供热工程课程设计

1、供热工程课程设计设计题目天津某办公楼供热系统设计班级：建筑节能姓名：学号：_指导老师：日期：目录1.工程概况及设计依据31.1 工程概况31.2 设计计算参数32.供热热负荷计算42.1 围护结构基本耗热量计算42.2 围护结构附加耗热量42.3 门窗缝隙渗入冷空气的耗热量52.4 以一层101会议室进行举例计算62.5 其他房间热负荷计算93.采暖系统的选择及管道布置163.1 热水供暖系统分类163.2 机械循环系统与重力循环系统的主要区别163.3 选择及布置163.4 膨胀水箱的计算174.散热器的选择及安装174.1 散热器的选择174.2 散热器的安装174.3 散热器的计算175

2、.系统水力计算205.1 水力计算方法205.2 水力计算举例205.3 其他管路水力计算215.4 水力平衡校核266.个人总结31参考文献附录施工图一、工程概况及设计依据1.1工程概况该项目是位于天津市(属于寒冷地区)的一座三层办公楼，包括会议室、办公室、值班室、阅览室、厕所等功能房间。一层建筑层高4.2m,二三层层高3.3m。1.2设计计算参数1.2.1 气象资料：冬季采暖室内计算温度办公室为20C，会议室18C，走廊、楼梯间、卫生间为16C冬季室外计算温度-9C冬季室外平均风速6.0m/s1.2.2 围护结构：1) 外墙：保温外墙(37墙)，传热系数为K=0.60W/(m2K)2) 内

3、墙：两面抹灰一砖墙(37墙)，传热系数为K=1.53W/(m2K)；一楼卫生间隔墙：两面抹灰一砖墙(24墙)，传热系数为K=2.03W/(m2K)；3) 外窗：双层铝合金推拉窗，传热系数为K=3.0W/(m2K)4) 门：双层木门；K=2.0W/(m2K)5) 屋顶：保温屋顶，传热系数K=0.55W/(m2K)；6) 地面为不保温地面,K值按地带决定。其中第一地带传热系数K1=0.465W/(m2K)；第二地带传热系数K2=0.233W/(m2K)；第三地带传热系数K3=0.116W/(m2K)；第四地带传热系数K4=0.07W/(m2K)；1.2.3热源：室外供热管网，采用机械循环上供下回的

4、方式供水，供水温度75C，回水温度50C，引入管处供水压力满足室内供暖要求。二、供热热负荷计算规范中所规定的“围护结构的耗热量”实质上是围护结构的温差传热量、加热由于外门短时间开启而侵入的冷空气的耗热量以及一部分太阳辐射热量的代数和。为了简化计算，规范规定，围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量两部分。2.1 围护结构的基本耗热量计算公式如下：Q=KA(tR-to,w)aQ围护结构的基本耗热量，W；K围护结构的传热系数，W/(m2K)；A围护结构的面积，m；tR一冬季室内计算温度，C；to,w供暖室外计算温度，。C；a围护结构的温差修正系数。整个建筑的基本耗热量等于它的围护结构各部分基本耗

5、热量的总和，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)，2.2 围护结构附加耗热量2.2.1 朝向修正率不同朝向的围护结构，收到的太阳辐射是不同的；同时，不同的朝向，风的速度和频率也不同。因此，规范规定对不同的垂直外围护结构进行修正，其修正率为：北、东北、西北朝向：010%东、西朝向：-5%东南、西南朝向：-10%-15%南向-15%-30%选用修正率时应考虑当地冬季日照率及辐射强度的大小。冬季日照率小于35%的地区，东南、西南和南向的修正率宜采用-10%-0%，其他朝向可不修正。2.2.2 风力附加率在规范中明确规定：在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物以及城

6、镇、厂区内特别高的建筑物，垂直外围护结构热负荷附加5%-10%。该办公楼不计算风力附加。2.2.3 外门附加率为加热开启外门时侵入的冷空气，对于短时间开启无热风幕的外门，可以用外门的基本耗热量乘上按下表查出的相应的附加率。阳台门不应考虑外门附加率。外门附加率（%）建筑物性质附加率公共建筑或生产厂房的主要出入口500民用建筑或工厂的辅助建筑物，当其楼层为n时有两个门斗的三层外门60n有门斗的双层外门80n无门斗的单层外门65n2.2.4高度附加率由于室内温度梯度的影响，往往使房间上部的传热量增大。因此规定：当民用建筑和工业企业辅助建筑的房间净高超过4m时，每增加1m,附加率为2%,但最大附加率不

7、得超过15%，该办公楼房间净高均不超过4m，高度附加0%。2.3 门窗缝隙渗入冷空气的耗热量由于缝隙宽度不一，风向、风速和频率不一，因此由门窗缝隙渗入的冷空气量很难准确计算。规范推荐，对于多层和高层民用建筑，可按下式计算门窗缝隙渗入冷空气的耗热量：Qi=0.278Lpaocp（tR-to.h）Qi为加热门窗缝隙渗入的冷空气耗热量，W；L渗透冷空气量，m3/h，可按规范附录D中给出的公式计算,对多层建筑可按换气次数（下表）计算；pao采暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3cp空气定压比热，cp=1.kJ/（kg.C）；to.h采暖室外计算温度，。c。换气次数房间类型面有外窗房间两面有外窗的房间

8、三面有外窗的房间门厅换气次数（h-1）0.50.5-11.0-1.52.0为计算简便，该办公楼各房间的冷风渗入耗热量均采用换气次数为0.5时进行计算。2.4 下面以一层101会议室进行举例计算2.4.1 北外墙耗热量计算：公式：Q二KA(tR-to,w)a1) K值的确定，根据公共建筑节能设计标准规定，天津市属于寒冷地区,外墙设置保温，传热系数取0.6W/(m2K)。2) 北外墙面积A=3.6X4X4.2-2.1X1.75X4=45.78m23) 温差修正系数a=1.04) 冬季室内采暖设计温度18C，室外设计温度-9C5) 故北外墙基本耗热量为：Q=0.60X45.78X27X1.0=741

9、.64W6) 北向朝向修正取5%，风力修正0%，高度附加0%，所以北外墙的耗热量就是：Q=741.64X(1+5%)=778.72W2.4.2 北外窗耗热量计算：公式：Q=KA(tR-to,w)a1) K值的确定，根据公共建筑节能设计标准规定，天津市属于寒冷地区,外窗传热系数取3.0W/(m2K)。2) 北外窗面积A=2.1X1.75X4=14.7m23) 温差修正系数a=1.04) 冬季室内采暖设计温度18C，室外设计温度-9C5) 故北外窗基本耗热量为：Q=3.0X14.7X27X1.0=1190.7W6) 北向朝向修正取5%，风力修正0%，高度附加0%，所以北外墙的耗热量就是：Q=119

10、0.7X(1+5%)=1250.24W2.4.3 东外墙耗热量计算：公式：Q=KA(tR-to,w)a1) K值的确定，根据公共建筑节能设计标准规定，天津市属于寒冷地区,外墙设置保温，传热系数取0.6W/(m2K)。2) 东外墙面积A=10.8X4.2=45.36m23) 温差修正系数a=1.04) 冬季室内采暖设计温度18C，室外设计温度-9C5) 故东外墙基本耗热量为：Q=0.60X45.36X27X1.0=734.8W6) 东向朝向修正取-5%，风力修正0%，高度附加0%，所以北外墙的耗热量就是：Q=734.8X(1-5%)=698.06W2.4.4 南外墙耗热量计算：公式：Q=KA(t

11、R-to,w)a1) K值的确定，根据公共建筑节能设计标准规定，天津市属于寒冷地区,外墙设置保温，传热系数取0.6W/(m2K)。2) 南外墙面积A二(3.6X3+1.2)X4.2-3X1.75X2=39.9m23) 温差修正系数a=1.04) 冬季室内采暖设计温度18C，室外设计温度-9C5) 故南外墙基本耗热量为：Q=0.60X39.9X27X1.0=646.38W6) 南向朝向修正取-15%，风力修正0%，高度附加0%，所以北外墙的耗热量就是：Q=734.8X(1-15%)=549.42W2.4.5 南外门耗热量计算：公式：Q二KA(tR-to,w)a1) K值的确定，根据公共建筑节能设

12、计标准规定，天津市属于寒冷地区,外门传热系数取2.0W/(m2K)。2) 南外门面积A=1.8X2.仁3.78m23) 温差修正系数a=1.04) 冬季室内采暖设计温度18C，室外设计温度-9C5) 故南外门基本耗热量为：Q=2.0X3.78X27X1.0=204.12W6) 南向朝向修正取-15%，风力修正0%，高度附加0%，外门附加取500%，所以南外门的耗热量就是：Q=204.12X(1-15%+500%)=1194.1W2.4.6 西外墙耗热量计算：公式：Q=KA(tR-to,w)a1) K值的确定，根据公共建筑节能设计标准规定，天津市属于寒冷地区,外墙设置保温，传热系数取0.60W/

13、(m2K)。2) 西外墙面积A=2.41X4.2=10.122m23) 温差修正系数a=1.04) 冬季室内采暖设计温度18C，室外设计温度-9C5) 故西外墙基本耗热量为：Q=0.60X10.122X27X1.0=163.98W6) 西向朝向修正取-5%，风力修正0%，高度附加0%，所以南外门的耗热量就是：Q=163.98X(1-5%)=150.86W2.4.7 不保温地面耗热量计算：不保温地面分为四种类型，各类型宽度为2m，外墙墙角处面积需要计算两次。各类型地面传热系数如下表所示：地面类型丨型地面II型地面III型地面IV型地面传热系数(W/(m2K)0.4650.2330.1160.00

14、71) 丨型地面耗热量计算： 传热系数为0.465W/(m2K) 地面面积A=3.6X4X2+10.8X2+3.6X4X2+(10.8-2)X2=96.8m2 温差修正系数a=1.0 冬季室内采暖设计温度18C，室外设计温度-9C故I型地面耗热量为：Q1=0.465X96.8X27X1.0=1215.32W2) 11型地面耗热量计算： 传热系数为0.233(W/(m2K) 地面面积A二(14.4-4)X2X2+(10.8-8)X4=52.8m2 温差修正系数a=1.0 冬季室内采暖设计温度18C，室外设计温度-9C故II型地面耗热量为：Q2=0.233X52.8X27X1.0=332.16W3

15、) III型地面耗热量计算： 传热系数为0.116W/(m2K) 地面面积A二(14.4-8)X2.8=19.04m2 温差修正系数a=1.0 冬季室内采暖设计温度18C，室外设计温度-9C故III型地面耗热量为：Q3=0.116X19.04X27X1.0=59.63W4) 地面耗热量合计：Q二Q1+Q2+Q3=1607.11W2.4.8 门窗缝隙渗入冷空气的耗热量计算：1) 计算公式为Qi=0.278Lpaocp(tR-to.h)2) 渗入冷空气量按换气次数0.5h1计算，房间体积为149.04X4.2=625.97m33) 空气密度取1.2kg/m34) 定压比热取1.0kJ/(kg.C)

16、5) 室内设计温度18C，室外设计温度-9C故门窗门窗缝隙渗入冷空气的耗热量为：Qi=0.278X1.2X0.5X625.97X1.0X27=2819.12W2.4.9一层101会议室耗热量汇总如下表所示：分项名称北外墙北外窗东外墙南外墙南外门西外墙地面渗入冷空气耗热量(W)778.721250.24698.06549.421194.1150.861607.112819.12总计(W)9047.63故一层101会议室总热负荷为9047.63W。2.5其他房间的热负荷计算下面以表格的形式体现其他房间的热负荷:1）一层值班室L.传达值班空尺寸E-F1：/二1aQ亘:可色三化II讯加后QW熱员荷房间

17、总员采暖瓢员北外墙2.:-1.8+1.758-190.618-9271132.6B0-0500139.3120139.3119北外窗1.8+1.753.12318-91255.15:i.:i?:0237.：026T.9075其余围护结构影响礼9362.031816-1223.：4二3.0=工lllFiTV1型地面2.6忙:.4C5189127【型地面2.4S+1.BB1.11G81-91Lh,：L0.5協间怵現TL0443ST.06742）一层卫生间2、103卫生间尺寸面机Ets70,VAta2m：dL旳：附加忌咐M热负荷房间总负育采暖熱负北外堵3.2U4.21.2+1.7511.5080.3

18、16-9閃10.J30I;181.2510Hl.-13%.S3也,4i北外窗L.S+1.752.1316_9251157.5：0.：ij0i:165.37501ST.：7EI型地面3.谢1.捋4.二命U.SL6-9Zb1bu.jj换气次数0.5房间怕枳22.4532rt.SJ.Vii93.629843）一层门厅陽104门厅面积Ktfi70,；rAtaQ朝冋修正肋也热蹄启可总负荷1T.388316-92514；：-15%i：Y1108.1901108.485山1.印z3；：,129.57631G-9251718.20:6S2.2906S2.29南外门T.5621：-9251巩工-1先:50022

19、11.302211.3I型地面12.21上三1；-262R1型地面1.06%0.23310-26器16.73站療：,房间翩112.2GG168.U924) 一层楼梯间层楼梯间尺寸面积KtR览VAtaI;朝觥正H附加后Q也扌酿荷房间总负荷采暧热负南外堰7.150.&16-92511DM0-:91.0mi1D1S.071323.61南外窗1.S-1.753.153二-92512：?25-:200.二3020D.S1252.诉4.212.180.616-92511二J-：|:155.2950155.295户匚2.10.91.蚩|Z16-9Zb1tl.bJJL!.7Zb0571.725I型地面5.32

20、0.凰516-925161.85型地面5.320.23316-9251二加III型地百0.11613-92511?53换气攵数0.5房间体积T3.08冷风渗透甫绅程JI304.74365) 201办公室5.201办公室.7-面积KtRto.,wAtaQ附丄旷附担旳诟J附加熟负荷房间总负荷采暧熱负b.旖：.3-7.6387511.9zD.620-9291208.16-15%0011.忙0176.94南外窗4.365*：1.757.64320-92916B4.57-15%00氐0564.39西外墙LS+3.3-1.S+1.7512.6：0.620-9291220.31-5%0020=.770209

21、.7713.90西外窗1.S+1.75-.15320-9291274.05-5%00260.350250.Z5L7B7.03其余房间執冋二.H1.53201641119.6换气次数0.5房间体职X.C8ZG455.136) 202-204办公室乩202204办公室百HE0-d问王nW.片工k-亠辰矗苟*!=倉员执!1才.一工一-11oiLaJs92JIM7rNi1Eo53乩T1o5-2-raky.-nD6c-6320-9HETj-1oQo护阳S5?刊余构口IIs1x-EEodl1Ii7r氓.511D枳込E2+O5T.D07) 205办公室叭205办公室尺寸面讯EtR1),VAtaQ凤十附加外门

22、琳R阳加后Q附加热负荷房间总员荷采暖热员穀卜墙3.6+3.3_2,1忙化E.工0.62(i-9291112.巧-L5K0(|121.35121.351003.50南外窗2.1,匸3.6832(i9291319.73-L5W0271.770271.7?东外墻0+3,315040.6加-9291275,62-5K0门折.牡026184其余围护结拘影响11.881.5320164172.71D.5房间体积57.024冷风渗透京曲旨-I.ITi275.848) 206会议室日、206会议室尺寸面积KtR1:八AtaQ向正附加少门附R附加后Q高度热员荷房间总员荷采暖热负苟lb.JD.618-9对1265

23、.945%D0279.130279.131312.151SE9.93北外窗.3:318-9271-55%D0625.120625.12西外墙3.9ED.618-927164.15-5%D06L江060.94豺卜墙17.82D.618-9271283.68-5%D0274.250274.25其余圉护结构影响23.761.5318162172.1d.5房间体积128.3D4：冷风懺透和2汛量577.339) 207办公室9.20T办公室尺寸面积EtRtOjUAtaQ嚼正外门肋附加后Q伽融负荷房间总负荷采暖熬负-M-可北外埴8.210.620-9291112.770D149.910149.91北外窗

24、3.67320-9291319.550D35.5-0335.53尸门nj茸余酚11.831.53201641T2.7142.yt结构辦27.T21,5320182184.32676.250.54?.396.d1.=.庄任10）208接待室IQ、208ft待室尺寸面卅KtR1:jWAiaQ朝冃修正曲MT附R附加后QSF*F热负荷房间总负荷北外堵14.960.618-9271242.270(1254.38D254.38北外窗6.E3318-91552.E35K0050D.47D530.4T946.%耳余围护止、1.：3181621结构辦12.071.5318162139.33978.780.595

25、.436側虐1vri11）二层卫生间1K209卫生间时面积I：toAtaQ韜冃傷正x-肋外门附工附仙&附工房间总负荷栗覷负闫7.6D1:-9251111.03D0119,T30119,T3285.11442.892.1D31：-9251157.505%D0165,380165,33沪;頂0.5房间体积严.皿IJJMI壬1:7.7312）二层走廊尺寸面积Eto,VAtaQ朝冃饨附工肋扈附工房间筋荷采覷负荷2.79二1：-9251(1.85-5KD039.TS039.76264.20768,01制卜窗3.1531：-9251236.25-5KD0224.M0224.*4换气熾0.5常间体积120.

26、0196503.B213) 二层楼梯间尺寸Sf=.KtRto,VAtaQ亘范修正肋厂肋附加后QM工热负荷房间总负荷采翩负南外堵6.?50.616-925114.13Tf00込疋0込疋406,62646.06南外窗2/3316-9L:1196.38-150|)157.31|)167.34北外墙9.570.616-9251143.?50|)X：.匸|)150.731电气遒D.557.2239.4414) 301办公室14.32办公室尺寸面駅KtRtOj屮AtaQ忸上阳口外门用十口附加后Q熱负荷房间总负荷采暧热员荷-1.让0.6ZQ-9Z91氛：-一汕001化L1,;6.：4南外窗T.64320-0

27、291664.5T-15!00壬LSdC三比.无西外墙12.讥0.620-9肝122D.SI_帥00209.77C209.7717BG.67门外自久1；320-9291274.05-5J,00260.35C260.35Z24L.SQ屋巨28.：10.5520-9肝1454.77J004：4.7C451.77苴余房间言响19.601.53201641119.96换吕次魏0.5房间储积94.08%冷风湧透刑3-I.|01.4：阪lc15) 302办公室15、302办公室尺寸KtR咖；AaQTE-耶嚼一对工hr附工KJeSq讯+口热负荷房间总负荷采暖热负南外埴1讥10.62D-9二1235.53-1

28、5K:0沁700242.70南外窗7.532D-92；1639.45-15N:0543.530543.531482.88屋帀34.56C.552D-9二1551.230:0551.230551.23苴余房间王池1.532D1611145.il2034.55换气賤I0.5房间删1乂：4z钢渗透耗熱量551.6716) 303办公室16.303办公室尺寸面积K.EtQjWtQ朝冃低正片加外门附加后Q高翼肋熱负荷荷采嵯熱负荷南外墙1B.41D.620-92912Ec.5；-00242.T0D监.F南外窗7.35320-9291639.45-00543.53D5i3.53东外墙1?.S:D.620-9

29、29127?.61-5K00261.S41523.6726.E534.5S：.5520-9291551.2300551.23D551.232550.22其余雳间王，巧1.53201641空,21槎气砂0.5房间体积创童551.6717) 304阅览室17.3皿闻览室丙ERR3QSm荷m热d-11S1-92713ODDt:553匸38-T271Ooon69&6118-927115 -4,6%5-ODL960.D4960.88&355or81-9271!%.172817.60.S1-92713-ODDRRHn1nnnn50.D1n,!.rrr-18) 305办公室18、3D5办公室E01aQ一需S

30、3S3Q二匸附E荷麻荷4116.E1SBLdn口053匚320-929-O.O550.20-929-OOOO763.351-2016i-6B3.35一I20182-42.45O-i.-JD19）306办公室鱼306办舍室尺寸面积K1RtVAtaQtf一朝樓-附加后Q冋.反熱负荷房间总负荷采暖热负北外壻6.750.620-9291117.45:：|12.320123.卫3.15320g291274.C55H:237.7502ST.75737.0411.70工凸20-9291186.620：|186.620186.62其余房间9.901.5320164160.59923.B112.871.53201641T8.76换气欠数0.5房间体积3S.61冷风淒透甫InTi.e;156.7:20）三层卫生间20.三层卫生间尺寸面积KtRtc.VAta2朝庁修正风力外门Fl-tQ附加后Q附加热负荷房间总员荷栗暖热员北外墙7.加0.61-5洱11飞一；00119.730119.73U5.98603.77北外窗2.10316-92511ST.5000165.380165.38屋氏11.T00.2216-92511E0.壬000160.88016：