供热工程课程设计书

1、目录第 1 章供热工程课程设计具体内容 2第 2 章方案比较 2第 3 章 供暖热负荷计算 33.1 外围护结构的基本耗热量计算 33.2 门窗的冷风渗透耗热量计算 33.3 下面以 101 房间为例计算房间的热负荷 4第 4 章 散热器的选型及安装形式 54.1 散热器的选择 54.2 散热器的布置 54.3 散热器的安装尺寸应保证 54.4 暖气片片数计算过程 54.5 以一层女厕所 101 为例说明暖气片的计算过程 6第 5 章系统水利计算 75.1 水力计算步骤 75.2 系统水力计算实例 85.3 其他环路的水力计算 10二环路水力计算 10三环路水力计算 13四环路水力计算 161

2、8第1章供热工程课程设计具体内容（一）地址：郑州（二）原始参数资料：1、设计题目：郑州某宿舍楼采暖设计t w = -5 Cu w =3.4m/s西、西北2、气象资料：郑州冬季供暖室外计算温度 冬季室外平均风速 冬季主导风向由暖通空调设计规范可知中国民用建筑室内计算温度的范围为16C -24 C,所以可得图中各房间的计算温度为：18C注：内走廊、楼梯等公共区域不采暖。3、围护结构：1）外墙：内抹灰一砖半墙（37墙）；2）内墙：两面抹灰一砖墙（24墙）；3）外窗：双层铝合金推拉窗；4）门：双层木门;5）屋顶：保温屋顶，传热系数 K= 1.14W/ （nbC）;6）地面为不保温地面，K值按地带决定。

3、7）层高：3.0m,窗台距室内地坪1m,窗户高度均为1.5m。4、热源：室外供热管网，供水温度 95C，回水温度70C。弓I入管处供水压力满足室内供 暖要求。5、建筑条件图3张。（三）设计计算：1、供暖热负荷计算；2、散热器选择计算；3、管道系统水力平衡计算；4、供暖附件或装置的选择计算；（四）制图：1、施工图设计，主要包括：设计总说明及设备材料表、供暖系统平面图、供暖系统图、 大样图等；2、设计计算说明书一份（五）主要参考资料1、采暖通风与空气调节设计规范（GB 50019- 2003）2、 实用供热空调设计手册建工版 第2章方案比较该宿舍楼供热系统作用范围比较大，上供下回和下供下回的比较中

4、，后者具有如下特点:1. 美观，房间内的管路数减少，可集中进行隐藏处理。2. 在下部布置供水干管，管路直接散热给室内，无效热损失小。3. 在施工中，每安装好一层散热器即可供暖，给冬天施工带来很大方便。4. 排除系统的空气比较困难5. 综合考虑楼层，采用上供下回式热水供暖系统。第3章供暖热负荷计算对于本居民楼的热负荷计算只考虑围护结构传热的耗热量和冷风渗透引起的耗热量，人 员、灯光等得热作为有利因素暂不考虑在热负荷计算当中。3.1外围护结构的基本耗热量计算公式如下：q =KF(tn -tw)aq围护结构的基本耗热量，wK围护结构的传热系数，F围护结构的面积tn 冬季室内计算温度tw 供暖室外计算

5、温度围护结构的温差修正系数整个建筑的基本耗热量Q1-j等于它的围护结构各部分基本耗热量 q的总和：Q1.j 八 q 八 KF(tn 7)a W算出基本耗热量后再进行朝向和高度修正(因风速较小，风力修正忽略不计)，3.2门窗的冷风渗透耗热量计算采用缝隙法计算：缝隙长度1=3 X(窗高-上亮)+2X窗宽=3X (1.5-0.5)+2 X窗宽；门窗渗入空气量V=L X l X nL每米门窗渗入室内的空气量，l 门窗缝隙的计算长度，n渗透空气量的朝向修正系数确定门窗缝隙渗入空气量V后，冷风渗透耗热量Q2按下式计算Q2 =0.278VwCp(tn -tw) W式中V-经门窗缝隙渗入室人的总空气量，查附表

6、一一7然后采用插值法计算。P w供暖室外计算温度下的空气密度Cp 冷空气的定压比热0.278 单位换算系数暖通规范规定：宜按下列规定的数值，选用不同朝向的修正率 北、东北、西北 010% ;东南、西南 -10%-15% ;东、西-5%;南 -15%-30%。选用上面朝向修正率时。应考虑当地冬季日照率小于35%勺地区，东南、西南和南向修正率，宜采用-10%0%东西向可不修正。暖通规范规定：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%应注意：高度附加率，应 附加于房间各围护结构基本耗热量和其他附加(修正)耗热量的总和上。

7、暖通规范规定：在一般情况下，不必考虑风力附加。只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别突出的建筑物，才考虑垂直外围护结构附加5%10% 3.3下面以101房间为例计算房间的热负荷101房间为宿舍，室内计算温度为18C，郑州冬季室外计算温度为-5 C，郑州冬季日照率 为60%表3.1郑州市的冷风朝向修正系数n地点东南西北郑州0.650.210.65郑州市的冷风朝向修正系数，北向0.65，对有相对两面外墙的房间，按最不利的一面外墙 计算冷风渗透量。由前面的数据，在冬季室外平均风速Vp,j =3.4m/s，推拉铝窗每米缝隙的冷风渗透量L=1.24 m3/ (h m).北

8、向的窗户的缝隙总长度为1.5 x5=7.5m.总的冷风渗透量V等 于V =L I n=1.24 x 7.5=9.3 m3/h冷风渗透量Q2等于Q =0.278V、Cp (tn -九)=0.278 x 9.3 x 1.4 x 1x( 18+5) =83.25W.底层地面选用天正暖通中的保温防潮地面，传热系数为1.7 W/ (mC)一层房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷1013029.251071510.251131510.2511919831022878.251081336.251141336.251201336.2510319831091510.2511

9、51510.251212947.251041101336.251161336.251221809.251051510.251111510.251171510.251232766.251061809.251121336.251181336.25124二层房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷2012784.252071300.252131300.2521917732022633.252081126.252141126.252201126.2520317732091300.252151300.252212724.252041126.252101126.25216

10、1126.252221126.252051300.252111300.252171300.252232543.252061126.252121126.252181126.252241126.25二层房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷3013472.253071862.253131862.2531923353023321.253081688.253141688.253201688.2530323353091862.253151862.253213342.253041688.253101688.253161688.253221688.253051862.25

11、3111862.253171862.253233161.253061688.253121688.253181688.253241688.25第4章散热器的选型及安装形式4.1散热器的选择考虑到散热器耐用性和经济性，本工程选用M-134型，高度为600mm它结构简单，耐腐蚀，使用寿命长，造价低，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；每片散热器的面积少，易组成所需散热面积。“暖通规范”规定：安装热量表和恒温阀的热水供暖系统不宜采用水流通道内含有粘砂的散热器，应采取可靠的质量控制措施；所 以要选用内腔干净无砂，外表喷塑或烤漆的灰铸铁散热器。4.2散热器的布置散热器布置在

12、外墙窗台下，这样能迅速加热室外渗入的冷空气，阻挡沿外墙下降的冷气流, 改善外窗、外墙对人体冷辐射的影响，使室温均匀。为防止散热器冻裂，两道外门之间，门斗 及开启频繁的外门附近不宜设置散热器；散热器一般明装或装在深度不超过130mm勺墙槽内 4.3散热器的安装尺寸应保证底部距地面不小于60mm通常取150mm顶部距窗台板不小于50mrp背部与墙面净距不小于25mm4.4暖气片片数计算过程散热器面积F按下式计算：FQ宀飞K(tpj -tn)m2C散热器的散热量，W tpj 散热器内热媒平均温度，c tn-供暖室内计算温度，CK散热器的传热系数,W/ (m2C)B 1散热器的组装片数修正B 2散热器

13、的连接形式修正B3散热器的安装形式修正散热器中B 1、B 2、B 3的选取以书后附表为据,tpj=(tsg+tsh)/2tsg 散热器进水温度tsh 散热器回水温度4.5以一层女厕所101为例说明暖气片的计算过程101房间的总负荷为：3029.25Wti丸由公式tig可得,101房间入水温度78.15 C,出水温度70C查附录2-1，对M-132型散热器0.286 0.286K =2.426At=2.426*56.075=7.67 w/ ( m2.C)散热器组装片数修正系数，故先假定B 1=1.00 ；散热器连接形式修正系数，查附录 2-4可知B 2=1.00 散热器安装形式修正系数，查附录

14、2-5可知B 3=1.023029.257.99 56.0751 1 1.02=6.9m2M-132型散热器，每散热面积为0.24 m2 则 n=F/f=6.9/0.24=28.7 取 n=29 片一层房间散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数10129107141131411918102271081211412120121031810914115141212710411012116121221710514111141171412326106171121211812124二层房间散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数201

15、2220710213102191420221208821482208203142091021510221212048210821682228205102111021710223202068212821882248三层房间散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数301243071331313319163022330812314123201230316309133151332123304123101231612322123051331113317133232130612312123181232412第5章系统水利计算5.1水力计算步骤水利计算步骤：画出系统图，求出

16、通过各管段的流量，具体步骤如下：1、在轴侧图上进行管段编号，立管编号并注明各管段的热负荷和管长。2、确定最不利环路。本系统为异程单管系统，一般取最远立管的环路作为最不利环路。3、计算最不利环路各管段的管径：(1) 、虽然引入口处外网的供回水压差较大，但考虑到系统中各环路的压力损失易于平衡， 设计采用推荐的平均的比摩阻 Rpj大致为60120Pa/m来确定最不利环路各管段的管径。(2) 、根据各管段的热负荷，求出各管段的流量，计算公式如下：G= 3600Q/4187* (tgth )= 0.86Q/ (tg th ) Kg/hQ管段的热负荷，Wtg 系统的设计供水温度，C；th 系统的设计回水温

17、度，C。(3) 、根据平均比摩阻和各管段的流量查供热工程附录表4 1,选定合适的管径、流速和压降。4、确定各管段的长度。5、确定局部阻力损失。&求各管段的压力损失 P= A py+ A Pj;7、求环路的总压力损失。8、计算富裕压力值。考虑到施工的具体情况，可能增加一些在设计计算中未计入的压力 损失。因此，要求系统应有10%以上的富裕度。9、 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。5.2系统水力计算实例1. 在系统图上，进行管段编号，并注明编号并注明各管段的热负荷和管长2. 确定最不利环路。本系统为单管系统，

18、一般取最远立管的环路作为最不利环路。本例中的最不利环路为 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12。3. 计算最不利环路各管段的管径。本例题中采用推荐的平均比摩阻大致为60-120pa/m，来确定最不利环路各管段的管径。根据式 G=3600Q/4.187X 103 (tg 7 - th z) =0.86Q/ (tg 7 -th z) kg/h 计算各管段的流量 见表6.1第2栏。式中Q管段的热负荷，Wtg /系统的设计供水温度，C；th /系统的设计回水温度，C。4. 根据G，Rpj,查附录表4-1,选择最接近Rpj的管径。将查出的d、R v和G值列入表 6.1 中。5. 确定长度

19、压力损失 Py=RX l，将每一管段R与I相乘，列入表6.1中第8栏。6. 确定局部阻力损失Z(1) 确定局部阻力系数E根据系统图中管路的实际情况，列出各管段阻力名称。利用相关资料，将其阻力系数记于表中，最后将各管段的总局部阻力系数列入表6.1中第9栏中。注意：在统计局部阻力时，对于三通和四通管件的局部阻力系数，应列在流量较小的管段 上。(2) 利用附录表4-3，根据管段流速v,可查出动压头 Pd,列入表6.1中的第10栏。 又根据 Pj= Pd 刀E，将求出的 Pj值列入表6.1中的第11栏中。7. 求各管段的压力损失 P=A Pj + Py。将表6.1中的第8栏与第11栏相加列入表6.1第

20、12栏中。8. 求环路总压力损失即刀(A Pj + A Py)表5.1 一环路水力计算表管 段 号Q WG kg/hL mD mmV m/sRPa/ma Py=RIPa阻 力 数A PdPa局部 阻力 损失Pa总阻力 损失Pa123P 456789101112通过立管1的环路11184924076.12：14.7650：0.3454.14799.112.556.83142.075941.1852553011902.35P 8.2240：0.4371.42587.07390.90272.7P 859.773304331046.92.76320.3041.93115.73144.2544.2515

21、9.98423171797.0826.6250.39105.74697.88174.7874.78:772.68515909547.27r 6.625：0.2853.38352.31138.5438.54390.8568471291.4211.6200.2455.72646.355.528.32155.76802.11787.48r 9.2150.1326.93247.76208.31166.2413.96815909547.276.625：0.2853.38352.31138.5438.54390.85923171797.0826.6250.39105.74697.88174.7874.78

22、772.6810304331046.91 2.48321 0.3041.93103.993.544.25154.875*258.86511553011902.35M3.3740m.4371.42954.893.590.90318.151273.04121184924076.120.26500.3454.1414.080.556.8328.41542.495刀 1=89.05E( A Pj + Py) 1-12=7078.465立管的资用压力为1216.0713 :7438255.873.05200.2142.52129.691021.68 1216.8346.691477.59.2150.12

23、21.68199.46337.08233.64433.1E( A P+A Py)i3-i4=779.79不平衡百分率X= (1216.07-779.79 ) /1216.07=35.88% 15%(用立管阀门节流)立管的资用压力为2015.86157262249.83.05200.1936.59129.691017.75177.5307.191677.59.2150.1221.68199.46337.08233.64433.1E( A P+A Py)15-16=740.29不平衡百分率X= (2015.86-740.29 ) /2015.86=63.28% 15%(用立管阀门节流)立管的资用压

24、力为275683.05200.1936.59129.691017.75 1177.5307.191677.59.2150.1221.68199.46337.08233.64433.1E( A P+A Fy)17-18=740.29不平衡百分率X= (2756.15-740.29 ) /2756.15=73.14% 15%(用立管阀门节流)表5.2 一环路局部阻力系数统计表管段号局部阻力个数阻力系数9直流三通11刀=11直流三通1190度1110合流三通13弯头闸阀10.5闸阀10.5刀=3.511闸阀10.5刀=2.52分流三通13直流三通23刀=3刀=3.53直流三

25、通111290度弯头10.5刀=0.5刀=14直流三通1113,15,1790度弯头，闸阀1, 14刀=1分流三通265直流三通11刀=01490度弯头36刀=1乙字弯69散热器36690度弯头24分流合流三通412闸阀10.5刀=33直流三通111690度弯头36刀=5.5乙字弯69790度弯头714散热器36散热器36分流合流三通412刀=20刀=338直流三通111890度弯头36刀=1乙字弯69散热器36分流合流三通412刀=335.3其他环路的水力计算二环路水力计算图5-2二环路计算草图表5.3 二区水力计算表管 段 号Q WG kg/hL mD m mV m/sRPa/m Py=R

26、IPa阻 力 数 PdPa局部 阻力 损失Pa总阻力 损失Pa备 注12345678910111213通过立管1的环路1118494076.114.750.354.14799.12.56.8142.07941.1822604153551902.340.4587.090.925530158.220371.42730272.7859.77324868855.463.320.4132.7437.9195.195.18533.16I 542882401.844.2417608605.726.650.360.8971544.25446.1258834303.8917.220.255.72962.84.2

27、8.3127.441090.28044528690.589.2150.1326.93247.76208.31166.2413.962401.844.2717608605.726.650.360.89715166.2413.96824868855.463.5720.4132.7474.83.95.1333.1380885427581902.313.3r 40.4:954.83.90.91273.095530171.42318.15,570395041118494076.114.7:50.3799.10.56.8827.5254.1428.415022 6041535刀 1=97.668 E( A

28、 Pj + Py)“o=8493.25立管的资用压力为1504.2411 :8774301.833.05200.2455.72169.951028.32283.2453.151277.59.2150.1221.68199.46337.08233.64433.1E( A P+A Py)ii-i2=886.25不平衡百分率X= (1504.24-886.25 ) /1504.24=41.08% 15%(用立管阀门节流)立管的资用压力为2390.4913 :7262249.813.05200.1936.58111.571017.75177.5289.071477.59.2150.1221.68199

29、.46337.08233.64433.1E( A P+A R)i3-i4=721.17不平衡百分率X= (2390.49-721.17 ) /2390.49=69.83% 15%(用立管阀门节流)表5.4 二环路局部阻力系数统计表管段号局部阻 力个数阻力系 数管段号局部阻 力个数系数1直流三通118合流三 通1390度11闸阀10.5 :弯头刀=3.5闸阀10.59闸阀1r 0.5 :刀=2.5直流三通232分流三 通13刀=3.5刀=31090度弯头10.53直流三通11刀=0.5刀=111,1390度弯 头，闸阀1, 144直流三通11分流三 通26刀=1刀=10590度弯231290度弯

30、36头头闸阀1 10.5乙字弯6:9 :直流三通11散热器36刀=4.5分流合 流三通412690度弯头714刀=33散热器361490度弯头36刀=20乙字弯697直流三通11散热器36刀=1分流合 流三通412刀=33三环路水力计算图5-3三环路计算草图管 段 号QWG kg/hL mD m mV m/sRPa/m Py=RIPa阻 力 数 PdPa局部 阻力 损失Pa总阻力 损失Pa备 注12345678910111213通过立管1的环路118494076.114.750.3799.12.56.8142.07941.1812260454750.4234.678.

31、626319175.300044.27336235.98470.611162.6:30.3P 149.456.833379722.762454.1431356.83206.2620.3105.7697.874.7424451841.116.659481874.78772.6620.2178.033.2515105519.613.845646.3621333.23211.2569014310.0816.2r 20.255.72902.64.28.3127.441030.104652793.79.2150.1326.93247.76208.31166.2413.9620.2178.033.2815

32、105519.613.845646.3621333.23211.25924451841.116.6r 20.3105.7697.8174.774.78772.665948810337971162.622.48320.354.14134.25.56.83312.56446.834755513173.70.0550.478.6163191760044.272.51678.7681.161118494076.150.30.56.820.2654.1414.0828.41542.495220453刀 1=71.90E( A Pj + Py) 1-12=5600.425立管的资用压力为1444.0613

33、 :6091209.533.05150.29120.48367.461041.35413.5780.961460.999.2150.0912.84118.13333.98131.34249.47E( A P+A Py)i3-i4=1030.43不平衡百分率 X= (1444.06-1030.43 ) /1444.06=28.64% 15%(用立管阀门节流)立管的资用压力为2474.4915 :9346321.503.05200.2455.72169.951028.32 1283.2453.151689.449.2150.1326.93247.76338.31274.23521.986E( A

34、P+A Py)15-16=975.136不平衡百分率 X= (2474.49-975.136 ) /2474.49=60.59% 15%(用立管阀门节流)立管的资用压力为3449.626仃:9346321.503.05150.2455.72169.951028.32 1283.2453.151889.449.2150.1326.93247.76338.31274.23521.986E( A P+A Fy)17-18=975.136不平衡百分率 X= (3449.626-975.136 ) /3449.626=71.73 % 15%(用立管阀门节流)表5.6 三环路局部阻力系数统计表管段号局部阻

35、 力个数阻力系 数管段号局部阻 力个数阻力系 数1直流三通1110合流三 通1390度弯头11闸阀10.5闸阀10.590度弯头22刀=2.5刀=5.52分流三 通1311直流三通11刀=3刀=13直流三通111290度弯头10.5刀=1刀=0.54直流三通1113,15,1790度弯 头，闸阀1, 14刀=1分流三 通265直流三通11刀=10刀=11490度弯头36690度弯头23乙字弯69闸阀10.5散热器36直流三通11分流合 流三通412刀=4.5刀=33790度弯头7141690度弯头36散热器36乙字弯69刀=20散热器368直流三通11分流合 流三通412刀=1刀=339直流三通111890度弯头36刀=1乙字弯69散热器36分流合 流三通412刀=33四环路水力计算图5-4四环路计算草图50J.2M7管 段 号Q WG kg/hL mD m mV m/sRPa/m Py=RIPa阻 力 数 PdPa局部 阻力 损失Pa总阻力 损失Pa备 注12345678910111213通过立管1的环路11184924076.1214.