供暖系统散热器设计毕业论文

1、供暖系统散热器设计毕业论文目录1. 绪论 错 . 误！未定义书签。2. 原始资料 5.2.1 建筑物概况5.2.2 气象参数5.2.3 设计热媒5.2.4 围护结构资料5.3. 供暖系统设计热负荷 6.3.1 供暖系统设计热负荷的计算原理 6.3.1.1 围护结构的基本耗热量 7.3.1.2 围护结构附加（修正）耗热量 1.13.1.3 冷风渗透耗热量的计算 1.33.1.4 冷风侵入耗热量的计算 1.43.2 供暖系统设计热负荷的计算 1.54. 供暖系统散热器的选择1.74.1 散热器的选择原则 1.74.2 散热器的计算1.74.2.1 散热面积的计算 1.84.2.2 散热器片数的确定

2、 1.94.3 散热器的布置 2.05. 系统选择、系统与外网连接方式及管道附件 2.25.1 系统选择 225.1.1 室内采暖系统形式 225.1.2 热水采暖系统的分类与特点 2.25.1.3 目前常用的几种典型供暖方式及其特点2 35.1.4 供暖系统选择 2.55.2 系统与外网连接方式 2.55.2.1 系统与外网几种连接方式 255.2.2 高层供暖系统与外网连接形式的确定 295.3 供暖系统附件 3.05.3.1 管道支架3.0.5.3.2 阀门 3.0.5.3.3 断流器和阻旋器3.0.5.3.4 加压泵 3.1.6. 水力计算3.2.6.1 水力计算基本公式3.2.6.2

3、 水力计算的任务3.3.6.3 水力计算的方法3.3.6.4 水力计算的步骤3.4.6.5 系统水力计算3.5.6. 管道的保温3.6.6.1.1 保温管道的确定3.7.6.1.2 保温材料的选择3.7.6.1.3 管道保温施工3.7.结论 3.9.致谢 4.0.参考文献4.1.附表1 围护结构基本耗热量表 42附表2冷风渗透、冷风侵入及维护结构总耗热量表 66附表3散热器片数计算表 74附表4 水力计算表 89附表6 系统管件统计表 100附图1 高区采暖系统草图附图2 低区采暖系统草图421. 绪论采暖又称供暖，是指向建筑物供给热量，保持室内一定的温度，以创造适宜的生活条件或工作条件的技术

4、。这是人类最早发展起来的建筑环境控制技术。人类自从懂得利用火以来，为抵御寒冷对生存的威胁，发明了火炕、火炉、火墙、火地等采暖方式，这是最早的采暖设备与系统，有的至今还被应用。发展到今天，采暖设备与系统，在对人的舒适感和卫生、设备的美观和灵巧、系统和设备的自动控制、系统形式的多样性、能量的有效利用等方面都有着长足的进步。所有供暖系统都由热媒制备（热源）、热媒输送和热媒利用（散热设备）三个主要部分组成。根据三个主要组成部分的相互位置关系来分，供暖系统可分为局部供暖系统和集中式供暖系统。热媒制备、热媒输送和热媒利用三个主要组成部分在构造上都在一起的供暖系统，称为局部供暖系统，如烟气供暖（火炉、火炕等

5、）；热源和散热设备分别设置， 用热媒管道相连接，由热源向各个房间或各个建筑物供给热量的供暖系统，称为集中式供暖系统。供暖技术的发展，离不开工业水平的提高和集中供热事业的发展。随各国具体情况不同，各国供暖技术的发展也有不同的特点。如原苏联和东欧等国家，由于城市多采用大型热水网路系统，因而在散热器热水供暖系统和工业厂房采用集中热风供暖方面，无论在系统的设计原理和方法、运行中系统水力工况和热力工况的分析、以及与热网的连接方式等问题，都进行了大量的研究工作和有丰富的实践经验。在欧、美等国家中，由于市场经济和适应用户的多种要求，在多种形式供暖系统（如辐射供暖、与空调相结合的供暖方式等）、供暖设备和附件的

6、多样化、以及供暖系统的自控技术等方面，不断进行研究和开发，促进了供暖技术的现代化。现今我国的供热工程建筑和技术取得了显着的成就，但是从供热技术整体看，我国与先进国家相比，城市住宅和公共建筑集中供热率较低，供热系统的热能利用率、供热产品的品种、质量以及供热系统的运行管理和自控水平等方面，还有不小差距。随着经济建设和人民生活水平的日益提高，对供热技术的要求也会越来越高，这就需要广大供热技术人员的共同努力。现在的采暖方式有很多种选择，选择时要考虑的因素也越来越多，如能源与环境保 护、投资、运行管理热舒适度等。现在我国正处在基本建设加速发展的时期，许多城市迫于环境保护的压力急需在各种采暖方式中做出选择

7、。而各种采暖方式在初投资、运行费用、环境影响、安全性热舒适性等方面还存在较大的争议。推广哪一种采暖方式对于一个城市来说都涉及巨大的资金投入。不适当的采暖方式，不仅会导致建设资金的浪费、还会引起能源、环境、社会安定等方面的一系列问题。因此，如何准确全面的评价各种采暖方式的优劣，如何针对一个实际工程选取最适合的采暖方式，就成为一个很重要的问题。本设计采用的是集中采暖，室内部分采用上供下回单管跨越同程序系统，如此选择不仅符合当今大多数办公室等公用建筑的要求，而且布置简单、水力也容易平衡。另外，设计中对热负荷的计算，散热器的选择，以及采暖系统的选择，系统的水力计算，该建筑的通风系统等方面都进行了详细的

8、论述与计算。2. 设计原始资料2.1 建筑物概况本设计为北京市某高层办公楼采暖通风设计，此建筑15层高为3.3米，6层高3.6米， 11 层高 6.6米，共 11 层框架结构,详见附图。2.2 气象参数北京地区设计用室外气象参数：冬季供暖室外计算温度-9；冬季室外平均风速2.8m/s；冬季大气压力：1020.4 hPa2.3 设计热媒95 /70机械循环热水系统。2.4 围护结构资料外墙构造：300厚容重小于8.5KN/m2的KK型大空砖砌块，外抹20mm厚水泥砂浆，内贴50 厚挤塑聚苯板；内墙构造：200 厚 KK 型空心砖，两侧各抹20 厚水泥砂浆；屋面构造：65厚挤塑聚苯乙烯泡沫保温层，

9、k=0.46w/m2 k。楼板构造：120厚钢筋混凝土楼板，40厚水泥珍珠岩砂浆垫层，k=2.0 w/m2 k；底层与地下一层之间的楼板设保温层，k=0.45 w/m2 k0 .外门、外窗材料：单框中空玻璃塑钢推拉窗（6+12a+6）, k=2.6 w/m2 k,外门为钢化大玻璃门，k=6.4 w/m2k,内门为单层木制门。门窗尺寸：见平面图；地面： 150 厚炉渣保温垫层。3. 供暖系统设计热负荷供暖系统设计热负荷是供暖设计中最基本的数据。它直接影响供暖系统方案的选择、供暖管道管径和散热器等设备的确定、关系到供暖系统的使用和经济效果。3.1 供暖系统设计热负荷的计算原理供暖系统的设计热负荷是

10、指在某一室外温度tw下，为了达到要求的室内温度tn,供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。它是随着建筑物得失热量的变化而变化的。供暖系统的设计热负荷，是指在设计室外温度tw' 下，为了达到要求的室内温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量 Q'o它是设计供暖 系统的最基本依据。冬季供暖通风系统的热负荷，应根据建筑物或房间的得、失热量确定：失热量有：1. 围护结构传热耗热量Q1 ；2. 加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量Q2 ，称冷风渗透耗热量；3. 加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量Q3,称冷风侵入耗热量；4. 水分蒸发的耗热量Q4 ；5. 加热由外部

11、运入的冷物料和运输工具的耗热量Q5；6. 通风耗热量Q6。得热量有：7. 生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q7 ；8. 非供暖通风系统的其它管道和热表面的散热量Q8；9. 热物料的散热量Q9；10. 太阳辐射进入室内的热量Q10；此外，还会有通过其它途径散失或获得的热量Q11。对于没有由于生产工艺所带来得失热量而需设置通风系统的建筑物或房间的热平衡就简单多了。失热量Qsh只考虑上述的前三项耗热量。得热量 Qd只考虑太阳辐射进入 室内的热量。围护结构的传热耗热量是指当室内温度高于室外温度时，通过围护结构向外传递的热量。在工程设计中，计算供暖系统的设计热负荷时，常把它分为围护结构传热的基本耗热量

12、和附加（修正）耗热量两部分进行计算。基本耗热量是指在设计条件下，通过房间各部分围护结构（门、 窗、 墙、 地板、 屋顶等） 从室内传到室外的稳定传热量的总和。附加 （修正） 耗热量是指围护结构的传热状况发生变化而对基本耗热量进行修正的耗热量。附加(修正)耗热量包括风力附加、高度附加和朝向修正等耗热量。朝向修正是考 虑围护结构的朝向不同，太阳辐射得热量不同而对基本耗热量进行的修正。因此，在工程设计中，供暖系统的设计热负荷，一般可分几部分进行计算：Q =Qi.j + Qi.x+Q2+Q3(3.1)式中Qi'.j 围护结构的基本耗热量；< . . .Qi.x 围护结构的附加耗热量；Q2

13、冷风渗透耗热量；Q3冷风侵入耗热量。注：本设计中教学楼供暖采取间歇供暖的形式， 故要在总的负荷上再增加20%的附 加值。3.1.1围护结构的基本耗热量通过围护结构的基本耗热量，按下式计算：q =KF& -tw)o(3.2)式中 q'通过供暖房间围护结构的温差传热量(或称为基本耗热量),W; K 围护结构的传热系数，W/itf ：C;F围护结构的面积，itf ;tn 冬季室内计算温度，；tw 供暖室外计算温度，C； 口围护结构的温差修正系数。 整个建筑物或房间的基本耗热量 Q；等于它的围护结构各部分基本耗热量q'的总和。 ' ' ' . 、Qi.j

14、=Eq=EKF(tn-tw)«(3.3)1.室内计算温度tn室内计算温度是指距地面2m以内人们活动地区的平均空气温度。 室内计算温度的 选定，应满足人们生活和生产工艺的要求。生活用房间的温度， 主要取决于人体的生理 热平衡。许多国家所规定的冬季室内计算温度标准，大致在 1622c范围内。根据国内有关 卫生部门的研究结果认为：当人体衣着适宜， 保暖量充分且处于安静状况时，室内计算 温度20c比较舒适，18c无冷感，15c是产生明显冷感的温度界限。(GBJ19-87)规定：设本设计为北京市某高层中华人民共和国国家标准采暖通风与空气调节设计规范 计集中供暖时，冬季室内计算温度，应根据建筑物

15、的用途选用。办公楼建筑，各房间冬季室内计算温度如下:表3.1室内计算温度门走会办公室、宿舍、值班库盥洗电卫楼刖房间类型厅廊议资料室室房洗浴脑生梯室室室室室间间设计温度（C）1414181818102325181414142.供暖室外计算温度tw供暖室外计算温度tw如何确定，对供暖系统设计有很重要关键性影响。如采用过低 的tw值，使供暖系统的造价增加；如采用值过高，则不能保证供暖效果。目前国内外选定供暖室外计算温度的方法，可以归纳为两种：一是根据围护结构的热惰性原理，另一种是根据不保证天数的原则来确定。我国现行的暖通规范采用了不保证天数方法确定北方城市的供暖室外计算温度 值。采用不保证天数方法的

16、原则是：人为允许有几天时间可以低于规定的供暖室外计算 温度值，亦即容许这几天室内温度可能稍低于室内计算温度tn值。规范规定：供暖室外计算温度，应采用历年平均不保证 5天的日平均温度”。通过对许多城市的气象资料 统计分析，采用不保证5天的方法确定tw值，使我国大部分城市的tw值普遍提高了 1 4c （与采用热惰性原理对比），从而降低了供暖系统的设计热负荷并节约了费用，而对 人们居住条件则无甚影响。通过查暖通规范附录得北京市的供暖室外计算温度为 -9Co3 .温差修正系数0值室内外计算温差修正系数口，实际上是对（tn-tw）的修正。当围护结构外侧直接 对大气时（口 =1）,则基本耗热量的公式应为Q

17、' = KF（tn -tw）。但是在计算围护结构时， 还常遇到围护结构外侧并不直接与室外空气接触，它的外侧是不供暖房间或空间（如顶 棚，或地下室等）。而这些房间或空间又常有同室外相通的门或窗，换句话说，该围护 结构的外侧空气温度并非是tw,这时为了简化计算，对计算温差（tn-tw）给以修正， 修正系数口是根据经验给定的，可查供热通风设计手册得。止匕外，如两个相邻房间的温差大于或等于 5c时，应计算通过隔壁或楼板的传热量。本设计中外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板 a取1 ；非采暖地下室上面的楼 板口取0.75。4 .围护结构传热系数K值（1）匀质多层材料（平壁）的传热系数 K值。一般

18、建筑物的外墙和屋顶都属于匀质多层材料的平壁结构。传热系数 K值可用下式计算:11 .1w/ m2 Rn RjRw式中Ro围护结构的传热阻，m2围护结构内表面、c /w；外表面的换热系数，w/ m2 c ；Rn、Rw 围护结构内表面、外表面的传热阻，m2 ；c/w;瓦围护结构各层的厚度,m；、工 n .-'.i 、工 w围护结构各层材料的导热系数，w/m ；Rj 由单层或多层材料组成的围护结构各层材料层的热阻，tf-C/Wo本设计中，建筑物外墙为三层复合结构，采用300厚容重小于8.5KN/m2的KK型大空砖砌块，外抹20mm厚水泥砂浆，内贴50厚挤塑聚苯板； 依据实用供暖空调设计手册（

19、以下简称手册）查得数据如下：水泥砂浆层：九=0.93 w/m c ； = =0.02 m;挤塑聚苯板层：九=0.047 w/m ；c ； 6 =0.04 m;空心砖块层：九=0.45w/m；c； d =0.3 m;内表面换热系数：玛=8.7 w/m2 C;外表面换热系数：aw=23 w/m2 C。故：可计算出外墙总热阻：R0一一一 1=RnRjRw =aL . 03 . 0.050.02 . J8.7 0.45 0.047 0.93 23 = 1.91即可计算出外墙总传热系数： ,11 ，一K = 0.52w/m2 cR 1.91校核围护结构传热阻是否满足最小传热阻的要求:R.min tn，e

20、 q tRnn该外墙属于II型围护结构，围护结构冬季室外计算温度twe = -13C,Aty =6.0C；1 18 - -13 1一一 一 ,0.115 = 0.59416 c/wRo > Ro.min ,满足要求。同理算出其它部分的传热系数如下:表3.2围护结构传热系数围护结构外墙外窗/门屋面玻璃幕墙一层楼板一层以上楼板传热系数（W/itf ：C）0.762.60.466.40.452.0注意：外墙传热系数为修正后所得值，修正系数为1.46。本公式不适用于窗、阳台门和天窗。砖石墙体的传热阻，可比式的计算结果小 5%。外门（阳台门除外）的最小传热阻.不应小于按采暖室外计算温度所确定的外墙

21、最 小传热阻的60%。当相邻房间的温差大于10c时，内围护结构的最小传热阻，亦应通过计算确定。当居住建筑、医院、幼儿园、办公楼、学校和门诊部等建筑物的外墙为轻质材料 或内侧复合轻质材料时，采用轻型结构时，其外墙最小传热阻在按式计算结果的基础上 进行附加。大棚的结构，如屋面有坡时，校核最小热阻应按最小厚度处进行计算，计算大棚的 耗热量时可按平均厚度去计算大棚的传热系数，校核公式R > 以川口。（2）地面的传热系数。在冬季，室内热量通过靠近外墙地面传到室外的路程较短， 热阻较小；而通过远离外墙地面传到室外的路程较长，热阻增大。因此，室内地面的传 热系数（热阻）随着离外墙的远近而有变化，但在离

22、外墙约8m远的地方，传热量基本不变。基于上述情况，在工程上一般采用近似方法计算，把地面沿外墙平行的方向分成 四个计算地带（如图3.1）。平行于建筑物的所有外墙，自外墙内表面起，向建筑内划， 缩进2m划一个与外墙轮廓相同的区域，作为第一地带。如此继续向内划，每2m宽为一个地带。当距外墙内表面 6m以后，皆属第四地带本设计中地下室地面为贴土保温地面，其传热系数和热阻值见表3.3。第一地带靠近墙角的地面面积需要计算两次。（本设计不考虑地下室采暖，地下室以上负荷计算不 考虑地带划分，以下紧供参考） 保温地面热阻值计算公式：Ro'=1二十 Ro（3.5）,i式中：Ro'贴土保温地面的热阻

23、，m2 -C/w；R0非保温地面的热阻，m2 C/w；5保温层厚度，m;%保温材料的导热系数， W/ （mC）累匕地f第三好界二见特黑田二：二.一 一二二;二1图3.1地面传热地带划分地市RoKo（m2；C） /w,2 一、w/ （m。第一地带2.670.37第二地带4.820.21第三地带9.120.11第四地带14.720.07表3.3保温地面的传热系数和换热阻5.围护结传热面积的丈量外墙面积的丈量，高度从本层地面算到上层地面。 对平屋顶的建筑物，最顶层的丈 量是从最顶层地面到平屋顶的外表面的高度；，而对有闷顶的斜屋面，算到闷顶内的保 温地面。外墙的平面尺寸，应按建筑物外轮廓尺寸计算。 两

24、相邻房间以内墙中线为分界 线。门、窗的面积按外墙外面以上的净高尺寸计算。闷顶和地面的面积，应按建筑物外墙以内的轮廓尺寸计算。对平屋顶，顶棚面积按建筑物外轮廓尺寸计算。地下室面积的丈量，位于室外地面以下的外墙，其耗热量计算方法与地面计算相同， 但传热地带的划分，应从与室外地面相平的墙算起，亦即把地下室外墙在室外地面以下 的部分，看作是地下室地面的延伸。3.1.2围护结构附加（修正）耗热量围护结构的基本耗热量，是在稳定条件下，按公式（3计算得出的。实际耗热量会受到气象条件以及建筑物情况等各种因素影响而有所增减。由于这些因素影响，需要对房屋围护结构基本耗热量进行修正。这些修正耗热量称为围护结构附加（

25、修正） 耗 热量。附加（修正）耗热量包括朝向修正、风力附加和高度附加耗热量等。1 .朝向修正耗热量朝向修正耗热量是考虑建筑物受太阳照射影响而对围护结构基本耗热量的修正 太阳照射建筑物时，阳光直接透过玻璃窗，使室内得到热量。同时由于受阳面的围护结 构较干燥。外表面和附近气温升高，维护结构向室外传递热量减少。 采用的修正方法是 按围护结构的不同朝向，采用不同的修正率。需要修正的耗热量等于垂直的外围护结构 (门、窗、外墙及屋顶的垂直部分)的基本耗热量乘以相应的朝向修正率。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：表3.4朝向修正率朝 向修正率北、东北、西北010%东、西-5%东南、西南

26、-10%-15%南-15% -30%在本设计中取：北0%东、西-5%南-15%2 .风力附加耗热量暖通规范规定：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 结构附加5%10%。所以在本设计中不考虑风力附加。3 .高度附加耗热量暖通规范规定：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它附加(修正)耗热量的总和上。综合上述，建筑物或房间在室外供暖计算温度下，通过围护结构的

27、总耗热量Q；可用下式综合表示：Q=Qj(1+Xch+Xf+Xlang+Xm) (1+Xfg)W(3.6)式中 Xch朝向修正率， ；Xf风力附加率，;X lang两面外墙附加， ；Xm窗墙面积比过大附加， ；Xfg房间图度附加，%;本设计中十一层的高度大于4m,故需考虑高度附加耗热量3.1.3冷风渗透耗热量的计算在风力和热压造成的室内外压差作用下，室外的冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内， 被加热后逸出。把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量， 称为冷风渗 透耗热量Q2。在各类建筑物特别是工业建筑的耗热量中，冷风渗透耗热量所占比例是相当大的， 有时高达30%左右，所以门窗缝隙渗透冷空气

28、耗热量的计算显得尤为重要。计算冷风渗透耗热量的常用方法有缝隙法、换气次数法和百分数法，根据实用供热空调设计手册，本设计采用缝隙法计算其耗热量。因为分析法计算耗热量虽然较精 确，但是计算过程复杂，工作量大，不利于大型工程设计应用，而缝隙法虽然为概算， 但其精度可以满足设计要求，并且计算方便，适用高层建筑设计。换气次数法计算公式如下： ' _ _ . '一 (3.7)Q2 =0.2781 L ：wCp(tn -tw)m W式中0.278单位换算系数；1 门窗缝隙长度，m；L 基准风速下单位门窗缝隙长空气渗透量，m3;Cp 冷空气的定压比热，cp= 1.0 KJ/(kg C)；Pw

29、室外温度下的空气密度，kg/m3;tn 冬季室内计算温度，C ;tw 供暖室外计算温度，C。压差比值的计算公式如下：(3.8)_ 50 Cr hz - h tn - twC -0-4 2"-Cf h Vo 273 - tn(3.9)(0. 4 hi4 b= chm = ch n + (1 + c )b - 1 1C压差比；G热压差系数；hz中和面标高，m；h 计算门窗中心线标高，m。(注意：当h小于10m时，按基准高度h=10m 进行计算)tntwCf室内设计温度，c；室外计算温度，C;-作用于门窗上的风压差相对于理论风压的百分数，简称风压差系数。计算高度的的风速，m/s；计算门窗中

30、心线标高h时的渗透空气量对于基准渗透量的高度修正系 数。m 考虑计算门窗所处的高度、朝向和热压差的存在而引入的风量综合修正 系数。b与门窗构造有关的特性常数，其中b可采用：对木窗，b=0.56;对钢窗, b=0.67;对铝窗，b=0.78。n 渗透空气量朝向修正系数，以北京为例：北向1.0,东向0.15,南向0.15, 西向04计算m值和C值时，应注意：1 .如计算得出C41时，即（1+C） <Q则表示在计算层处，即使处于主导风向朝 向（n=1）的门窗也无冷风渗入，或已有室内空气渗出。此时，同一楼层所有朝 向门窗冷风渗透量，均为002 .如计算得出C>-1,即（1+C） >0

31、的条件下，根据式（3.9）计算出m<0时，则表 示所计算的给定朝向的门窗已经，无冷空气侵入，或已有室内空气渗出，此时， 处于该朝向的门窗冷风渗透量，取为零值。3 .如计算得出m>0时，该朝向的门窗冷风渗透耗热量，可按式（3.7）计算确定。3.1.4冷风侵入耗热量的计算在冬季受风压和热压的作用下，冷空气由开启的外门侵入室内。把这部分冷空气加 热到室内温度所消耗的热量称为冷风侵入耗热量。 根据经验总结，冷风侵入耗热量可采 用外门基本耗热量乘以外门附加率百分数法进行计算。根据工程实际，一道门时采用65n%。(4.0)7'Q3 =NQ1.j.mW式中Q1.j.m 外门的基本耗热量，

32、W；N 考虑冷风侵入的外门附加率，在本设计中取65n%n 计算层以上包括计算层所有层数的总和。3.2供暖系统设计热负荷的计算根据以上原理和公式就可以很容易的算出室内供暖系统的设计热负荷，以下就是具体的计算过程。以101房间为例阐述供暖设计热负荷的计算过程，其它房间与此一样，这里就不在一一说明，计算结果见附录1。1 .围护结构基本耗热量q的计算：101房间的围护结构面积计算：东外墙 F=8.4x3.3=27.72 m2北外窗 F=3m2.0+1.2m2.0=8.4 m2北外墙 F=7.5x3.3-8.4=16.35 m2西外墙 F=2.4m3.3=7.92 m2西内墙 F=3m3.3=9.9 n

33、f东外墙的基本耗热量 北外窗的基本耗热量 北外墙的基本耗热量 西外墙的基本耗热量 西内墙的基本耗热量 地面的基本耗热量地面 F=7.5m8.1=60.75 m2q =KF(tn _tw)o( =0.76父27.72M(18- (-9)父 1=569 W 'q2 =KF(tn _&)0(=6.4父8.4父(18- (-9)1=1452 WIq3 =KF(tn _tw)a =0.76父16.35父(18- (-9)1=336 Wq4 = KF(tn _tw)a =0.76m 7.92父(18- (-9)父1=163 Wq5 =KF(tn=1.88父9.9m(18- (-9) x 0

34、.76=382 W'q6 =KF(tn tw)” =0.45父60.75m(18- (-9)父 0.75=554 W2 .围护结构基本耗热量的修正:根据上述中有关基本耗热量的修正计算说明可以看出：东外墙的朝向修正系数Xch=-5%,风力附加耗热量与高度附加耗热量均不考虑。故修正后的耗热量为：q1 =q1 (1 xch) =569 95%=541 W其它围护结构耗热量修正的计算方法与此相同；计算结果如附录1所示。3 .两面外墙修正：当房间维护结构有两面外墙时要考虑两面外墙修正，修正系数为0.05(所有外维护结构都要修正，不包括内墙、内门、内窗等。)0具体结果如附录1所示。4 .围护结构各

35、部分总的耗热量 _ _ _ _ _Q1=q1 q2 q3 q4 q5 q6 =569+1524+352+163+382+554=3543 W5 .冷风渗透耗热量Q2的计算：查得cp= 1.0 KJ/(kg C)，北京市的冬季室外空气密度Pw =1.34 kg / m3北京单位缝长基准渗透量 L=2.4m3/(h m), cr取0.8, cf取0.7, hz为20.4m,，门窗缝隙长度8.6m,C 50 Cr hz - h tn - tw _ 50 0.8 40.8 2 - 2.8189一 Cf h0.4Vo2 273 tn _0.7 IO* 2.8227318=4.74ch = 0.4h0.4

36、 b= 0.4 10 0.4 0.67 = 1.0 0 3m = Ch n + (1 + c )b 1 1=1 .003 1+(1 + 4.74 尸一1 1=3.23Q2 =0.278l L ：wcp (tn -tw)m = 0.278 2.4 1 1.34 3.23 18 9 8.6 = 676. 一, . 一 . 、, ' . 、一一6 .外门冷风侵入耗热量Q3的计算：在101房间中没有外门，所以不考虑外门冷风侵入耗热量。7 . 101房间的总耗热量为： '''_ 'Q =Q1 + Q2 +Q3 =3543+676+0=4219 W其它房间的耗热量的

37、计算与此相似，计算结果如附录2中所示4.供暖系统散热器的选择4.1 散热器的选择原则供暖系统的散热设备是系统的主要组成部分，它向房间散热以补充房间的热损失， 保持室内要求的温度，其中散热器是最为常用的散热设备。供暖系统的热媒通过散热器的壁面，主要以对流的传热方式（对流传热量大于辐射 传热量）向房间传热。对散热器的基本要求，主要有以下几点：1 .热工性能方面的要求 散热器的传热系数K值越高，说明其散热性能越好。提 高散热器的散热量，增大散热器传热系数的方法，可以采用增加外壁散热面积（在外壁 上加肋片）、提高散热器周围空气的流动速度和增加散热器向外辐射强度等途径。2 .经济方面的要求散热器传给房间

38、的单位热量所需金属耗量越少，成本越低，其 经济性越好。3 .安装使用和工艺方面的要求 散热器应具有一定机械强度和承压能力；散热器的 结构形式应便于组合成所需要的散热面积，结构尺寸要小，少占房间面积和空间；散热 器的生产工艺应满足大批量生产的要求。4 .卫生和美观方面的要求 散热器外表光滑，不积灰和易于清扫，散热器的装设不 应影响房间观感。5 .使用寿命的要求 散热器应不易于被腐蚀和破损，使用年限长。目前，国内生产的散热器种类繁多，主要有铸铁、钢制散热器两大类。在散热器的 选择方面优先考虑铸铁散热器，它具有结构简单，防腐性能好，使用寿命长以及热稳定 性好的优点；但其金属耗量大、金属热强度低于钢制

39、散热器。在本设计中，考虑多方面原因，选用四柱 760型散热器。这种散热器金属热强度及 传热系数高，外形美观，易于消除积灰，容易组成所需的面积，便于落地和靠墙安装， 因此得到广泛应用，其性能参数如下：表4.1四柱760型散热器性能参数型号散热面积f（m2 片）传热系数K的计算公式（W/m2 ：C）四柱760型0.235._ lcc o . 0.293k = 2.50n4.2 散热器的计算散热器计算是确定供暖房间所需散热器的面积和片数。4.2.1 散热面积的计算散热器的散热面积F按下式计算:(4.1)F 二一Q一 ；2：3K(tpj -tn)式中Q 散热器的散热量，w;tpj 散热器内热媒平均温度

40、，C；tn 供暖室内计算温度，C；K散热器的传热系数，w/m2 ：C ;Pi 散热器组装片数修正系数；2 散热器连接形式修正系数；身散热器安装形式修正系数。(1)热媒平均温度tpj的确定在热水供暖系统中,tm为散热器进出口水温的算术平均值。tm=(ti+t。)(4.2)式中ti 散热器进水温度，C;to 散热器出水温度，C。在本设计中采用单管跨越式热水供暖系统，由于每组散热器的进、出口水温沿流动 方向下降，所以每组散热器的进、出口水温必须逐一分别计算。以下是流出第i组散热器的回水和跨越管热水混水水温ti (令沿水流动方向最后一组散热器为i=1)的计算公 式：N' Qiti=tg -v-

41、(tg-th)(4.3) Q式中ti 流出第i组散热器的水温，CNZ Qi 沿水流动方向，在第i组(包才S第i组)散热器前的全部散热器的散热 量。而每层流出散热器的水温要靠以下公式计算得出：Q，Mr = aMp- (4.4)rpti-toC-(4.5)+ ti to + Qtm 二 -二 ti - _ r：-22acM pp式中M r 通过散热器的流量，kg/s；Q 散热器的热负荷，w;a进流系数；c 水的比热，4187w/(kgE);Mp 通过立管白流量，kg/s；(2)散热器传热系数K及其修正系数的确定散热器传热系数K值的物理概念，是表示当散热器内热媒平均温度 tpj与室内气温 tn相差1

42、C时，每m2®热器面积所散出的热量 w,单位为w/ m2-Co它是散热器散热能 力强弱的主要标志。它只能通实验方法确定，实验结果整理得 K=a(tm-tn)b,其中a、 b均是由实验确定的系数。本设计中的 K具体参见表4.1。散热器的传热系数K和散热量Q值是在一定的条件下，通过实验测定的。若实际情 况与实验条件不同，则应对所测值进行修正。散热器组装片数修正系数自根据前边对散热器的连接方式及安装方式的选择，查 实用供暖空调设计手册，在进行计算时先假设Pi =1.0,计算得散热器的散热面积F, 并根据每片的散热面积0.235m冰得散热器的组装片数。然后利用所得的散热器组装片 数查下表可得

43、久的值。从而确定实际的F及散热器的组装片数。表4.2暖气片数修正率每组片数<66101120>200.951.001.051.10散热器连接形式修正系数 久值，可按供热工程附录2-4选用。此次设计是采 用的简单的同侧上进下出，所以2=1.00。散热器安装形式修正系数 久值 安装在房间内的散热器，可有种种方式，如敞开 装置、在壁龛内、或加装遮挡罩板等。可按供热工程附录2-5选用，在此次设计为散热器安装在墙面上加盖板方式飞=1.05。4.2.2 散热器片数的确定在确定了所需的散热器面积后，先假定 3 = 1,按下式进行计算n = F/f(4.6)式中f 每片或每1m长的散热器散热面积.

44、此系统的f =0.235 m2片,以立管N4上的101房间的散热器为例说明散热器的计算过程，其它房间的散热器 片数，详见附录2可知。在101房间的负荷由立管N31和立管N16共同承担，假定每组散热器所分担的热负荷相同，则立管N16上的101房间的散热器所分担的热负荷为Q1 =座192 1 0.52w立管N16上其它房间的散热器所分担的热负荷分别为：Q6 =1609.5 w, Q5 =1495.5w, Q4=1533 w,Q3=1567 w, Q2=,1604.5w三Q =Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 =2109.5+1609.5+1495.5+1533+1567+1604.5=

45、9919 w根据公式(4.3)得流入第二层散热器的水温为：ti - tgQ3Q4Q5Q6(tg -th)二95 -2109.5 1495.5 1533 15679919”95 70)=79.4 C根据公式(4.5)得第一层散热器的出水温为:=66.73t0 =54.1“，1604.5 360079.4 totm = 79.4 -二2 0.32 4187 3412所以 t -tm -tn =66.73-18=48.73。 0 293_ _ c _k =2.503 48.73 .=7.97 w/m2cF= Q P1P2P3=-1604.5父1父1父1.05 = 4.34 m2K(tm -tn)7.

46、97 48.73. - 一一 - '所以该组散热器白计算片数为n =F/f=4.34/0.235=18.46片查供热工程附录23得：P1=1.05实际采用片数为：n=P1父n'=1.05黑18.46=19.39片取整数，应采用四柱760型散热器19片。其它房间的散热器片数计算详见附录2。4.3 散热器的布置布置散热器时，应注意下列一些规定：1. 散热器官安装在外墙窗台下，这样，沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响,是流经室内的气流比较暖和。当安装或布置管道有困难时，也可靠内墙安装。如设在窗台下时，医院、托幼、学校、老弱病残者住宅中，散热器的

47、长度不应小于窗宽度的75；商店橱窗下的散热器应按窗的全长布置，内部装修要求较高的民用建筑可暗装。2. 为防止冻裂散热器，两道外门之间，不准设置散热器。在陋习建或其它有冻结危险的场合，应由单独的立，支管供热，且不得装设调解阀。3. 散热器在布置时，不能与室内卫生设备、工艺设备、电气设备冲突。暖气壁龛应比散热器的实际宽度多350400毫米。台下的高度应能满足散热器的安装要求，非置地式散热器顶部离窗台板下面高度应 >504米，离地可为100200毫米。底层散热器安装高度应考虑回水管及跑坡、支管连接等要求。4. 在垂直单管或双关供暖系统中，同一房间的两组散热器可以串联连接；贮藏室、盥洗室、厕所和

48、厨房等辅助用室及走廊的散热器，可同临室串联连接。5. 公共建筑楼梯间的散热器，宜分配在底层或按一定比例分配在下部各层，住宅楼梯间一般可不设置散热器。把散热器布置在楼梯间的底层，可以利用热压作用，使加热了的空气自行上到楼梯间的上部补偿其耗热量。6. 在楼梯间布置散热器时，考虑楼梯间热流上升的特点，应尽量布置在底层。本设计散热器按16层负荷比例40:20:15:15:10:5分布。7. 铸铁散热器的组装片数，不宜超过下列数值：二柱 （M-132 型 ） 20 片；柱型（四柱型）-25 片；8. 建筑物采暖系统高度超过50 米时，宜竖向分区设置。条件允许时，建筑物的采暖系统南北向房间宜分环设置。9.

49、 在楼梯间或其它有冻结危险的场所，其散热器应有单独的立、支管供热且不设调节阀。在本设计中采用的是四柱760 型散热器，最大组装片数为25 片，并且采用的是明装方式。5. 系统选择、系统与外网连接方式及管道附件5.1 系统选择5.1.1 室内采暖系统形式室内供暖系统末端装置使用的热媒主要有三类：热水、蒸汽、与热风。以热水为热媒的供暖系统，称为热水供暖系统，同理可定义其他两类供暖系统为蒸汽和热风采暖系统。从卫生条件和节能等因素考虑，民用建筑应采用热水作为热媒。热水供暖系统也用在生产厂房及辅助建筑中。室内热水供暖系统是由供暖系统末端装置及连接的管道系统组成，根据观察与思考问题的角度，可按下述方法分类

50、：1. 按热媒温度的不同，可分为低温水供暖系统和高温水采暖。在各个国家，对于高温水的和低温水的界限，都有自己的规定，并不统一。我国习惯认为：水温低于或等于 100 的热水， 称为低温水，水温超过100 的热水， 称为高温水。 室内热水供暖系统大多采用低温水做热媒。设计供、回水温度多采用95 70。低温水辐射采暖供、回水温度60 50。 高温水供暖系统一般宜在生产厂房中应用。2. 按系统循环动力的不同，可分为重力（自然）循环系统和机械循环系统。靠水的密度差进行循环的系统，称为重力循环系统；靠机械（水泵）力进行循环的系统，称为机械循环系统。3. 按系统管道的敷设方式的不同，可分为垂直式和水平式。垂

51、直式供暖系统是指不同楼层的各散热器用垂直立管连接的系统；水平式供暖系统是指同一楼层的散热器用水平管连接的系统。4. 按散热器供回水方式的不同，可分为单管和双管系统。热水经立管或水平供水管顺序流过多组散热器，并顺序的在各散热器中冷却的系统，称为单管系统。热水经供水立管或水平供水管平行的分配给多组散热器，冷却后的回水自每个散热器直接沿回水立管或者水平回水管流回热源的系统，称为双管系统。5.1.2 热水采暖系统的分类与特点热水采暖系统是由热源、管道系统和散热设备组成的一个有机整体。从不同的角度将热水采暖系统分为多种形式。1. 系统中水的循环动力将系统分为自然循环系统和机械循环系统。自然循环系统中水靠

52、其密度差循环，水在锅炉中加热，温度升高，体积膨胀，密度减小加上来自冷水的驱动使水循环流动。特点：不需要外来动力，能耗低，运行时无噪声、调节方便、管理简单机械循环系统中的水循环动力来自水泵。特点：设备复杂，能耗大，管理不方便。2. 按供回水的方式分类：上供上回式系统，下供下回式系统，上供下回式系统，下供上回式系统，和中供式系统。上供下回式系统，特点： 供回水干管分别设于系统最上面和最下面，布置管道方便，排气顺畅。是用的最多的系统型式。上供上回式系统，特点：供回水干管均位于系统最上面。采暖干管不与地面设备及其它管道发生占地矛盾。但立管消耗管材量增加，立管下面均要设放水阀。主要用于设备和工艺管道较多

53、的，沿地面布置干管困难的厂房。下供下回式系统，供回水干管均位于系统最下面。与上供下回式相比，供水干管无效热损失小，可减轻上供下回式双管系统的竖向失调。因为上层散热器环路重力作用压头大，但管路亦长，阻力损失大，又利于水力平衡。顶棚下无干管比较美观，可以分层施工，分期投入使用。底层需要设管沟或有地下室以便于布置两根干管，要在顶层散热器设放气阀或设空气管排除空气。下供上回式系统，特点：无效热损失小，由于低层散热器的平均温度高，有利于解决某些建筑物一层散热器面积大，难于布置的困难。且有利于排气和防止汽化。3. 按散热器的连接方式：垂直式系统和水平式系统。4. 按连接散热器的管道数量分：单管系统，双管系

54、统。单管系统：节省管材，造价低，施工进度快，水力稳定性好。双管系统：可单个调节散热器的散热量，管材耗量大，施工麻烦，造价高，易产生竖向失调。5. 按并联环路水的流程分：同程序系统：各环路管路总长度基本相等，水力计算易于平衡，水力失调较轻，布置妥当时耗管材不多。水力不平衡不易调整。异程序系统：热媒沿各基本组合体流程不同。节省管材，降低投资。5.1.3 目前常用的几种典型供暖方式及其特点传统单管顺流式和双立管水平串联式散热器采暖是目前国内常用的几种供暖方式，它们不仅可以适应于不同地区和不同场合的供暖，而且还可以满足不同的消费群体。但是对于几种供暖方式的实用性和经济性，不同阶层和不同行业对此的理解和认识还存在一些差异。由于单因素经济评价指标有许多不足之处，所以研究经济综合评价指标和它们的实用性与经济性显得十