；二级地面传热系数：K=0.23 W/()；三级地面传热系数：K=0.12 W/()。2.2.3确定围护结构的最小允许热阻1）确定外墙传热系数围护结构内表面的换热系数：=8.7 W/()；围护结构内表面的换热系数: =23.2 W/()。外表面涂料（白灰抹面）导热系数： W/()。内表面混合砂浆抹面导热系数 : W/()。红砖墙导热系数: W/()。长春市供暖室外计算温度-23计算外墙传热系数，由式（2-1）得：= W/()该外墙的实际热阻 ()2）确定外墙的最小传热组该外墙的热惰性指标D查附录5 外墙水泥砂浆抹面蓄热系数 W/()；砖墙的蓄热系数 W/()；内表面混合砂浆蓄热系数 W/()D=6查表1-12 该外墙属于类围护结构，围护结构的室外计算温度为-23；查表1-11，供暖室内计算温度与围护结构内表面温度的允许差值为根据公式： 式中： 供暖计算室外温度，-23；累计年最低日平均温度，-9.2计算得=0.650.66可见 该外墙满足保温要求。2.3 建筑物热负荷计算计算房间的采暖热负荷步骤如下：1)将房间编号（已编号完毕，见CAD图 ）；2)计算相关围护结构的面积；3)确定温差修正系数等修正系数4)计算出各部分围护结构的基本耗热量；5)计算出附加热负荷以及冷风渗透耗热量，冷风侵入耗热量；6)计算出房间的实际热负荷。2.3.1计算围护结构耗热量（）以101实验室为例：查附录1：冬季室内计算温度。查附录3：长春供暖室外计算温度。1）东北外墙 外墙传热系数：K =1.51 W/()；温差修正系数：；传热面积：。因此，东北外墙的基本耗热量为：查表1-6：长春东北的朝向修正系数为：则朝向修正耗热量为：本实验基地建设在长春郊区，应该考虑风力附加。其垂直外围护结构的基本耗热量附加为：10%；则风力附加耗热量为：本实验室高度为5.15m，大于4m,需要进行高度修正。对其他修正耗热量的总和附加：2%；则高度附加耗热量为：因此，最终得到东北外墙的实际耗热量为：2）东北外窗 外窗传热系数：K =3.49 W/()；温差修正系数：；传热面积： 则东北外墙的基本耗热量为：朝向修正耗热量为：风力附加耗热量为：高度附加耗热量为：因此，最终得到东北外窗的实际耗热量为：3）东北外墙 外墙传热系数为：K =1.51 W/()；温差修正系数为：；传热面积为：。因此，东北外墙的基本耗热量为：朝向修正耗热量为：风力附加耗热量为：高度附加耗热量为：因此，最终得到东北外窗的实际耗热量为： 4）屋面屋面传热系数为：K =0.95W/()；温差修正系数为：；传热面积为：。因此，屋面的基本耗热量为：高度附加耗热量为：因此，最终得到屋面的实际耗热量为：5）地面 将实验室1的地面划分地带第一地带：传热系数为：K1 =0.47 W/()；传热面积为：。得到第一地带传热耗热量为：第二地带：传热系数为：K2 =0.23 W/()；传热面积为：。得到第二地带传热耗热量为：第三地带：传热系数为：K3 =0.12 W/()； 传热面积为：。得到第三地带传热耗热量为：因此，最终得到实验室1围护结构的总耗热量为：1797.42+553.55+1983.01+1185.06+266.96+93.84+10.56=5891.39W2.3.2计算冷风渗透耗热量（按缝隙法计算）以101实验室1房间为例，查附录1：冬季室内计算温度。查附录3：长春供暖室外计算温度。1）东北外窗 东北外窗的缝隙长度为：查附录7：长春的朝向修正系数：东北方向 n=0.35；高度修正系数为：基准高度单纯风压作用下每米门窗缝隙进入室内的理论渗透空气量为：查表1-8：取，又取b=0.67；根据，查得。查附录3：长春基准高度冬季室外最多风向的平均风速：；每米门窗缝隙进入室内的理论渗透空气量为：东北外窗的冷空气渗入量为：东北外窗的冷风耗热量为：因此，最终得到实验室1的总耗热量为：（5891.39+99.40）W=5990.80W2.3.3计算冷风侵入耗热量以107门厅为例。根据东北外门附加率为：500%；东北外门的冷风侵入耗热量为：注：热负荷计算见附表1第三章 散热器的选择与计算3.1 散热器的选用采暖散热器是通过热媒将热源产生的热量传递给室内空气的一种散热设备。散热器的功能是将供暖系统的热媒（蒸汽或水）所携带的热量，通过散热器避面传给房间。3.2 散热器的计算1）计算散热器散热面积 (3-1)式中：散热器散热面积，；散热器的散热量， W；散热器内热媒平均温度，；取82.5；供暖室内计算温度，；取17 ；散热器的传热系数，；散热器组装片数修正系数；由于系统采用的为同侧进出式，故=1.0；散热器组连接形式修正系数；由于系统采用的为同侧进出式，故=1.0；散热器组安装形式修正系数。由于系统采用的为同侧进出式，=1.02。散热器进出口水温的算术平均值：式中：散热器进水温度，；散热器出水温度，。 计算各层散热器的传热系数K:查供热工程附录7知，圆翼型(三排)型散热器： 一层： =0.56 W/()；2)计算各层散热器的片数n=F/f(片)式中：f每片散热器的散热面积m2散热器散热面积，；查供热工程附录2-1知： 圆翼型（三排）每片散热器散热量：=523W圆翼型（三排）每片散热器散热面积：=13.2/片 注：散热器计算表见表附表2第五章 水利计算5.1 绘制系统图（参照附图三）5.2 供暖系统管路水力计算步骤 绘制管网轴测图，对各管段进行编号，标出长度和热负荷，确定最不利环路； 确定104房间东边散热器环路的综合作用压力Pzh1由式3-1确定最不利循环环路的综合作用压力Pzh1=P+Pf=g H(h-g) +Pf （5-1）水在管路中冷却产生的附加压力Pf，根据设计系统图立管至锅炉的水平距离在25m以下，锅炉到散热器的高度在7米以下，至总立管到计算立管之间的水平距离在10米以下。查供热工程附录8，最不利循环环路水冷却产生的附加压力Pf=100Pa。根据供回水温度，查供热工程附录21，得h=977.81kg/m3, g=961.92 kg/m3因此最不利循环环路总综合作用压力Pzh1=645.3Pa 确定该散热器环路的平均比摩阻Rpj=P/L自然循环热水供暖系统沿程损失占总损失的百分数，查供热工程附录20，=50%，L =50.28，Rpj=5.42 确定各管段的流量G=（Q0.86）/(h-g); 管径的确定，根据各管段流量G和平均比摩阻Rpj，查查供热工程附录13确定接近Rpj的管径和流速 确定各管段的沿程压力损失Py=RL; 根据书上表3-1-4查出各管段的及求和; 根据流速，查供热工程附录15确定动压头，局部阻力损失Pj=Pd； 计算总压损压P=Py+Pj （5-2）计算结果详见附表3、附表45.3 水力计算应注意的问题 采暖系统水力计算必须遵守流体连续性定律，即对于管道节点(如三通、四通等处)热媒流入流量之和等于流出流量之和； 采暖系统水算必须遵守并联环路压力损失平衡定律； 热水采暖系统最不利环路的单位长度沿程压力损失，除很小的系统外，一般以不超过60120Pam为宜； 由于计算、施工误差和管道结垢等因素的存在，采暖系统的计算压力损失宜采用10的附加值； 供水干管末端和回水干管始端的管径不宜小于20mm，以利于排除空气，并小数显著的影响热水流量； 采暖系统各并联环路，应设置关闭和调节装置。主要是为了系统的调节和检修创造必要的条件； 热水和蒸汽采暖系统，应根据不同情况，设置排气、泄水、排污和疏水装置-是为了保证系统的正常运行并为维护管理创造必要的条件。设计总结为期七天的课程设计结束了，在小组的共同努力下，我们完成了供热工程的课程设计。包括热负荷的计算，散热器的选择与计算，水力计算等。在设计的过程中，我们把平时学到的知识应用到实际中，真正的学到了不少的宝贵的经验。 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础在这次认识实习中，我也发现自己存在的不足和缺点，主要有以下三点： 一、专业知识掌握