李伟明供热工程课程设计

供热工程课程设计 学院：土木工程 专业班级：建环0901 指导老师：梁庆 姓名：李伟明 学号： 目录 第1章：工程概况 .3 第2章：设计依据 .3 2.1：规范及标准.3 2.2：设计参数 .3第3章 ：供热热负荷的计算.4 3.1：房间热负荷的计算方法.7 3.2：热负荷的计算实例和各房间的热负荷的统计表. 8第4章 ：散热器的选型和安装 . 10 4.1：散热器的选择.10 4.2：散热器的布置和安装.10 4.3：散热器的计算. 11 4.4：各房间散热器的计算数据表. 11第5章 ：管路的布置和水力计算. 19 5.1：系统形式的选择. 20 5.2：系统水力计算计算实例.19 5.3：水力计算表.21 第6章 ：设计小结 .38主要内容：1.热负荷计算2.散热器的选择和布置3.管网水力的计算4.施工图的绘制一：参数 1.题目：哈尔滨市某宿舍楼供暖设计 2.气象参数：2.1哈尔滨冬季室外计算温度为(干球)温度为tw=-26，最低 日平均温度为tp.min=-37.5；冬季大气压力100.15KPa，冬季室外最多风向平均风速4.7m/s，冬季室外平均风速为vw=3.8 m/s，冬季日照率为59%，冬季主要风向为南风、西南风。2.2朝向修正系数值：东：-0.05 南：-0.2 西：-0.05 北：0.05东南、西南：-0.13 东北、西北：0.05 3.土建资料1）外墙为实心粘土砖3702）外窗为铝合金框双层窗传热系数k=3.26W/m2.K3) 外门为上有双层玻璃上亮子k=2.67W/m2.K的双开门，尺寸为上亮子480x1560，下部为2000x1560，k=2.33W/m2.K4) 内门尺寸为2100x900，k=2.91W/m2.K5) 顶棚为钢筋混凝土板（1=1.74kj/kg.k,150mm)加石棉水泥隔热板（2=0.16kj/kg.k,100mm);K=3.996) 地面为不保温地面，根据民用建筑节能设计标准表4.2.1规定：1、周边地面不保温时：K=0.52 保温时K=0.3。2、非周边地面仅规定不保温K值：0.3。 7) 该建筑为五层宿舍楼，层高3.0m，窗台距室内地坪1m，窗户高度均为1.5m。8) 热源为城市集中供热，采暖外线在建筑物北侧，供回水温度为95/70,外网压力满足建筑压力需求，假定引入口处p=10kpa来计算。二热负荷的计算 1.房间热负荷的计算方法对于本宿舍楼的热负荷计算只考虑围护结构传热的耗热量、冷风渗透引起的耗热量以及冷风侵入引起的耗热量。宿舍供暖温度为18，卫生间和盥洗室供暖温度为12，门厅、楼梯、走廊为14 1）围护结构传热耗热量围护结构传热耗热量包括围护结构基本耗热量和附加耗热量围护结构基本耗热量，可按下式计算： 式中 ： K围护结构的传热系数（W/0C）； F围护结构的面积（）； tn冬季室内计算温度（0C）； 供暖室外计算温度（0C）； 围护结构的温差修正系数。 建筑的风向修正系数。 建筑的朝向修正系数 建筑高度修正系数民用建筑和工业辅助建筑物（楼梯间除外）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%。在一般情况下，不必考虑风力附加。 2）冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量按下式计算： 式中Q2冷风渗透耗热量（W）；V经门、窗隙入室内的总空气量，m3/h；w供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3；Cp冷空气的定压比热，Cp =1KJ/（kg）；0.278单位换算系数，1KJ/h=0.278W。其中V=Lln m3/h式中L每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，m3/（hm）；l门、窗缝隙的计算长度；(如本建筑中外门的的缝隙尺寸为9.12m，内门的缝隙尺寸为6m。n渗透空气量的朝向修正系数. 有天正暖通软件查询得： 地点东南西北哈尔滨0.21.00.70.33）冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量按下式计算： Q3=NQ1 式中Q1外们的基本耗热量 W，N- 冷风侵入的外门附加率。N的取值参照课本表1-9：则房间的总的耗热量主要有维护结构基本耗热量、冷风侵入耗热量、冷风渗透耗热量三者之和，即房间总的耗热量Q=。该建筑两种门的尺寸： 外门 内门2.房间热负荷计算举例以下所列为建筑各层的各房间的热负荷，其中第24层相对应的房间的热负荷相等。房间编号用途总采暖负荷W房间编号用途总采暖负荷W房间编号用途总采暖负荷W101盥洗室2095102楼梯1253103宿舍1472104宿舍1328105宿舍1328106宿舍1328107宿舍1328108宿舍1328109宿舍1328110 宿舍1328111值班室1393112楼梯1253113女厕所2351114女盥洗室2130115门厅4523116宿舍1263117宿舍1134118宿舍1134119宿舍1134120宿舍1134121宿舍1134122 宿舍1134123宿舍1134124宿舍1263125门厅4523126男盥洗室2040201男卫生间1695202楼梯1037203宿舍1155204宿舍1090205宿舍1090206宿舍1090207宿舍1090208宿舍1090209宿舍1090210宿舍1090211宿舍1155212楼梯1037213卫生间1926214盥洗室1705215宿舍943216宿舍1007217宿舍878218宿舍878219宿舍878220宿舍878221宿舍878222宿舍878223宿舍878224宿舍1007225宿舍943226 男盥洗室1640501男厕所2650502楼梯1907503宿舍2025504宿舍1960505宿舍1960506宿舍1960507宿舍1960508宿舍1960509宿舍1960510宿舍1960511宿舍2025512楼梯1907513女卫生间3000514女盥洗室2780515宿舍1813516宿舍1877517宿舍1748518宿舍1748519宿舍1748520宿舍1748521宿舍1748522宿舍1748523宿舍1748524宿舍1877525宿舍1813526男盥洗室25953 散热器的选择1. 散热器型式：椭四柱813型散热器宽度B=164mm，同侧进出口中心距H1=642mm，高度H=813mm,长度L=57mm，以稀土灰铸铁为材质，最高工作压力Pb=0.8MPa。2. 系统连接形式：散热器支管与散热器同侧连接，上进下出。因此，连接形式修正系数2=1.0。3. 安装方式：散热器明装，敞开布置。因此安装形式修正系数3=1.054. 每片散热器面积f=0.28m2/片5. 任一房间的散热器(椭四柱813型的片数计算方法 查供热工程附录2-1 =7.87w/m修正系数：散热器组装片数修正系数，先假定1=1.0；散热器连接形式修正系数，查教材附录2-4，2=1.0；散热器安装形式修正系数，查教材附录2-5，3=1.05；F=Q/（Kt）123=Q/（7.8764.5）11.0 1.05=0.Q M-132型散热器每片散热面积为0.28 m2，计算片数n为：n= F/f=0.00207Q片则由此关系式可得各房间的散热器片数：北侧部分为分支2，南侧部分为分支1分支2 立管7层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层1R1125314椭四柱813型8片150.06楼层1R2215312椭四柱813型13片150.11楼层2R1103714椭四柱813型7片150.05楼层2R2192612椭四柱813型12片150.1楼层3R1103714椭四柱813型7片150.05楼层3R2192812椭四柱813型12片150.1楼层4R1103714椭四柱813型7片150.05楼层4R2192812椭四柱813型12片150.1楼层5R1190714椭四柱813型12片150.1楼层5R2235012椭四柱813型14片150.12分支2 立管3层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层1R1132818椭四柱813型9片150.07楼层1R2139318椭四柱813型10片150.07楼层2R1109518椭四柱813型8片150.05楼层2R2115518椭四柱813型8片150.06楼层3R1109018椭四柱813型8片150.05楼层3R2115518椭四柱813型8片150.06楼层4R1109018椭四柱813型8片150.05楼层4R2115518椭四柱813型8片150.06楼层5R1196018椭四柱813型13片150.1楼层5R2202518椭四柱813型14片150.1分支2 立管5层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层1R1132818椭四柱813型9片150.07楼层1R2132818椭四柱813型9片150.07楼层2R1109018椭四柱813型8片150.05楼层2R2109018椭四柱813型8片150.05楼层3R1109018椭四柱813型8片150.05楼层3R2109018椭四柱813型8片150.05楼层4R1109018椭四柱813型8片150.05楼层4R2109018椭四柱813型8片150.05楼层5R1196018椭四柱813型13片150.1楼层5R2196018椭四柱813型13片150.1分支2 立管4层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层1R1132818椭四柱813型9片150.07楼层1R2132818椭四柱813型9片150.07楼层2R1109018椭四柱813型8片150.05楼层2R2109018椭四柱813型8片150.05楼层3R1109018椭四柱813型8片150.05楼层3R2109018椭四柱813型8片150.05楼层4R1109018椭四柱813型8片150.05楼层4R2109018椭四柱813型8片150.05楼层5R1196018椭四柱813型13片150.1楼层5R2196018椭四柱813型13片150.1分支2 立管6层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层1R1132818椭四柱813型9片150.07楼层1R2139318椭四柱813型10片150.07楼层2R1109018椭四柱813型8片150.05楼层2R2109018椭四柱813型8片150.05楼层3R1109018椭四柱813型8片150.05楼层3R2109018椭四柱813型8片150.05楼层4R1109018椭四柱813型8片150.05楼层4R2109018椭四柱813型8片150.05楼层5R1196018椭四柱813型13片150.1楼层5R2196018椭四柱813型13片150.1分支2 立管2层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层1R1125314椭四柱813型8片150.06楼层1R2139318椭四柱813型10片150.07楼层2R1103714椭四柱813型7片150.05楼层2R2115518椭四柱813型8片150.06楼层3R1103714椭四柱813型7片150.05楼层3R2115518椭四柱813型8片150.06楼层4R1103714椭四柱813型7片150.05楼层4R2115518椭四柱813型8片150.06楼层5R1109714椭四柱813型7片150.05楼层5R2252518椭四柱813型17片150.13分支2 立管1层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层1R1209518椭四柱813型14片150.1楼层2R1169512椭四柱813型10片150.08楼层3R1169512椭四柱813型10片150.08楼层4R1169512椭四柱813型10片150.08楼层5R1265012椭四柱813型16片150.13分支1立管8层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层1R1318818椭四柱813型22片150.16楼层2R1170518椭四柱813型12片150.09楼层3R1170518椭四柱813型12片150.09楼层4R1170518椭四柱813型12片150.09楼层5R1278018椭四柱813型19片150.14分支1立管9层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层1R1211618椭四柱813型14片150.11楼层2R194318椭四柱813型7片150.05楼层3R194318椭四柱813型7片150.05楼层4R194318椭四柱813型7片150.05楼层5R1181218椭四柱813型12片150.09分支1立管10层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层1R1113418椭四柱813型8片150.06楼层1R2113418椭四柱813型8片150.06楼层2R187818椭四柱813型6片150.04楼层2R287818椭四柱813型6片150.04楼层3R187818椭四柱813型6片150.04楼层3R287818椭四柱813型6片150.04楼层4R187818椭四柱813型6片150.04楼层4R287818椭四柱813型6片150.04楼层5R1174818椭四柱813型12片150.09楼层5R2174818椭四柱813型12片150.09分支1立管11层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层1R1113418椭四柱813型8片150.06楼层1R2113418椭四柱813型8片150.06楼层2R187818椭四柱813型6片150.04楼层2R287818椭四柱813型6片150.04楼层3R187818椭四柱813型6片150.04楼层3R287818椭四柱813型6片150.04楼层4R187818椭四柱813型6片150.04楼层4R287818椭四柱813型6片150.04楼层5R1174818椭四柱813型12片150.09楼层5R2174818椭四柱813型12片150.09分支1立管12层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层1R1113418椭四柱813型8片150.06楼层1R2113418椭四柱813型8片150.06楼层2R187818椭四柱813型6片150.04楼层2R287818椭四柱813型6片150.04楼层3R187818椭四柱813型6片150.04楼层3R287818椭四柱813型6片150.04楼层4R187818椭四柱813型6片150.04楼层4R287818椭四柱813型6片150.04楼层5R1174818椭四柱813型12片150.09楼层5R2174818椭四柱813型12片150.09分支1立管13层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层1R1113418椭四柱813型8片150.06楼层1R2113418椭四柱813型8片150.06楼层2R187818椭四柱813型6片150.04楼层2R287818椭四柱813型6片150.04楼层3R187818椭四柱813型6片150.04楼层3R287818椭四柱813型6片150.04楼层4R187818椭四柱813型6片150.04楼层4R287818椭四柱813型6片150.04楼层5R1174818椭四柱813型12片150.09楼层5R2174818椭四柱813型12片150.09分支1立管14层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层1R1337918椭四柱813型23片150.17楼层2R1100718椭四柱813型7片150.05楼层3R1100718椭四柱813型7片150.05楼层4R1100718椭四柱813型7片150.05楼层5R1187718椭四柱813型13片150.09分支1立管15层内位置编号负荷(W)室温()散热器型号片(m)D(mm)(m/s)楼层1R1204012椭四柱813型12片150.1楼层1R2105814椭四柱813型7片150.05楼层2R1164012椭四柱813型10片150.08楼层2R294318椭四柱813型7片150.05楼层3R1164012椭四柱813型10片150.08楼层3R294318椭四柱813型7片150.05楼层4R1164012椭四柱813型10片150.08楼层4R294318椭四柱813型7片150.05楼层5R1259512椭四柱813型16片150.13楼层5R2181218椭四柱813型12片150.09四管路水力计算1. 采用机械循环双管顺流异程、上供下回式热水供暖系统2. 2.此工程引入口处外网的供回水压差较大，但考虑系统中各环路的 压力损失易于平衡，此工程采用推荐的平均比摩阻RPj大致为60120Pa/m来确定最不利环路各个管段的管径。3.管道布置详见采暖平面图和系统图，为了减小设计复杂度，从东侧设热力引入口，最后再引向建筑北侧热力外围，本工程采用室外官网引入口压力为10kpa。4.采暖水力图（以15立柱1、2、3层为例说明） 计算原理：1. 参考平面图和系统图，首先应该确定最不利环路，可以看出该工程南侧的最不利环路有管段1、2、3、4、5.25，北侧的最不利环路是1,2,3,422,25。2. 由于采用机械循环、或者说能够利用市政管网压力的系统，根据最不利环路的的资用压力，计算出一个平均比摩阻，再根据各个管段根据各个管道所分配的热量查供热工程课本后附表4-1和附表4-3，即可查出各管段的当量直径DN和和压损pj。3. 根据各管段的压损和资用压力，计算不平衡率x。4. 如上图所示，根据15、16与1、2并联阻力相等，以及14、15、16与1、4、3并联相等，即，计算由下而上，然后同上述方法，计算各个管段的平均比摩阻，然后再查课后附表4-1、4-3，这样就可以查出各管段的压损和管径。5. 最不利管路的计算过程如下： 1）.以城市管网建筑引入口处资用压力计算最不利环路的资用压力=x=0.=43.9pa/m. 2).求最不利环路各管段流量 有流量公式：=0.0344Q，可计算管段125的管径，如管段15： Q15=2040+1058=3096 则由上述公式得G15=107，查供热通风设计手册热水水力计算表即（课本课后附表4-1）可得比摩阻R=39.05pa/m比较接近最不利环路的资用压力所计算所得的比摩阻，且可查的0.16，对应管径DN=15mm。 3）.计算各管段的阻力损失仍以管段15为例说明问题，L=3.0米，R=39.05pa/m，则沿程阻力=R.L=117.15pa；=12.59pa,=3，则局部阻力=37.77pa,则管段15的总的阻力损失+=154.92pa。4） .立管每层的不平衡系数x的计算 以立柱15为例计算 =702.4pa 而根据上述查表所得1、2的实际阻力和为=101.36+541=642.36pa，则（-）/=8.5%15%.同理， 5. 最不利环路的计算数据建筑南侧一半的，括号内表示图纸中管道标号1.南侧最不利环路最不利阻力(Pa)7801最不利环路分支1立管15楼层1编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)SG854992941.175500.3838.932.3194.65163.23358SH854992941.175500.3838.932.3194.65163.23358BG1(3)854992941.179.94500.3840.08680425505BG2(4)744162559.914.14500.5531.561130.65148278.65BG3(5)676592327.473.3500.2822.921.375.64159234BG4(6)566271947.976.6400.4268147190.9562BG5(7)455951568.476.6400.3446.471306.756.83363.5BG6(8)345631188.976.6320.3353.291357.355418.53BG7(9)23531809.476.26320.23251156.526.1183BG8(10)15254524.743.64250.2647.25117233205BH1(24)854992941.179.94500.3840.086397.6425.9839.1BH2(23)744162559.914.14500.3331.561130.653.54184.2BH3(22)676592327.473.3500.2822.921.375.6449.7125.4BH4(21)566271947.976.6400.4271.421471.3785556.37BH5(20)455951568.476.6400.3446.471306.756.83363.53BH6(8)345631188.976.6320.3353.291357.355412.3BH7(18)23531809.476.26320.23251156.526.1182.5BH8(17)15254524.743.64250.2647.252178.7566.46245.21VG1(15)3098106.573150.1536.88611176187VG2(14)5681195.433200.1626.1478.350.36128.7VG3(13)8264284.283200.2350.424151104255VG4(12)10847373.143200.2455.734167113.3280.5VG5(11)15254524.742.25250.2647.255.5106.31182.7183VH1(17)15254524.743.64250.2647.252168.866.46235.2R1204070.182150.117.0925341231572.北侧最不利环路计算表最不利阻力(Pa)5547pa最不利环路分支1立管15楼层1编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)SG854992941.175500.3838.932.3194.65163.23358SH854992941.175500.3838.932.3194.65163.2335814209572.13150.116.99450.9719.6870.65133790130.373150.1953.54160.571231.5125485188.73200.1421.38464.1438.56102.71171802473200.1936.584109.771180.741098303382.25200.2455.724125.3113.28238.65998303383.3200.2455.723.5125.399.2224.65813654469.76.16250.2543.1126530.732957267709206.6320.2531.25120830.73238.6363988613726.6400.344.251237.544.25281.7255300218236.6400.3958.28138574.7846046644322867.04500.2822.923.51621352971698303383.3200.2455.723.5125.399.2224.651713654469.76.16250.2543.1126530.7329518267709206.6320.2531.25120830.73238.63193988613726.6400.344.251237.544.25281.72205300218236.6400.3958.28138574.78460216644322867.04500.2822.923.51621352972252316.66650.1644.271.5295118413VG3(13)8264284.283200.2350.424151104255VG4(12)10847373.143200.2455.734167113.3280.5VG5(11)15254524.742.25250.2647.255.5106.31182.7183VH1(17)15254524.743.64250.2647.252168.866.46235.2R1209572.12150.117.0925341231576. 建筑南侧一半环路的水力计算表如下注：为避免管道标号过多造成图纸不清，以VH表示每层的回水管，VG表示每层的供水管，BH表示回水干管，BG表示供水干管，标号自底层往上依次增大，以这种方法作为试图标准。表3 分支1供回水干管水力计算表编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)BG1854992941.172500.3840.0818070.9151BG2744162559.912400.55115.451231148378BG3676592327.472400.595.961.3192159350BG4566271947.972400.4268113685221BG5455951568.472320.4490.86118296278BG6345631188.972320.3353.29110755162BG723531809.472250.4108.37121778295BG815254524.742250.2647.2519533127BH1854992941.172500.3840.0818070.9151BH2744162559.912400.55115.451231148378BH3676592327.472400.595.961.3192159350BH4566271947.972400.4268113685221BH5455951568.472320.4490.86118296278BH6345631188.972320.3353.29110755162BH723531809.472250.4108.37121778295BH815254524.742250.2647.2519533127表4 分支1立管8供回水立管水力计算表立管总阻力(Pa)5043资用压力(Pa)7314立管不平衡率31.1%编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)VG13188109.673150.1638.9411724141VG24893168.323150.2486.98426158319VG36598226.973150.33153.724461106567VG48303285.623200.2350.87415350203VG511083381.262200.388.094176136312VH111083381.262200.388.095176170346VH27895271.593150.39216.975651190841VH36190212.943150.31136.065408117.5526VH44485154.283150.2273.78522162.5283.5VH5278095.633150.1430.1759122.5114R13188109.672150.1638.92578511.6589R1170558.652150.0912.3