供热课设说明书.doc

燕 山 大 学供 热 工 程 课 程 设 计 说 明 书题目：哈尔滨市某办公楼室内采暖系统设计学院（系）： 建筑工程与力学学院 年级专业： 建筑环境 09-2 学 号： 090107030054 学生姓名： 姬正周 指导教师： 杜胜华 教师职称： 讲师 燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：燕山大学建筑工程与力学学院 基层教学单位：建筑环境与设备工程学 号090107030054学生姓名姬正周专业（班级）建环09-2设计题目长春市某办公楼室内采暖系统设计原始资料1 地点：哈尔滨市 2 土建资料:建筑物的平、立面图3 其它数据 热源：独立锅炉房 资用压力：70kpa 供回水温度：95/70 建筑物周围环境：市内，无遮挡4 建筑墙体：空心砖设计要求1、说明书按燕山大学课程设计说明书规范撰写；2、图纸共计四张，一张系统图，三张平面图；3、说明书用B5纸打印；4、图纸用A3纸打印。工作量1、 计算：包括采暖设计热负荷计算、散热器计算、管道水力计算；2、 选择：散热器、管道、阀门、集气罐等设备的选择；3、 布置：布置散热器、管道等4、 绘图：采用CAD绘图；参考资料1中华人民共和国建设部主编，采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003，北京：中国计划出版社 20032陆耀庆主编，实用供热空调设计手册（第二版）北京：中国建筑工业出版社 20083中国建筑标准设计研究院编，全国民用建筑工程设计技术措施（2009）暖通空调动力北京：中国建筑工业出版社 20094李岱森主编，简明供热设计手册，北京：中国建筑工业出版社 19985贺平、孙刚主编，供热工程（第四版），北京：中国建筑工业出版社 2009指导教师签字 杜胜华基层教学单位主任签字目 录一、设计题目与原始条件3二、方案设计3三、热负荷的计算31.传热系数的计算32.以101房间为例计算采暖热负荷53.其它房间热负荷6四、散热器的选择和计算91.散热器的选择92.散热器的计算93.各房间所需散热器片数表10五、水力计算121.局部阻力系数122.管路水力计算13六、设备选择15七、设计总结15八、参考文献16一、设计题目与原始条件：1.设计题目：哈尔滨市某办公楼室内采暖系统设计2.原始条件：地点：哈尔滨市 土建资料:建筑物的平、立面图热源：独立锅炉房资用压力：70kpa供回水温度：95/70建筑物周围环境：市内，无遮挡建筑墙体：空心砖3.气象资料：采暖室外计算温度：-24.12 冬季通风室外计算温度：-24.7 冬季室外平均风速：3.2m/s 冬季最多风向：SSW 极端最低温度：-37.7 累年室外最低日平均温度：-37 冬季日照率：604.室内计算温度：办公室、活动室、值班室：202 会议室：18 楼梯、走廊、门厅、洗手间、储藏室：16二、方案设计本工程为哈尔滨市某办公楼室内采暖系统设计，由于单管系统布置简单，节省管材，水力稳定性好，排气方便，造价低，且房间内室温无调节要求，所以选择水平单管同程顺流式系统，下供上回，共有2根立管。三、热负荷的计算1.传热系数的计算（1） 墙体的传热系数外墙为370mm厚的空心装外墙，两面抹灰，查设计手册可知外墙的热阻R=0.834 m2/W，属二类墙体。2外墙的最小传热热阻：R0min =（tR - tW）Rn /t （3-1）式中R0min外墙的最小总热阻，m2K/W;tR冬季室内计算温度，取20；tW冬季围护结构室外计算温度，；对于二类墙体tW =0.6 tz +0.4 tw.min，其中tz为冬季采暖室外计算温度，为-24.1.；tw.min为累年室外最低平均温度，为-37。则tW=0.6（-24.1）+0.4（-37）=-29.26温差修正系数，取1；Rn围护结构内表面换热热阻，取0.115m2/Wt室内空气温度与围护结构内表面的允许温差，取6。则R0min=1（20+29.26）0.115/6=0.944 m2/W可知墙体的传热热阻小于最小传热热阻，不满足要求。固在外墙的外表面加100mm的聚苯板保温层，此时的传热热阻R=3.162 m2/W,满足要求。传热系数K=1/3.162=0.316W/()（2）门、窗户的传热系数本办公楼采用塑料双层窗，传热系数2.5 W/()，门的传热系数为2.7 W/()。（3）屋面的传热系数屋面保温材料为120mm沥青膨胀珍珠岩R=1.34 m2/W，加150mm水泥膨胀珍珠岩保温，R=0.938 m2/W，查设计手册可知屋顶的热阻R=2.278 m2/W，属二类墙体。2屋顶的最小传热热阻R0min =（tR - tW）Rn /t式中R0min屋顶的最小总热阻，m2K/W;tR冬季室内计算温度，取20；tW冬季围护结构室外计算温度，为-26；温差修正系数，取0.9；Rn围护结构内表面换热热阻，取0.115m2K/Wt室内空气温度与围护结构内表面的允许温差，取4.5。则R0min=0.9（20+24.1）0.115/4.5=1.014 m2/W可知屋顶的传热热阻大于最小传热热阻，满足要求。传热系数K=1/2.278=0.44W/()2.以101房间为例计算采暖热负荷围护结构冬季热负荷包括：围护结构的耗热量和由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量。围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量。101房间的热负荷包括西外墙和地面的基本耗热量及附加耗热量，冷空气渗入耗热量。已知条件：室内设计温度为：16采暖设计温度为：-24.1外墙传热系数：0.49W/()外窗传热系数：3.30 W/()地面为不保温地面，K值按地带确定：5第一地带：0.465 W/() 第二地带：0.238 W/()第三地带：0.116 W/()基本耗热量Q=KA(tn-to.w)，西外墙朝向修正率取-5，风力附加率为0，建筑的层高为4.2m，所以高度附加率为0.4，房间内没有外门，无外门附加率。冷风渗透耗热量按换气次数法计算。101房间耗热量计算见下表：表1 101房间耗热量计算表房间编号房间名称围护结构传热系数室内外计算温度差温差修正系数基本耗热量耗热量修正5围护结构耗热量冷风渗透耗热量房间总耗热量朝向修正后的热量高度名称及方向面积Ktn-twaQ1lXchQXgQ1Q2Qm2W/m2%W%W%WWW101贮存室西外墙12.60.31640.110160-51520.43250325地面60.4651011201120.4地面60.23810570570.4地面0.80.116104040.43.其它房间热负荷：表2 其他房间负荷表房间号房间名称负担的热负荷（W）每层楼的热负荷（W）102办公室305734915103办公室1306104办公室13061058303106对外办公室10248107办公室1413108银行网点办公室2365109办公室1413110贮存室409111洗手间482走廊4613201休息室36817897202办公室1636203办公室972204办公室972206办公室972207办公室972208办公室4954209接待大厅2914210洗手间446走廊3691301休息室38321328302办公室1986303办公室973304办公室973305办公室681306办公室1310307办公室683308办公室973309办公室973310办公室3654311休息室1688312会议室2914313洗手间446走廊3691401休息室38321326402办公室1986403办公室973404办公室973405办公室681406办公室1310407办公室681408办公室973409办公室973410办公室5342411活动室2914412洗手间446走廊3691501活动厅694635449502办公室1154503办公室1154504办公室1154505办公室1154506办公室1446507办公室1335508办公室10055509办公室1312510办公室2364511办公室1308512洗手间826走廊5943楼道间121805316楼道间23136总负荷为136556W，总面积为3705.4m2经计算，该建筑的面积热指标为：qf=1365563705.4=36.85W/m2 。四、散热器的选择和计算1.散热器的选择选择TZY3-6-6型（柱翼750型）铸铁散热器，参数如下：2表3 散热器参数表高宽厚mm75010060进出口中心距mm600单片重量Kg5.4散热面积0.258单片水容量L1.1传热系数K=2.224T0.292.散热器的计算（1）散热器片数的计算步骤：、利用散热器散热面积公式求出房间内所需总散热面积(由于每组片未定，故先按1=1计算)；、得出所需散热器总片数；、确定房间内散热器的组数m；、将总片数n分成m组，得出每组片数n，若均分则n=nm(片组)；、对每组片数n进行片数修正，乘以b，即得到修正后的每组散热器片数，对柱型及长翼型散热器，散热面积的减少不得超过0.1；对圆翼型散热器散热面积的减少不得超过计算面积的10。（2）、计算公式F=Q123/K(tm-tR) 5 （4-1）式中:F散热器散热面积，； Q散热器的散热量， W； tm散热器内热媒平均温度，； tR供暖室内计算温度，；， K散热器的传热系数，W/(. )； 1散热器组装片数修正系数； 2散热器组连接形式修正系数，由于系统采用的为异侧上进下出式，故2=1.009； 3散热器组安装形式修正系数，为1.02。(3)片数修正算出F后，求出总片数，然后再根据片数修正系统的范围乘以对应的值，其范围如下：表4 片数修正系数5每组片数2010.9511.051.13各房间所需散热器片(ts:t1）/（t1-t2）:(t2-t3):(t3-t4):(tn-tr)=Q1:Q2:Q3:Q4:Qnts=95,tr=70,1层的温度t1=94.75,t2=92. 40，t3=91.40，t4=90.39,t5=85.02，t6=77.14，t7=76.05 , t8=74.24，t9=73.15，t10=72.84，t11=72.47。tm1=94.88，tm2=93.57，tm3=91.90，tm4=90.89，tm5=87.71, tm6=81.08，tm7=76.60，tm8=75.15，tm9=73.70，tm10=73.00 , tm11=72.65，tm12=71.23。有计算公式和每片散热器散热面积算的一层的散热器片数，以房间为例：表5 散热器计算表每片散热器面积f=0.258所在横管号房间号负担的热负荷进水水温出水水温热平均温度传热温差传热系数散热器面积计算片数修正系数修正后取整片数组装片数连接方式安装形式片数Qt1tctmDtKAN=A/fb1b2b3nnWW/()12345678910111213141511013259594.7594.8878.887.890.5322.020.951.021.0091.982表6 其他层数各房间散热器片数表房间号所需散热器片数房间号所需散热器片数房间号所需散热器片数102213013408810310302144098104103038410531056430474112910691305541241071430610四楼走廊361082430765014910915308850291104309850391115310315049一楼走廊4031117505920133122650612202113134507112038三楼走廊365088820474013509132058402145102320684038511132074340475128208284055五楼走廊59209540610楼梯间117二楼走廊394075楼梯间225五、水力计算选择供热管道的管材为焊接钢管，K=0.2mm。 1.管段局部阻力在热力入口处设置截止阀，供水立管和横管上设置截止阀，在散热器和横管之间有乙字弯，各管段的局部阻力系数汇总见下表：表7 各管段局部阻力系数汇总表管段号弯头三通截止阀乙字弯散热器横管040163427横管1360182958141横管2360182856141横管3360182856141横管4360182856141横管5360182856141总供水管0170081-20100012-30100013-40100014-51.510002.5总回水管0170085-40100014-30100013-20100012-10100012.管路水力计算本系统分为同程系统，取横管3所在环路为主计算环路，管段的总阻力等于摩擦阻力和局部阻力之和。由管段负担的热负荷可计算出管段的流量：L=0.86Q/(ts-tr) （5-1）计算的横管3的流量为733.7kg/h。采暖管道的经济比摩阻为60-120Pa/m。由管段的流量和经济比摩阻查水力计算表3，可得管段的规格、流速和实际比摩阻。摩擦阻力损失RL=RL Pa (5-2)局部阻力损失Z=v /2 (5-3)主计算路各管段及各横管的水力计算见下表：表8 水力计算结果汇总表管段号设计热负荷流量管长管径流速比摩阻比摩阻力损失局部阻力系数之和局部阻力损失总阻力损失QMLDNvRRLZHWkg/hmmmm/sPa/mPaPaPa横管0258989.18.0150.1325.83206.627223.6430.2横管1379671308.9156.7320.3763.149894.01419458.419352.5横管217897615.6156.7250.3060.879538.31416218.115756.4横管321328733.7156.7250.3581.7912816.51419458.422274.9横管421326733.7156.7250.3581.7912816.51419458.422274.9横管5354491219.5156.7320.3763.149894.01419458.419352.5总供水管1365564700.52500.5995.14190.381364.51554.81-2960003302.54.2500.4452.92222.3194.9317.12-3781032686.93.6400.56118.76427.51153. 7581.23-4567751953.23.6400.4371.42257.1190.6347.74-5354491219.53.6320.3763.14227.32.5167.7395.0总回水管1365564700.523.0500.5995.142188.281364.63552.85-410110734813.6500.4452.92190.5194.9285.44-3797812747.33.6400.56118.76427.51153.7581.23-2584532013.63.6400.4164.68232.8182.43152320.3763.14265.2167.1332.3主计算环路的阻力损失P=30537.6Pa。3.不平衡率分析横管4：资用压力PZ=22274.9Pa阻力损失P=22274.9Pa不平衡率P=22274.9-22274.9/22274.9=0 ，在允许的15%内,符合要求。横管3：资用压力PZ=22274.9Pa阻力损失P=22274.9Pa不平衡率P=22274.9-22274.9/22274.9=0 , 在允许的15%内,符合要求。横管2：资用压力PZ=22274.9Pa阻力损失P=15756.4Pa不平衡率P=22274.9-15756.4/22274.9=29.315,但不宜再调整横管的管径，所以仍使用管径为DN25，剩余资用压力使用阀门调节。横管1：资用压力PZ=22274.9Pa阻力损失P=19352.5Pa不平衡率P=22274.9-19352.5/22274.9=13.115,符合要求。六 设备选择集气罐的选择在供水干管的末端最高处，它的直径D应大于或等于干管直径的1.5-2倍，使水在其中的流