供热工程课程设计

1、供热课程设计 20092009 届届 机械机械 分院分院( (系系) ) 专专 业业 建筑环境与设备工程建筑环境与设备工程 学学 号号 学生姓名学生姓名 完成日期完成日期 20122012 年年 6 6 月月 2525 日日 目录目录 第 1 章 前言3 第 2 章 热负荷依据3 2.1 建筑物的概述3 2.2 住宅供暖设计参数5 2.3 热负荷的计算依据6 2.4 手动计算标准层热负荷7 2.4.1 围护结构传热耗热量7 2.4.2 户间传热耗热量10 2.4.3 冷风渗透耗热量12 2.4.4 手算顶层屋顶热负荷及底层地面热负荷14 2.5 建筑物的面积热指标15 第 3 章 供暖方案确定

2、15 3.1 热媒的选择15 3.2 供暖形式的确定15 第 4 章 散热器的选择与布置15 4.1 散热器选择15 4.2 散热器计算15 4.3 散热器布置17 第 5 章 管路水力计算17 5.1 绘制采暖系统图17 5.2 水力计算17 设计总结 19 参考文献 19 第第一一章章 前前言言 将自然界的能源直接或间接地转化为热能，以满足人们需要的科 学技术，称为供热工程。 供热工程又分为供暖工程和集中供热， 供暖工程是以保持一定 的室内温度，以创造适宜的生活条件或工 作条件为主要任务，集中供热 是指以热水或蒸汽作为热媒，由一个或 多个热源通过热网向城市、镇或其中某些区域热用户供应热能的

3、方式。 生活中常见的是集中供热工程， 目前已成为现代化城镇的重要基 础设施之一，是城镇公共事业的重要组成部分。 集中供热系统包括热源、热网和用 户三部分。热源主要是热电 站和区域锅炉房（工业区域锅炉房一般采用蒸汽锅炉，民用区域锅炉 房一般采用热水锅炉），以煤、重油或天然气为燃料；有的国家已广 泛利用垃圾作燃料。工业余热和地热也可作热源 。核能供热有节约 大量矿物燃料，减轻运输压力等优点。热网分为热水管网和蒸汽管网， 由输热干线、配热干线和支线组成，其布局主要根据城市热负荷分布 情况、街区状况、发展规划及地形地质等条件确定，一般布置成枝状， 敷设在地下。主要用于工业和民用建筑的采暖、通风、空调和

4、热水供 应 ，以及生产过程中的加热、烘干、蒸煮、清洗、溶化、致冷 、 汽锤和汽泵等操作。 本次课程设计是运用供热工程的技术知识对某一建筑物进行设计计 算，以及散热设备的选择与计算，合理的选择供暖系统以及管路的水力 计算。 第第二二章章 热热负负荷荷计计算算 2.1 建建筑筑物物的的概概述述 供热系统计算主要包括以下步骤：1.建筑物室内热负荷的计算 2.确定供暖系统 的设计方案以及热媒形式，散热器的选型 3. 散热器的计算与布置 4.进行系统的水 力计算，并平衡各管段的阻力，一般异程式不大于 15%，同程式不大于 10%。 本次课程设计的建筑物选择北京市某一小型住宅楼，层高 6 层，层高为 3

5、米。. 根据以上步骤的要求，对该住宅楼进行合理的供暖系统设计与水力计算。 标准层采暖平面图 建筑物参数 围护结构的条件如下： 外墙：空心砖 200mm ，聚苯板 90mm，内墙抹灰。w/()67 . 0 kkm2 外窗：双层透明中空玻璃 6mm。w/342 . 3 k)( 2k m 房间号101102103105106108 外窗面积1.8 1.52.1 1.51.8 1.51.5 1.54.5 1.50.6 1.5 窗缝长度6.56.36.57.595.7 房间号201202203205207 外窗面积1.8 1.52.1 1.51.8 1.53.9 1.50.6 1.5 窗缝长度6.56.

6、36.57.59 面积单位： 长度单位： 2 mm 屋顶：上人屋面 2挤塑聚苯板 60 传热系数：k=0.509 w/()km2 楼板：楼面 35 传热系数：k=0.508 w/()km2 门：阳台门：塑料框双层玻璃门 w/502 . 2 k)( 2k m 外门：w/02 . 3 k)( 2k m 房间号104204107206 门面积2.7 2.22.7 2.22.0 0.92.0 0.9 窗缝长度12125.85.8 面积单位： 长度单位： 2 mm 2.2 住住宅宅供供热热设设计计参参数数 北京市供暖室外设计温度：9 朝向修正率 东朝向：-5% 南朝向：-20% 西朝向：-5% 北朝向：

7、10% 住住宅宅设设计计供供暖暖温温度度： 名称卧室储藏室餐厅厨房客厅门厅卫生间 设计温度 18181818181823 住住户户个个房房间间面面积积： 2 m 房间号 101102103104105106107108109 面积 1241518127.57.5611 房间号 201202203204205206207208 面积 114151766610 2.3 热热负负荷荷的的计计算算 依依据据 围护结构传热量： 1 ()(1) nwch qakf ttx -围护结构的温差修正系数a -围护结构传热系数k -围护结构的传热面积f -供暖室内计算温度 n t -供暖室外计算温度 w t -朝

8、向修正系数 ch x 户间传热量： hhhj tkfxq -户间传热量附加率 h x -户间楼板或隔墙的传热系数k -户间楼板或隔墙的传热面积f -户间传热计算温度 h t 地面耗热量：)( wnd ttkfq -传热系数k -划分地带的面积f -供暖室内计算温度 n t -供暖室外计算温度 w t 冷风渗透耗热量：() 2 q0.28 p c w 0 l 1 l nw ttn -冷空气的比定压热容 p c -供暖室外计算温度下的空气密度 w -通过每米门窗缝隙进入室内的理论渗透冷空气量 0 l -门窗缝隙的计算长度 1 l -室内外温度差 nw tt -渗透冷空气量的修正系数n 2.4 手手

9、动动计计算算标标准准层层 热热负负荷荷 2.4.1 维护结构传热耗热量维护结构传热耗热量 1 q 卧室 101 北外墙 f=3.4 3-1.8 1.5=7.5 m2 k=0.67w/(m2k) xch=10 =149.24w 1 ()(1) nwch qakf ttx 北外窗 f=1.8 1.5=2.7 m2 k=3.342 w/(m2k) xch=10 =267.99w 1 ()(1) nwch qakf ttx 西外墙 f=3.9 3=11.7m2 k=0.67w/(m2k) xch=-5 =201.07 w 1 ()(1) nwch qakf ttx 储藏室 102 西外墙 f=2.1

10、1.5=3.15m2 k=0.67w/(m2k) xch=-5 =54.13w 1 ()(1) nwch qakf ttx 西外窗 f=2.1 1.5=3.15m2 k=3.342 w/(m2k) xch=-5 =270.02w 1 ()(1) nwch qakf ttx 卧室 103 西外墙 f=4.5 3=13.5m2 k=0.67w/(m2k) xch=-5 =232w 1 ()(1) nwch qakf ttx 南外墙 f=3.6 3-1.8 1.5=8.1 m2 k=0.67w/(m2k) xch=-20 =117.22w 1 ()(1) nwch qakf ttx 南外窗 f=1.

11、8 1.5=2.7 k=3.342 w/(m2k) xch=-20 2 m =194.91w 1 ()(1) nwch qakf ttx 客厅 104 南外墙 f=4.23-2.72.2=6.66 k=0.67w/(m2k) xch=-20 2 m =96.38w 1 ()(1) nwch qakf ttx 南外门 f=2.72.2=5.94m k=2.502w/ xch=-20 2 )( 2k m =321.02w 1 ()(1) nwch qakf ttx 书房 105 南外墙 f=33-1.51.5=6.75 k=0.67w/(m2k) xch=-20 2 m =97.69w 1 ()(

12、1) nwch qakf ttx 南外窗 f=1.51.5=2.25 k=3.342 w/(m2k) xch=-20 2 m =162.42w 1 ()(1) nwch qakf ttx 厨房 106 北外墙 f=31.5=4.5 k=0.67w/(m2k) xch=10 2 m =89.55w 1 ()(1) nwch qakf ttx 北外窗 f=31.5=4.5 k=3.342 w/(m2k) xch=10 2 m =446.65w 1 ()(1) nwch qakf ttx 东外墙 f=33=9 k=0.67w/(m2k) xch=-5 2 m =97.68w 1 ()(1) nwch

13、 qakf ttx 西外墙 f=1.51.5=2.25 k=0.67w/(m2k) xch=-5 2 m =38.67w 1 ()(1) nwch qakf ttx 西外窗 f=1.51.5=2.25 k=3.342 w/(m2k) xch=-5 2 m =192.88w 1 ()(1) nwch qakf ttx 餐厅 107 东外墙 f=3.9*3-0.9*2=9.9 m2 k=0.67w/(m2k) xch=-5 =107.45w 1 ()(1) nwch qakf ttx 东外门 f=0.9*2=1.8 m2 k=3.02 w/(m2k) xch=-5 =88.06w 1 ()(1)

14、nwch qakf ttx 卫生间 108 北外墙 f=1.8 3-0.6 1.5=4.5 m2 k=0.67w/(m2k) xch=10 =106.12w 1 ()(1) nwch qakf ttx 北外窗 f=0.6 1.5=0.9 m2 k=3.342 w/(m2k) xch=10 =105.87w 1 ()(1) nwch qakf ttx 卧室 201 北外墙 f=3.3 3-1.8 1.5=7.2 m2 k=0.67w/(m2k) xch=10 =143.27w 1 ()(1) nwch qakf ttx 北外窗 f=1.8 1.5=2.7 m2 k=3.342 w/(m2k) x

15、ch=10 =267.99w 1 ()(1) nwch qakf ttx 东外墙 f=3.9 3=11.7 m2 k=0.67w/(m2k) xch=-5 =201.07w 1 ()(1) nwch qakf ttx 储藏室 201 东外墙 f=2.11.5=3.15 k=0.67w/(m2k) xch=-5 =54.13w 1 ()(1) nwch qakf ttx 东外窗 f=2.11.5=3.15 k=0.67w/(m2k) xch=-5 =270.02w 1 ()(1) nwch qakf ttx 卧室 203 东外墙 f=4.5 3=13.5m2 k=0.67w/(m2k) xch=

16、-5 =232w 1 ()(1) nwch qakf ttx 南外墙 f=3.6 3-1.8 1.5=8.1 m2 k=0.67w/(m2k) xch=-20 =117.22w 1 ()(1) nwch qakf ttx 南外窗 f=1.8 1.5=2.7 k=3.342 w/(m2k) xch=-20 2 m =194.91w 1 ()(1) nwch qakf ttx 客厅 204 南外墙 f=3.93-2.72.2=5.76 k=0.67w/(m2k) xch=-20 2 m =83.35w 1 ()(1) nwch qakf ttx 南外门 f=2.72.2=5.94m k=2.502

17、w/ xch=-20 2 )( 2k m =321.02w 1 ()(1) nwch qakf ttx 厨房 205 北外墙 f=2.41.5=3.6 k=0.67w/(m2k) xch=10 2 m =71.64w 1 ()(1) nwch qakf ttx 北外窗 f=2.41.5=3.6 k=3.342 w/(m2k) xch=10 2 m =357.33w 1 ()(1) nwch qakf ttx 西外墙 f=33=9 k=0.67w/(m2k) xch=0 =0.6 2 m =97.68w 1 ()(1) nwch qakf ttx 东外墙 f=1.51.5=2.25 k=0.67

18、w/(m2k) xch=-5 2 m =38.67w 1 ()(1) nwch qakf ttx 东外窗 f=1.51.5=2.25 k=3.342 w/(m2k) xch=-5 2 m =192.88w 1 ()(1) nwch qakf ttx 餐厅 206 西外墙 f=3.9*3-0.9*2=9.9 m2 k=0.67w/(m2k) xch=-5 =0.6 =107.45w 1 ()(1) nwch qakf ttx 西外门 f=0.9*2=1.8 m2 k=3.02 w/(m2k) xch=-5 =0.6 =88.06w 1 ()(1) nwch qakf ttx 卫生间 207 北外

19、墙 f=1.8 3-0.6 1.5=4.5 m2 k=0.67w/(m2k) xch=10 =106.12w 1 ()(1) nwch qakf ttx 北外窗 f=0.6 1.5=0.9 m2 k=3.342 w/(m2k) xch=10 =105.87w 1 ()(1) nwch qakf ttx 2.4.2 户间传热耗热量户间传热耗热量 hj q w/ hhhj tkfxq %50 h x508 . 0 k)( 2k mcth5 卧室 101 f=12m2 =15.24w hhhj tkfxq 储藏室 102 f=4 m2 =5.08w hhhj tkfxq 卧室 103 f=15 =1

20、9.05w 2 m hhhj tkfxq 客厅 104 f=18 =22.86w 2 m hhhj tkfxq 书房 105 f=12 =15.24w 2 m hhhj tkfxq 厨房 106 f=7.5 =9.53w 2 m hhhj tkfxq 餐厅 107 f=7.5 =9.53w 2 m hhhj tkfxq 卫生间 108 f=6 =7.62w 2 m hhhj tkfxq 门厅 109 f=11 =13.97w 2 m hhhj tkfxq 卧室 201 f=11m2 =13.97w hhhj tkfxq 储藏室 202 f=4m2 =5.08w hhhj tkfxq 卧室 20

21、3 f=15m2 =19.05w hhhj tkfxq 客厅 204 f=17m2 =21.59w hhhj tkfxq 厨房 205 f=6m2 =7.62w hhhj tkfxq 餐厅 206 f=6m2 =7.62w hhhj tkfxq 卫生间 207 f=6m2 =7.62w hhhj tkfxq 门厅 208 f=10m2 =12.7w hhhj tkfxq 2.4.3 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量 2 q () kj/ l0，=1.1m3/(m.h) 2 q0.28 p c w 0 l 1 l nw ttn1 p c)(kkg 303 . 1 w )/( 3 mkg 卧室 101

22、 北外窗 =6.5m n=1 1 l ()=70.43w 2 q0.28 p c w 0 l 1 l nw ttn 储藏室 102 西外窗 =6.3m n=0.4 1 l ()=27.31w 2 q0.28 p c w 0 l 1 l nw ttn 卧室 103 南外窗 =6.5m n=0.15 1 l ()=10.56w 2 q0.28 p c w 0 l 1 l nw ttn 客厅 104 南外门 =12m n=0.15 1 l ()=19.5w 2 q0.28 p c w 0 l 1 l nw ttn 书房 105 南外窗 =7.5m n=0.15 1 l ()=12.19w 2 q0.

23、28 p c w 0 l 1 l nw ttn 厨房 106 北外窗 =9m n=1 1 l ()=97.52w 2 q0.28 p c w 0 l 1 l nw ttn 餐厅 107 东外门 =5.8m n=0.15 1 l ()=9.43w 2 q0.28 p c w 0 l 1 l nw ttn 卫生间 108 北外窗 =5.7m n=1 1 l ()=73.2w 2 q0.28 p c w 0 l 1 l nw ttn 卧室 201 北外窗 =6.5m n=1 1 l ()=70.43w 2 q0.28 p c w 0 l 1 l nw ttn 储藏室 202 东外窗 =6.3m n=

24、0.4 1 l ()=27.31w 2 q0.28 p c w 0 l 1 l nw ttn 卧室 203 南外窗 =6.5m n=0.15 1 l ()=10.56w 2 q0.28 p c w 0 l 1 l nw ttn 客厅 204 南外门 =12m n=0.15 1 l ()=19.5w 2 q0.28 p c w 0 l 1 l nw ttn 厨房 205 北外窗 =9m n=1 1 l ()=97.52w 2 q0.28 p c w 0 l 1 l nw ttn 餐厅 206 西外门 =5.8m n=0.15 1 l ()=9.43w 2 q0.28 p c w 0 l 1 l

25、nw ttn 卫生间 207 北外窗 =5.7m n=1 1 l ()=73.2w 2 q0.28 p c w 0 l 1 l nw ttn 2.4.4 手算顶层屋顶热负荷及底层地面热负荷手算顶层屋顶热负荷及底层地面热负荷 顶层屋顶热负荷 k=0.509 w/() 3 qtkfq 3 km2 底层地面热负荷 k=0.508 w/() 4 qtkfq 4 km275 . 0 计算列表如下： 房间 号 面积 f t 3 q 4 q房间 号 面积 f t 3 q 4 q 1011227164.92123.442011127151.17113.16 10242754.9741.1520242754.9

26、741.15 1031527206.15154.312031527206.15154.31 1041827247.37185.172041727233.63174.88 1051227164.92123.4420562782.4661.72 1067.527103.0777.1620762782.4661.72 1077.527103.0777.1620763297.7373.15 10863297.7373.152081027137.43102.87 1091127151.17113.16 经计算并列表得： 六层建筑供暖系统设计热负荷计算表六层建筑供暖系统设计热负荷计算表 层数 围护结构 传

27、热耗热 量 户间传热 耗热量 冷风渗透 耗热量 顶层传热 耗热量 底层传热 耗热量 总耗热量 第六层 6487.7210.67628.092339.3809665.84 第五层 6487.7210.67628.09007326.46 第四层 6487.7210.67628.09007326.46 第三层 6487.7210.67628.09007326.46 第二层 6487.7210.67628.09007326.46 第一层 6487.7210.67628.0901751.099077.55 总计 38926.21264.023768.542339.381751.0948049.23 标准

28、层供暖暖系统设计热负荷计算表见附表一、二、三。 标准层全部房间热负荷及顶层、底层全部房间热负荷见附表四、五。 2 25 5 建筑物的面积热指标建筑物的面积热指标 式子为 n f q q f 供暖设计热负荷 n q 建筑物供暖面积热指标 f q 供暖建筑物的建筑面积f 标准层西户的供暖设计热负荷 东户wqn 6 . 3872 wqn 8 . 3453 标准层西户的建筑面积 东户 2 105mf 2 90mf 供暖面积热指标 东户)/(88.36 2 mw f q q n f )/(37.38 2 mw f q q n f 同上计算得底层西户 东户)/(10.46 2 mw f q q n f )

29、/(07.47 2 mw f q q n f 顶层西户面积热指标 东户)/(19.49 2 mw f q q n f )/(99.49 2 mw f q q n f 第三章第三章 供暖方案确定供暖方案确定 3.13.1 热媒的选择热媒的选择 本住宅建筑选择热水供暖系统，供水温度=85，回水温度=60。 g t h t 3.23.2 供暖形式的确定供暖形式的确定 本住宅建筑采用单管跨越式供暖方式，供回水管道敷设在地下， 第四章第四章 散热器的选择与布置散热器的选择与布置 4.14.1 散热器选择散热器选择 本次住宅供暖设计采用四柱 813 型散热器，其金属热强度及传热系数高，容易组成 所需的面积

30、，价格低廉。 4.24.2 散热器计算散热器计算 以住宅建筑底层东户为例手动计算而每个房间所需散热器的片数： 室内安装四柱 813 型散热器，散热器明装，上部有窗台板覆盖，散热器距窗台高度 为 100mm。供暖系统为单管跨越式。设计供、回水温度为 85、60，支管与散热 器间采用同侧上进下出连接方式，求散热器面积及片数。 标准层散热器布置标准层散热器布置 （以卧室以卧室 101101 为例计算，其余列表）为例计算，其余列表） 卧室卧室 101101 散热器选择散热器选择 18 n t cctpj 9 . 712/ )64.6919.74(cttt npj 9 . 53 查供热工程课本 对四柱

31、813 型散热器 kmwkmwtk 22302 . 0 302 . 0 /46 . 7 /) 9 . 53(237. 2237 . 2 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，查供热工程课本附录 b 中表 b-5， 2 1.0 散热器安装形式修正系数，查供热工程课本附录 b 中表 b-6， 3 1.02 2 321 8 . 102 . 1 0 . 10 . 1 9 . 5346 . 7 97.703 m tk q f 四柱 813 型散热器每片面积为 计算片数 610 片 2 0.28m片7 28 . 0 8 . 1 f f n 由附录 b-4 查，当散热器片数为

32、610 片， 1 1.0 因此，实际所需散热器面积为 2 1 8 . 10 . 18 . 1mff 实际采用片数 应采用四柱 813 型散热器 7 片。片7 28 . 0 8 . 1 f f n 由以上步骤可得：本住宅楼所有房间所需的散热器片数如下表 四柱四柱 813813 散热器片数散热器片数 房间编号 101102103104105106107108 暖气片数 857651355 房间编号 201202203204205206207 顶层 暖气片数 8598855 房间编号 101102103104105106107108 暖气片数 755551155 房间编号 2012022032042

33、05206207 标准层 暖气片数 7476755 房间编号 101102103104105106107108 暖气片数 856551255 底层 房间编号 201202203204205206207 暖气片数 8588755 4.34.3 散热器布置散热器布置 该题散热器安装在窗台下面，这样沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善从玻璃 下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响，使流经室内的空气流比较暖和舒适。 第五章第五章 管路水力计算管路水力计算 5.15.1 绘制采暖系统图绘制采暖系统图 见附图。 5.25.2 水力计算水力计算 建筑供暖系统图如下： 对每段管段标号：1 到 24。1-12 为供回水

34、立管，13-24 为用户管路。 水力计算得到各管段所承载的符合，根据 )/(86 . 0 hg ttqg 最分户计量热用户平均比摩阻 ：= 可取：30 到 60 pj rlp / 由课本附录中 d-1 选择最接近的管径查处、 、 pj rdvr 各管段的沿程损失等于每一管段与 相乘 y prl 由个管段上的管路设备将各管段总局部阻力系数列入附表六中。 可得各管路水力计算表（见附表七） 求不平衡率： 2 /81 . 9 smg 3 /56.16mkg gh 第二层不平衡率 mh3papp jy 668)( 122 papp jy 553)( 113 52.12% %100 )()( )()()( 122 113122 2 jygh jyjygh pphg pp