暖通毕业设计-某高层建筑室内采暖系统设计

PAGE1摘要本设计为北京市某高层建筑室内采暖系统设计。该建筑物为十六层框架结构，主体地下一层，地上十六层，地上一层为商铺，二～十六层为住宅。建筑总高度为52.70米，建筑面积为10099.00平方米。北京市室外采暖设计温度为-9℃。根据房间用途不同，室内设计温度分别为：客厅、卧室为18℃，厨房为15℃，卫生间（带淋浴）为25℃,商铺为15℃。热媒为热水，设计供回水温度为95/70℃，由外网集中供应，外网入口资用压力为6.5,由地下一层北向引来。本设计为高层建筑采暖，在计算外门窗的冷风渗透耗热量时必须考虑热压和风压的共同作用，用缝隙法进行计算。根据房间用途和高度情况，整个采暖系统进行竖向分区。一层为商场，与外网直连，供回水温度分别为95/70℃，系统形式为上供下回单管同程式系统。二至八层为低区，与外网直连，供回水温度分别为95/70℃；九至十六层设为高区，通过设于地下一层换热间的水-水换热器与外网间接连接，供回水温度为80/60℃。由于二至十六层为住宅，要求采用分户热计量，故楼内系统采用下供下回双管异程式系统，户内系统采用上供上回双管异程式系统。散热器采用LXTL-101和LXTL-502型铸铁散热器，换热间采用板式换热器，型号为BR-12。关键词：高层建筑采暖分户热计量AbstractThisisanindoorheatingsystemdesignofsomehigh-risebuildinginBeijingcity.Itissixteen-floorframestructureofthisbuildingwhichmainbodyincludestwoparts,oneisthefirstundergroundthatisshop,theotherissixteen-flooronthegroundthatisdwelling.Thetotalheightandbuildingareaare52.70mand10099.00m2,respectively.TheoutdoordesigntemperatureforheatinginBeijingis-9℃.Accordingtothedifferentuseoftheroom,theindoordesigntemperatureincludes:drawingroomandbedroomareall18℃,thekitchenis15℃,bathroom(withshower)is25℃,shopis15℃.Theheatingmediumishotwaterwhichissuppliedbyoutdoorheatdistributingnetwork,andsupplyingwatertemperatureofsystemis95℃,returningis70℃.Theavailablepressureofbuildingheatingentryis6.5mH2O,whichcomesfromthenorthofundergroundlayer.Whencalculatingtheiniltrationheatlossofoutdoorandwindowofhighbuildingforheating,itmustbeconsideredthetotalactionofthermalandwindpressure,andthemethodisseammeans.Accordingtothedifferentuseoftheroomandtheheight,theentireheatingsystemisdividedbyseveraldistrictsinvertical.Onefloorisshopwhichconnectswithoutdoorheatdistributingnetworkindirectandthesupplyingwatertemperatureis95℃andthereturningis70℃,andthestyleofheatingsystemisone-pipereversed-returesystemthatsuppliesupandreturnsdown.Thelowerdistrictisfromtwotoeightfloorwhichconnectswithoutdoorheatdistributingnetworkindirectandthesupplyingwatertemperatureis95℃andthereturningis70℃;thehigherdistrictisfromninetosixteenfloorwhichconnectswithoutdoornetworkindirectthroughwater-watertypeheatexchangerwhichlocatesinheat-exchangeroombelongstoundergroundlayer,andthesupplyingwatertemperatureofsystemis80℃,returningis60℃.Becausetwotosixteenfloorisdwelling,itisrequiredtoadopthousehold-basedheatmetering,theheatingsystemofstaircaseisdouble-pipedirect-returnsystemthatsuppliesdownandreturnsdown,andtheindoor’sisdouble-pipedirect-returnsystemthatsuppliesupandreturnsup.ThetypeofcastironradiatorandplateheatexchangerareLXTL-101,LXTL-502andBR-12,respectively.Keywords:high-risebuildingheatinghouseholdheatmetering目录绪论5第二章原始资料及设计依据7第一节原始资料7一、建筑物概况7二、气象资料7三、室外热水网路热力资料7四、建筑资料7五、设计内容8第二节设计依据8一、与本专业有关的主要法规和标准8二、设计范围8三，设计参数9四、房间编号9第三章供暖系统的设计热负荷的计算 10第一节供暖系统设计热负荷10一、供暖系统设计热负荷10二、围护结构基本耗热量10三、围护结构附加耗热量13四、冷风渗透耗热量15五、冷风侵入耗热量16六、分户热计量的户间传热量17第二节供暖设计热负荷计算17第四章采暖系统19第一节采暖系统形式的选择19一、热水采暖系统的分类19二、采暖系统形式的选择19三、采暖系统形式的布置20第二节采暖系统附件的选择20第五章散热器的选择和计算24第一节散热器的选择24一、选择散热器的要求24二、选择散热器的注意事项24三、散热器的比较24四、散热器的选择25第二节散热器的计算26一、散热器的计算26二、散热器的片数和长度26三、散热器的布置27第六章水力计算28第一节水力计算的方法28第二节水力计算的步骤28一、一层水力计算的步骤28二、二到十六层水力计算的步骤30第三节水力计算的举例33第七章换热间设备的选择36第一节换热器的选择计算36一、换热器的选择36二、换热器的计算36第二节分集水器的选择37第三节循环水泵的选择计算39一、循环水泵的选择原则39二、循环水泵流量的确定39三、循环水泵扬程的确定39第四节补水泵的选择计算40一、补水泵流量的确定40二、补水泵扬程的确定40第五节补水箱的选择41结论42参考文献43致谢44附表一附表二附表三附表四附表五附图第一章绪论在人类很长的历史时期中，人们以火的形式利用能源。后来人们为了取得热量，开始用原始的炉灶获得热能取暖、做饭和照明。这种局部的取暖装置至今还保留和使用着，如火炉、火墙、火坑等。开始出现了以蒸汽或热水作为热媒的供蒸汽机的发明，促进了锅炉制造业的发展。十九世纪初期暖系统。在供暖系统中，由一个锅炉产生的蒸汽或热水，通过管路供给一座建筑物各房间取暖。1877年在美国建成了区域供热系统，由一个锅炉房供给全区许多座建筑物和生产与生活所用的热能。二十世纪初期一些工业发达的国家开始利用发电厂中汽轮机的废汽，供给生活与生产用热。其后逐渐发展为现代化的热电厂，联合生产电能与热能，显著地提高了燃料利用率。二次大战后，特别是六十年代，世界能源的消耗，随着城市工业的发展和城市人口的增加而迅速地增加，1950~1965年间，联邦德国、捷克斯洛伐克等国热能消耗量增长了2倍，日本增长了3.7倍。巨大的热能消耗，不仅要求有足够的供应能力，而且要求提高供热效率和降低成本。此外，锅炉房多建于城市人口稠密区，煤烟粉尘和锅炉排出的二氧化硫气体是造成城市环境污染的主要原因。在区域供热系统中采用大型现代化锅炉，燃烧效率高，尤其是综合生产热能与电能的热电厂可以大量节省能源、大型区域供热系统供热半径长、热源可以远离城市中心人口稠密区，并可装设有效的排烟除硫和除尘设备以防止城市环境的污染。因此，近30年来区域供热事业的发展极为迅速。苏联和东欧各国的区域供热的热源以热电厂为主。美国和西欧各国的区域供热的热源，多以区域锅炉房为主，早期以蒸汽作为主要热媒，二次世界大战以后，以高温水为热媒的区域供热系统发展很快。近年来，在法国、瑞士等国出现了一些城市区域供热锅炉，以城市垃圾作为主要燃料。在旧中国，仅只是在一些大城市的个别建筑和特殊区域内设置有集中供热设备。以北京为例，当时的六国饭店（现北京饭店老楼）、清华大学图书馆、体育馆、东单的德国医院（现北京医院）等都装有功能完善的暖气系统。甚至冬季很短、气温不太低的上海的某些宾馆，如国际饭店、沙逊大厦（现和平饭店）和个别高档公寓，如华山公寓、霞飞公寓等也装有可随气候调节温度的真空式蒸汽采暖系统。当时这些系统基本上由洋人设计，所用设备由国外运来。显然那时的集中供热只是达官贵人和显要们的专利，与广大老百姓无缘。随着经济建设的发展和人民生活水平的提高，我国的供热事业也得到迅速发展。北方地区的绝大多数公共建筑和工业企业都装设了集中供暖设备，居民住宅也陆续装设了供暖系统，居住的舒适、卫生与环境条件得到很大的改善。建国初期，“三北”地区（东北、西北、华北）居民住宅以平房为主，冬季采用火炉、火炕或火墙取暖。自1951年我国第一座城市热电站——北京东郊热电站投入运行，到改革开放前，全国只有哈尔滨、沈阳等8个城市有集中供热。改革开放后发展迅速，1956年增加到151个城市，到1961年这5年中有集中供热的城市猛增到516个，供热面积也从1956的年的91亿m2猛增到5年的292亿m2。此外，从80年代开始，我国已经能够自行设计大、中、小型的成套设备，各型锅炉，设计与制造多种铸铁、钢材和铝合金的散热设备。特别是近年来拓宽了国际技术交流的渠道，大量先进技术陆续引进，国内供热技术的开发力度也不断增强，城镇供热在设计标准、工艺水平和技术性能、自动化程度等方面都有长足的进步。第二章原始资料及设计依据第一节原始资料一、建筑物概况本工程为某公司的4#住宅楼，共16层，地下一层为核六级甲类人防地下室，平时为戌类物品库房，地上一层为商铺，二～十六层为住宅。建筑总高度为52.7米，建筑总面积为10099平方米。建筑物平面、剖面、立面图及其尺寸，详见附图。二、气象资料（一）室外设计参数供暖室外计算温度-9℃；冬季室外平均风速2.8m/s；冬季主导风向NW。（二）室内设计参数室内供暖计算温度按房间用途取值。客厅、卧室为18℃，厨房为15℃，卫生间（带淋浴）为18℃,商铺为15℃，管理室18℃，储藏室5℃，公共卫生间12℃。三、室外热水网路热力资料外网供水温度：℃外网回水温度：℃，外网资用压力：p=6500毫米水柱，热水流量：外网可保证供应，引入口位置：由建筑物南向引至地下一层换热间。四、建筑资料（一）屋面：65厚挤塑聚苯乙烯泡沫保温层，k=0.46w/m2.k；（二）外墙：300厚容重小于8.5KN/m2的KK型大空砖砌块，外抹20厚水泥砂浆，内贴50厚挤塑聚苯板；（三）内墙：200厚KK型空心砖，两侧各抹20厚水泥砂浆；（四）楼板：120厚钢筋混凝土楼板，40厚水泥珍珠岩砂浆垫层，k=2.0w/m2.k；底层与地下一层之间的楼板设保温层，k=0.45w/m2.k；（五）楼梯间：为封闭不采暖楼梯间，其外墙、内墙结构同上；（六）外窗：采用塑钢中空玻璃窗，k=2.6w/m2.k；（七）门：商场大门，k=6.40w/（m2·k）；分户门采用钢制保温防盗门，k=1.7w/m2.k，内门为单层木制门，阳台门芯板加30厚岩棉保温，k=1.27w/m2.k；（八）地面：150厚炉渣保温垫层。设计内容（一）熟悉设计图纸。（二）供暖设计热负荷计算，其中高层建筑冷风渗透耗热量的计算采用缝隙法，多层建筑冷风渗透耗热量的计算采用换气次数法。（三）系统形式的比选和确定，布置系统管道。（四）绘制供暖系统水力计算草图。（五）各房间散热器面积及片数选择计算。（六）供暖系统的水力计算。（七）换热设备选择计算。（八）定压、补水、除垢设备选择计算。（九）换热间设备、管道布置。第二节设计依据一、与本专业有关的主要法规和标准（一）《公共建筑节能设计规范》GB50189-2005（二）《住宅建筑规范》GB50368-2005（三）《住宅设计规范》GB50096-1996（四）《住宅设计标准》DB62/25-3011-2002（五）《采暖居住建筑节能设计标准》DB62/25-3033-2006（六）《新建集中采暖住宅分户热计量设计技术规程》DB62/25-3032-2001（七）《民用建筑节能设计（采暖居住建筑部分）甘肃省实施细则》DBJ25-20-97设计范围（一）设计说明书（论文部分)1毕业设计（论文）封面2毕业设计（论文）评语3毕业设计任务指导书4开题报告5学生自查表6中文摘要、关键词7英文摘要、关键词8目录9正文，包括绪论、论文主体、结论10致谢11参考文献12附录13封底在正文中应包括相关的设计说明、设计计算、设计表格及设计草图。将以上资料按学校要求的顺序单独装订成册。（二）设计图纸1图纸封面及目录2供暖设计总说明3供暖系统平面图4供暖系统图5换热间平面图及系统图将以上资料按学校要求的顺序单独装订成册。（三）外文参考文献全文及译文三、设计参数建筑尺寸详见图纸。四、房间编号房间编号采用顺时针编号，每户为一个单位整体，详见图纸。第三章供暖系统的设计热负荷的计算第一节供暖系统设计热负荷一、供暖系统设计热负荷采暖设计热负荷包括围护结构的基本耗热量和围护结构的附加耗热量，利用下式计算：(3.1)式中：——围护结构的基本耗热量，W；——围护结构的附加(修正)耗热量，W；——冷风渗透耗热量，W；——冷风侵入耗热量，W；——供暖总耗热量，W。其中，为围护结构的基本耗热量，围护结构附加耗热量为、、之和。说明：围护结构的基本耗热量是在稳定条件下计算得出的。实际耗热量会受到气象条件以及建筑物因素等各种影响而有所增减。所以要对房间围护结构的基本耗热量进行修正。修正后的耗热量即为附加耗热量。通常按基本耗热量的百分率计算。包括朝向修正，风力附加和高度附加等。基本耗热量还不是建筑物围护结构的全部耗热量，因为建筑物围护结构的耗热量还与它所处的地理位置及它的形状等因素(如朝向、风速、高度等)有关，这些因素在计算它的基本耗热量时并没有考虑进去。在附加耗热量中，应按其占基本耗热量的百分率确定。对于要求分户计量的住宅，还应考虑向邻户传热引起的耗热量附加。围护结构基本耗热量（一）计算公式围护结构基本耗热量按照下式计算：W(3.2)式中：K——围护结构的传热系数，W/(·℃)；F——围护结构的面积，；——围护结构的温差修正系数；——冬季室内计算温度，℃；——供暖室外计算温度，℃。（二）围护结构的传热系数外门：Kw=6.4W/(.℃)；分户门：K=1.7w/m2.k；阳台门：K=1.27w/m2.k。外窗：=2.6W/(.℃)；外墙的组成：300厚容重小于8.5KN/m2的KK型大空砖砌块，K=0.58W/(.℃)；外抹20厚水泥砂浆，K=0.93W/(.℃)；内贴50厚挤塑聚苯板；K=0.047W/(.℃)。内墙的组成：200厚KK型空心砖，K=0.58W/(.℃)；两侧各抹20厚水泥砂浆，K=0.93W/(.℃)。墙的传热系数由下式求出：W/(·℃)（3.3）式中：——围护结构内表面的换热系数，W/(·℃)；——围护结构外表面的换热系数，W/(·℃)。其中：=8.7W/(·℃)；=23.26W/(·℃)。由式（3.3）得：外墙：Kwq==0.56W/(·℃)；内墙：Knq==1.62W/(·℃)考虑热桥影响时，对于砖混结构，若用内保温，平均传热系数为主体部位传热系数的1.25~1.72倍；若用外保温时是1.04~1.45倍。对于框架结构因梁柱占外墙面积比例大，所以平均传热系数与主体传热系数之比还要大。若采用内保温其值为1.31~1.76；若采用外保温其值为1.21~1.45。屋面：65厚挤塑聚苯乙烯泡沫保温层，k=0.46W/(·℃)；楼板：120厚钢筋混凝土楼板，40厚水泥珍珠岩砂浆垫层，k=2.0W/(·℃)；底层与地下一层之间的楼板设保温层，k=0.45W/(·℃)。地面：150厚炉渣保温垫层，k=0.47W/(·℃)。（三）室内计算温度民用建筑的主要房间，室内计算温度宜采用16～24℃，当工艺或使用条件有特殊要求时，各类建筑物的室内温度可按国家现行有关专业标准、规范执行。辅助建筑物及辅助用室，不应低于下列数值：1客厅、卧室为18℃；2厨房为15℃；3卫生间（带淋浴）为18℃；4管理室18℃；5储藏室5℃；6公共卫生间12℃；7商铺为15℃。（四）温差修正系数：当围护结构外侧直接对大气时，=1。但是，在计算围护结构时，还常遇到围护结构外侧不直接与室外空气接触，它的外侧是不供暖的房间或空间（如顶棚或地下室等），而这些房间或空间通常是有与外侧相通的门或窗。为了便于计算，规定仍利用温差（tn-tw′）计算耗热量，而用系数进行修正。温差修正系数是根据经验确定的，可查表3-1。还有一种情况，有时采暖房间围护结构的另一侧也是采暖房间，但两侧室温不同，与相邻的房间温差大于或等于5℃时，应该算通过隔墙或楼板等的传热量。与相邻房间的温差小于5℃时，且通过隔墙和楼板的等的传热量大于该房间的10%时，也应计算传热量。表3.1围护结构的温差正系数围护结构特征1外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等1.002闷顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板等0.903与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙（1~6层建筑）0.604与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙（7~30层建筑）0.505非采暖地下室上面的楼板，外墙上有窗时0.756非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以上时0.607非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以下时0.408与有外门窗的非采暖房间相邻的隔墙、防震缝墙0.709与无外门窗的非采暖房间相邻的隔墙0.4010伸缩缝墙、沉降缝墙0.30围护结构附加耗热量附加耗热量的计算公式（3.4）式中—围护结构的附加耗热量，W；—围护结构的基本耗热量，W；—朝向修正系数；—风力修正系数；—两面外墙修正系数；—窗墙面积比过大修正系数；——房高修正系数；——间歇附加修正系数；（一）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而对外围护结构传热损失的修正。1不同朝向的围护结构所得的太阳辐射热是不同的，如为连续采暖时，朝向修正率应按规定的数值选用。2需要减少(或附加)的耗热量等于垂直的外围结构(门、窗、外墙及屋顶的垂直部分)基本耗热量乘以相应的朝向修正率。3建筑物被遮挡时不进行朝向修正，此要了解所设计建筑物的周边环境。本设计建筑物不被遮挡。4一般情况下，课程设计提供的建筑图上都有指南针，在进行朝向修正时要按建筑物的方位进行设计，如图中无指南针，仍按上北下南来考虑。朝向修正耗热量的修正率为：东：-5％；西：-5％；南：-20％；北：5％。（二）风力附加耗热量风力附加是考虑室外风速变化而对外围结构传热耗热量的修正。《设计规范》规定：在一般情况下，不必考虑风力附加，只对建筑在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别高出的建筑物，垂直的外围护结构附加5％～10％。风力附加率，是指在采暖耗热量计算中，基于较大的室外风速会引起围护结构外表面换热系数增大即大于23w/(㎡．℃)而增加的附加系数。由于我国大部份地区冬季平均风速不大，一般为2~3m/s，仅个别地区大于5m/s，影响不大，为简化计算起见，一般建筑物不必考虑风力附加，仅对建筑在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别高出的建筑物的风力附加系数做了规定。（三）高度附加耗热量民用建筑和工业企业辅助建筑(楼梯间除外)的高度附加率，房间高度大于4m时，每高出lm应附加2％，但总的附加率不应大于15％。高度附加率，是基于房间高度大于4m时，由于竖向温度梯度的影响导致上部空间及围护结构的耗热量增大而加的附加系数。由于围护结构耗热作用等影响，房间竖向温度的分布并不总是逐步升高的．因此对高度附加率的上限值做了不应大于15％的限制。对于多层建筑物楼梯间的耗热量计算不考虑高度附加，因为楼梯间的空气和各楼层相通，只是在布置散热器时，尽量放在底层。这就已考虑竖向温度梯度了。本次设计办公楼层高最高3.8m,无高度附加。注意：高度附加率，应附加于围护结构的基本耗热量和其他附加耗热量上。（四）对公用建筑，当房间有两面及两面以上外墙时，将外墙、窗、们的基本耗热增加5％。窗墙面积比超过1：l时，对窗的基本耗热附加10％。当建筑不要求全天维持设计室温，而允许定时降低室内温度时，采暖系统可按间歇采暧设计。此时除上述各项附加外，将基本耗热附加以下百分数：仅百天采暖者(例如办公楼、教学楼等)，基本耗热附加20％；不经常使用者(例如礼堂等)，基本耗热附加30％。在设计中如果有以上情况，需进行耗热量修正。冷风渗透耗热量多层和高层名用建筑，加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量，可按下式计算：Q=0.28cpLρwn（tn-twn）（3.5）式中：Q—由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量W；cp——空气的定压比热容，cp=1KJ/(kg.℃)；Ρwn——采暖室外计算温度下的空气密度kg/m3；L—渗透冷空气量m3/h；tn——采暖室内计算温度℃；twn——采暖室外计算温度℃；（一）渗透冷空气量可根据不同的朝向，按下列公式确定：L=L0l1mb（3.6）式中：L0——在基准高度单纯风压作用下，不考虑朝向修正和建筑物内部隔断情况下，通过每米门窗缝隙进入室内的理论渗透空气量，根据风速取L0=2.4m3/（m.h）；l1—外门窗缝隙的长度，按个朝向可开启的门窗缝隙长度计算；m—风压和热压共同作用下，考虑建筑体形，内部隔断和空气流通等因素后，不同朝向，不同高度的门窗冷风渗透压差综合修正系数；b—门窗缝隙渗风指数，取b=0.67。（二）冷风渗透压差综合修正系数，按下式计算：m=Cr*ΔCf*（n1/b+C）*Ch（3.7）式中：Cr—热压系数，当无法精确计算时，按表取值,取值为0.6；ΔCf—风压系数，当无实测数据时，可取0.7；n—单纯风压作用下，渗透冷风量的朝向修正系数，对于北京朝东n=0.15，朝西n=0.4；C—作用于门窗上的有效热压比与有效风压比；表3.2热压系数Cr内部隔断情况开敞空间有内门或房门有前室门、楼梯间门或走廊两端设门密闭性差密闭性好密闭性差密闭性好1.01.0-0.80.8-0.60.6-0.40.4-0.2Ch—高度修正系数Ch=0.3h0.4；式中：h—计算门窗的中心线标高m。（三）有效热压差与有效风压差之比，按下式计算：（3.8）式中：hz—单纯热压作用下，建筑物中和面的标高，可取建筑物总高度的一般，为26.35m；t·n—建筑物内形成热压作用的竖井计算温度，取5℃。冷风侵入耗热量在冬季受风压和热压作用下，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。冷风侵入耗热量较大，占热负荷比例不容忽视。例如：设楼层数n=5，一道门的附加65％n为：4.65*65％*5=15.11两道门的附加80％n为：2.33*80％*5=9.32按照下列公式计算：(3.9)式中：——外门的基本耗热量，W；——冷风侵入耗热量，W；N——考虑冷风侵入的外门附加率。表3.3外门附加率N值（注：n为建筑物的楼层数）外门布置状况附加率一道门65n%两道门（有门斗）80n%三道门60n%供暖建筑和生产厂房的主要出口500%本设计中考虑只有一层有外门，且是商场，所以选取附加率为500%。以一层房间123为例冷风侵入耗热量：Q=500%×622=3110W分户热计量户间传热量为了精确计量每户上网耗热量以便为收费，在采用分户热计量时，还应考虑相邻两户不同人家时，当其中一户采暖，而另一户不采暖时，通过楼板，墙体传递给另一户的热量，记为户间传热量。公式为（3.10）式中—户间传热量，W；—结构的传热系数；—结构的面积，m2；—两户之间的温差，℃，本设计取6℃。第二节供暖设计热负荷计算现以三层房间304为例已知的围护结构条件:房间高2.9m，长3.2m，宽1.5m，含一扇外窗和两面外墙，一面内墙，无外门，外窗尺寸为1.5×1.5m；采暖室外计算温度：=--9℃，该房间为厨房，室内计算温度为15℃；外窗传热系数为=2.6W/(m2.℃)，外墙传热系数为=0.713W/(m2.℃)，内墙传热系数为Knq=1.62W/(m2.℃)，地面传热系数=2W/(m2·℃)，温差修正系数为内墙为=0.7，其余为=1。（一）维护结构基本耗热量：Q=Qwc+Qwq1+Qwq2+Qnq+Qd=1.5×1.5×2.6×[15-(-9)]×1+2.9×1.5×0.713×[15-(-9)]+0.713×(3.2×2.9-1.5×1.5)×[15-(-9)]+1.5×2.9×1.62×[15-(-9)]+1.5×3.2×2×2×6×0.5=431.32W（二）户间传热量Qd=1.5×3.2×2×2×6=115.2W（三）考虑附加后的耗热量：Q=1.26Qwc+1.14Qwq1+1.26Qwq2+Qnq=589.5W（四）冷风渗透耗热量C=70×（26.35-8.15）/（0.7×2.82×8.150.4）×14/278=5.05m=0.6×0.7×（0.151/0.67+5.05）×0.3×8.150.4=1.49L=2.4×6×1.490.67=18.81则Q=0.28×1×18.81×1.34×（15+9）=169.29W所以房间304的负荷为 Q0=589.5+169.29=758.79W第四章采暖系统第一节采暖系统形式的选择热水采暖系统的分类以热水作为热媒的供暖系统，称为热水供暖系统。从卫生条件和技能等考虑，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物中。热水供暖系统，可按下述方法分类：（一）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。（二）按供、回水方式的不同，可分为单管系统和双管系统。热水经立管或水平供水管顺序流过多组散热器，并顺序地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地分配给多组散热器，冷却后的回水自每个散热器直接沿回水立管或水平回水管流回热源的系统，称为双管系统。（三）按系统管道敷设方式的不同，可分为垂直式和水平式系统。（四）按热媒温度的不同，可分为低温水供暖系统和高温水供暖系统。采暖系统形式的选择（一）热水供暖各系统形式的比较：根据建筑物布置管道的条件，热水采暖管道系统可采用上供下回式、上供上回式、下供下回式和下供上回式。“上供”是热媒从立管沿纵向从上向下供给各楼层散热器的系统；“下供”是热媒从立管沿纵向从下向上供给各楼层散热器的系统。“上回”是热媒从立管各楼层散热器沿纵向从下向上回流；“下回”是热媒从立管各楼层散热器沿纵向从上向下回流。1上供下回式系统，布置管道方便，排气顺畅，是用得最多的系统形式。2上供上回式系统，采暖干管不与地面设备及其他管道发生占地矛盾。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、沿地面布置干管发生困难的工厂车间等。3下供下回式系统，与上供下回式相比，供水干管无效热损失小，可减轻上供下回双管系统的竖向失调。因为通过上层散热器环路的重力作用压头大，但管路长，阻力损失大，有利于水利平衡。4下供下回式系统，当热媒为高温水时，底层散热器供水温度高，然而水静压力也大，有利于防止水温较高的供水的汽化。（二）按连接相关散热器的管道数量，热水供暖系统有单管和双管系统之分。单管系统节省管材、造价低、施工进度快，单管系统的水力稳定性比双管系统好；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。（三）供暖系统按各并联环路水的流程，可划分为同程式与异程式系统。同程式系统水力计算各环路易于平衡，水力失调较轻；异程式系统可节省管材，降低投资。但由于各环路的流动阻力不易平衡，常导致离热力入口的流量大于设计值，远处立管的流量小于设计值的现象。机械循环系统作用压力大，因此允许阻力损失大，作用半径较大的系统宜采用同程式系统。通过对以上系统的比较，系统选择为：一层选用上供下回同程式系统，二到十六层户内系统为上供上回双管异程式系统，楼内系统为下供下回双管异程式系统。采暖系统形式的布置室内热水供暖系统管路布置合理与否，直接影响到系统造价和使用效果。应根据建筑物的具体条件（如建筑的外形、结构尺寸等），与外网连接的形式以及运行情况等因素来选择合理的布置方案，力求系统管道走向布置合理、节省管材、便于调节和排除空气，而且要求各并联环路的阻力损失易于平衡。供暖系统的引入口宜设置在建筑物热负荷对称分配的位置，一般宜在建筑中部。这样可以缩短系统的作用半径。在民用建筑和生产厂房辅助性建筑中，系统总立管在房间内的布置不应影响人们的生活和工作。在布置供、回水干管时，首先应确定供、回水干管的走向。系统应合理地分成若干支路，而且尽量使各支路的阻力损失易于平衡。室内热水供暖系统的管路应明装，有特殊要求时，方采用暗装。尽可能将立管布置在房间的角落，尤其在两外墙的交接出，在每根立管的上、下端应装阀门，以便检修放水。对于立管很少的系统，也可仅在分环供、回水干管上装阀门。为了有效地排出系统内的空气，所有水平供水干管应具有不小于0.002的坡度。如因条件限制，机械信号系统的热水管段可无坡度敷设，但管中的水流速度不得小于0.25m/s。第二节采暖系统附件的选择（一）管道支架管道支架是直接支承管道并承受管道作用力的管路附件。它的作用是支撑管道和限制管道移动。支座承受管道重力和由内压、外载和温度变化引起的作用力，并将这些荷载传递到建筑结构或地面的管道构件上。根据支座（架）对管道位移的限制情况，分为活动支座（架）和固定支座（架）。管道支架的安装，应符合下列的规定：1位置应准确，埋设应平整牢固；2与管道接触应紧密，固定应牢靠，对活动支架应采用U形卡环。支架的数量和位置可根据设计要求确定，若设计上无具体要求时，可按下表的规定执行：表4.1支架间距的选择公称直径mm1520253240507080100125150200250300支架的最大间距保温管1.5222.533444.556788.5不保温管2.533.544.55666.5789.51112（二）阀门的选择阀门是用来开闭管路和调节输送介质流量的设备。在供热管道上，常用的阀门形式有：截止阀、闸阀、蝶阀、止回阀、调节阀、和球阀等。截止阀按介质流向可分为直通式、直角式和直流式（斜杆式）三种。其结构形式，按阀杆螺纹的位置可分为明杆和暗杆两种。截止阀关闭严密性较好，但阀体长，介质流动阻力大，产品公称通径不大于200mm。闸阀的结构形式，也有明杆和暗杆两种。另外按闸板的形状和数目，有楔式与平行式，以及单板与双板的区分。截止阀、闸阀、蝶阀的连接方式可用法兰、螺纹连接或采用焊接。止回阀是用来防止管道或设备中介质倒流的一种阀门。它利用流体的动能来开启阀门。在供热系统中，止回阀常安装在泵的出口、疏水器出口管道上，以及其他不允许流体反向流动的地方。（三）集气罐和排气阀的选择1集气罐用于热水采暖系统中的空气排除，一般应设于系统的末端最高处，并使干管逆流，水流与空气泡浮升方向一致。2集气罐分立式和卧式两种，按国标图制作，当安装高度不受限制时，亦选用立式。3集气管的直径应大于或等于干管直径的1.5～2倍，使集气罐中水的流速不超过0.05m／s。4集气罐接出的排气管管径，一般采用DNl5mm。在排气管上应设阀门，阀门应设在便于操作的地方，排气管排气口可引向附近水池。5在较大采暖系统中，为方便管理，亦采用自动排气阀。6自动排气阀的排气口，一般亦接DNl5mm排气管，防止排气直接吹向平顶或侧墙，损坏建筑外装修，排气管上不应设阀门，排气管引向附近水池。7由于采暖系统(如水平串联系统)的原故，散热器中的空气不能顺利排除叫，可在散热器上装设手动放风阀。集气罐有效容积应为膨胀水箱容积的l％。它的直径D应大于或等于干管直径的1.5～2倍，使水在其中的流速不超过0.05．集气罐按安装形式分为立式和横式两种。本系统选择卧式集气管。设计注意要点：集气罐应设于系统末端的最高处，并使干管逆坡有利于排气。集气罐上引出的排气管一般取DN：15mm，并应安装阀门。疏水器的选择l、疏水器的选型应根据系统的压力、温度、流量等情况确定。2、一只疏水器满足不了排水量要求时，可选用多只疏水器并联工作。3、水器安装时，视工程具体情况，一般应有旁通管、冲洗管、放气管、检查管、止回阀、过滤器等。4、要用于初始运行时排放大量凝水，运行中禁用。小型采暖系统可不设旁通管。5、冲洗管、检查管用于放气、冲洗管道、检查疏水器的工作情况，一般均应设置。6、过滤器，为防止凝水中的杂质堵塞疏水器，一般应在疏水器前端装设过滤器，但疏水器本身带过滤器时，可不另设。（五）除污器l、除污器的作用是用来清除和过滤管道中的杂质和污垢，以保证系统内水质的洁净，减少阻力和防止堵塞设备和管路，下列部位应设除污器：(1)采暖系统入口，装在调压装置之前；(2)锅炉房循环水泵吸入口；(3)各种小口径调压装置。2、除污器分立式直通、卧式直通、角通除污器，按国标图制作，根据现场实际情况选用，除污器的型号应按接管管径确定。3、当安装地点有困难时，以采用体积小、不占用使用面积的管道式过滤器。除污器或过滤器横断面中水的流速亦取0.05m/s。第五章散热器的选择和计算第一节散热器的选择一、选择散热器的要求在工程设计中，选用散热器类型时，要注意在热工、经济、卫生和美观等方面的基本要求。但要根据具体工程有所侧重，一般应符合下述原则性的规定：（一）散热器的承压能力应满足系统的工作压力；（二）在民用建筑中，宜采用外形美观易于清扫的散热器；（三）在放散粉尘或防尘要求较高的生产厂房应采用易于清扫的散热器；（四）在具有腐蚀性气体的生产厂房或相对湿度较大的房间，宜采用耐腐蚀的铸铁散热器；（五）采用柱式、板式、扁管式等各种类型钢制散热器及铝制散热器的采暖系统，必须采取防腐蚀措施；（六）采用铝制散热器时，须选择内壁有可靠防腐措施的产品，且严格控制热水的值，在同一个热水采暖系统中，不应同时采用铝制散热器和钢制散热器；（七）采用铝制散热器与铜铝复合散热器时，应采取防止散热器接口产生电化学腐蚀的隔绝措施；二、选择散热器的注意事项（一）具有腐蚀性气体的工业建筑或相对湿度较大的房问，应采用耐腐蚀的散热器。（二）采用钢制散热器时，必须注意防腐问题。应采用闭式系统，并满足产品对水质的要求，在非采暖季节采暖系统应充水保养。（三）铝制散热器的腐蚀问题日益突出，造成的腐蚀主要是碱腐蚀，采用铝制散热器时．应选用内防腐性铝制散热器，并满足产品对水质的要求。（四）安装热量表和恒温阀的热水采暖系统不宜采用水流通道内含有粘砂的铸铁等散热器。（五）热水采暖系统选用散热器时，钢制散热器与铝制散热器不应在同一热水采暖系统中使用。三、散热器的比较传统的铸铁散热器由于粗重丑陋，明装时一般需要安装暖气罩。安装暖气罩的问题在于：（一）影响散热效果并浪费使用面积；（二）罩内会成为藏污纳垢、细菌丛生的污染源；（三）在高温的炙烤下，大部分木质暖气罩会出现变形、凸裂等状况。（四）钢式散热器由于易腐蚀，所以不能用于开放式系统，且热媒水中一定要严控含氧量，否则会氧化腐蚀漏水，一般内表面需做防腐处理。目前市场上有些散热器厂家在大力宣传其散热器产品“没有焊缝”——其实这对于散热器的抗腐蚀并不能起到多大作用，因为钢制散热器的腐蚀均不是发生在焊缝上，这是由钢制散热器的腐蚀原理决定的，所以“没有焊缝不等于就没有腐蚀”。（五）铝制散热器在碱性水中会产生腐蚀，所以应避免铝合金散热器与其他材料混合安装。同时在我国市场上销售的铝制散热器主要为焊接型，焊接点强度不能保证，容易出现问题而漏水。（六）铜铝复合散热器内铜管壁会被水中的氧离子腐蚀，铜管焊接处材质性质改变，也易被腐蚀。（七)由于传统铸铁散热器的种种缺陷，国家有关部门已明令限制传统铸铁散热器生产和使用；（八）新型散热器由于其诸多优点，国家建设部在建筑节能《九五计划和2010年规划》中明确提出大力推广新型采暖散热器的应用。四、散热器的选择本次设计采用LXTL-101和LXTL-502型铸铁散热器。LXTL-101和LXTL-502为柱型散热器，柱型散热器是单片的柱状连通体，每片各有几个中空的立柱相互连通，可根据散热面积的需要，把各个单片组对成一组。LXTL-101型散热器的宽度是80mm，LXTL-502型散热器的宽度是80mm两边为片状，中间有纵向肋片。散热器的规格以高度表示，如四柱640型，其高度为640mm。散热器有带足片和不带足片两种片形，可将带足片作为端片，不带足片作为中间片，组对成一组，可以直接落地安装。本次设计安装高度LXTL-502型散热器为450mm（一层），LXTL-101型散热器为650mm（二到十八层）。该散热器传热系数高，散出同样热量时金属耗量少．易消除积灰，外形也比较美观。每片散热面积少，易组成所需散热面积。第二节散热器的计算一、散热器的计算散热器内热媒平均温度t的确定（一）本课程设计在计算时，不考虑管道散热引起的温降。（二）对于双管热水供暖系统，为系统计算供、回水温度之和的一半，而且对所有散热器都相同。（三）对于单管热水供暖系统，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、出口水温必须按公式逐一分别计算。（四）设计中，为简化计算，散热器的热负荷中不扣除管道的散热量。本设计进、回水温度取初始温度，不考虑管道损失引起的温降。单片散热器的散热量计算公式如下：Q=a×（Δt）n（5.1）式中：Q—单片散热器的散热量W；a—修正系数；Δt—Δt=tpj-tn，℃；tpj—散热器进出水温的算术平均值℃；tn—供暖室内计算温度℃；n—修正系数；散热器的片数和长度对于LXTL-502型散热器，以一层房间123为例：因为一层选用LXTL-502型散热器，123房间为商铺tn=15℃，进出水温度为95/70℃，a=0.545，n=1.381。所以该散热器的单片散热量为Q=0.545×[（95+70）/2-15]1.381=183.09W则散热器片数为n=Q总/Q=5560/183.09=30片因为每组散热器不能超过20片，且为了避免房间局部冷热不均，即把30片散热器分为2组，每组15片，每组的长度为15×80=1200mm。对于LXTL-101型散热器，以三层房间301为例：因为一层选用LXTL-101型散热器，301房间为卧室tn=18℃，进出水温度为95/70℃，a=0.488，n=1.315。所以该散热器的单片散热量为Q=0.488×[（95+70）/2-18]1.315=116.95W则散热器片数为n=Q总/Q=835/116.95=7片因为这个房间散热器只有7片，即7片为一组，每组的长度为7×80=560mm。散热器的布置（一）散热器应明装，并宜布置在外窗的窗台下。室内有两个或两个以上朝向的外窗时，散热器应优先布置在热负荷较大的窗台下；（二）托儿所、幼儿园、老年公寓等有防烫伤要求的场合，散热器必须安装或加防护罩；（三）有外窗的房间，散热器不宜高位安装。进深较大的房间，宜在房间的内外侧分别布置散热器；（四）散热器安装时，应留有足够的气流通道，并应方便维修；（五）门斗内不得设置散热器；（六）片式组对散热器的长度，底层每组不应超过1500mm（约25片），上层不宜超过1200mm（约20片），片数过多时可分组串联连接（串联组数不宜超过两组），串联接管的管径应≥25mm；供回水支管应采用异侧连接方式；（七）楼梯间的散热器，应尽量布置在底层；（八）散热器的外表面，应刷非金属涂料。第六章水力计算第一节水力计算的方法水力计算的公式热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下列公式表示，Pa（6.1）式中：——计算管段的压力损失，Pa；——计算管段的沿程损失，Pa；——计算管段的局部损失，Pa；——每米管长的沿程损失，Pa；——管段长度，m。在实际工程设计中，为了简化计算，采用“当量局部阻力法”或“当量长度法”进行管路的水力计算。当量局部阻力法又称为动压头法，是将管路的沿程损失转变为局部损失来进行计算。设管段的沿程损失相当于某一局部损失Pj，计算公式表示如下：=d=Pa（6.2）式中：ξd——当量局部阻力系数；本设计即采用了这种方法。其中，管段的局部损失，可按下式计算：(6.3)式中：——管段中总的局部阻力系数第二节水力计算的步骤本设计的计算过程为单管顺流同程式（一层）和上供上回异程式（二到十六层）热水供暖系统管路的水力计算过程，将整个系统分为南，北两环分别计算。一、商铺水力计算步骤商铺计算步骤如下：（一）首先在系统图上，对各管段进行编号，并注明管段长度和热负荷。（二）确定最不利环路：最不利环路就是单位管长允许的平均压降的最小的环路，对于机械循环系统，一般为管路最长，阻力最大的环路。对于此系统选择经过1，50—62，93,，66，79为最不利环路。图6.1一层设计系统图（南侧）（三）计算通过最远立管1的环路的总阻力，根据所选值（60～120Pa/m），和每个管段的流量G的值，流量G的值可用以下公式计算得出：㎏/h（6.4）式中：Q——管段的热负荷，W；——系统的设计供水温度，℃；——系统的设计回水温度，℃。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。（四）确定各管段的长度。（五）确定局部阻力损失。（六）求各管段的压力损失P＝＋;（6.5）其中：=Rl，=。（七）求环路的总压力损失。（八）计算各并联环路压力损失。（九）求并联立管的压力损失不平衡率，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10％的范围之内。入口处的剩余循环压力，用调解阀节流消耗掉。二、住宅的水利计算步骤住宅的计算步骤如下：（一）选择最近环路本例最近环路选为通过底层散热器的环路，管段编号为1,15~32,14。图6.2二层设计系统图（北侧）图6.3二至八层立管图（北侧）（二）计算最近环路的自然循环动力重力作用压头是因系统内各处水温不同,由水的密度差而产生的循环动力。在机械循环供暖系统管道中水流速度较大,与水在散热器中的温降相比,水在管道中的温降较小。为了简便起见,对多层和高层建筑可以忽略水在管道中冷却所产生的重力作用压头,只计算水在散热器中冷却所产生的重力作用压头，且按设计工况下最大值的2/3计算（约相应于采暖季平均水温下的作用压力值），即：ΔPzi=2/3·g·Hi·(ρh-ρg)（6.6）式中:ΔPz1—第i层水平支路的重力作用压头,Pa；G—重力加速度,取9.81m/s2；Hi—第i层散热器(冷却中心)至加热中心的垂直距离,m；ρh—回水密度,kg/m3；ρg—供水密度,kg/m3。（三）确定最近环路各管段的管径根据最近环路各管段的流量，Rpj=60～120Pa/m，查水力计算表，确定最近环路各管段的管径，实际比摩阻，流速；（四）确定最近环路各管段的沿程损失；（五）确定最近环路各管段的局部阻力损失；差附录得到各管段的局部阻力系数，计算局部阻力损失。（注：建筑引入口和各层用户入口装置的局部阻力损失未统计。）（六）确定最近环路各管段的总阻力损失:ΔP1=ΔPy+ΔPj（6.7）（七）确定一层户內的机械循环动力由于各层入户处均设有入户装置，故先不考虑入户装置的压力损失，这样可使得计算更准确。ΔPb1=∑(ΔPy1+ΔPj)-ΔPz1（6.8）所得机械循环动力各层取值均相同。（八）确定通过第二层散热器环路各管段的管径1确定通过第二层散热器环路的自然循环作用压力ΔPz22确定与底层环路并联的第二层散热器环路的资用压力=Δpb+ΔPz2（6.9）3确定通过第二层散热器环路中公共立管的资用压力ΔPZy2和第二层环路户內的资用压力ΔPh2ΔPZy2=-ΔP1ΔPh2=ΔP14确定通过第二层散热器环路各管段的平均比摩阻（6.10）5根据所求平均比摩阻和各管段的G，查水力计算表，确定d及相应的R，v值。6确定二层的总阻力损失（九）确定通过底层与第二层并联环路的压力不平衡率（6.11）此差额在±15％允许范围內。（十）同理，以底层环路作为计算上部各层的基准，根据并联节点压力平衡的原则，按同样的方法进行计算。第三节水力计算的举例二层水力计算（一）选择最近环路本例最近环路选为通过底层散热器的环路，管段编号为1,15~32,14。（二）计算最近环路的自然循环动力ΔPzi=2/3·g·Hi·(ρh-ρg)式中，H1＝8.3m,ρh=977.81Kg/m3,ρg=961.92Kg/m3,可得：ΔPzi=2/3*9.81*8.3*(977.81-961.92)=863Pa（三）根据每个房间的负荷算出的最近环路各管段的流量，Rpj=60～120Pa/m，查水力计算表，确定最近环路各管段的管径，实际比摩阻，流速。然后计算出最不利环路的沿程阻力损失ΔPy；（四）确定各个管段的局部阻力系数ξ，再由公式算出，最不利环路的局部阻力损失ΔPj；=表6.1热负荷统计表编号负荷编号负荷编号负荷编号负荷201856211165301835311165202100212864302100312846203724213844303704313828204744214110304748314110205135721581630513403157992061408216100930613893169892078652178443078483178282087032181103086833181102091224219816309120431979921011503101131表6.2局部阻力系数表管段号局部阻力个数∑ξ管段号局部阻力个数∑ξ1,14分流四通截止阀DN40弯头1

1

21×3.0

1×8.0

2×1.017,23直流三通DN15弯头1

21×1.0

2×2.0∑ξ=13.0∑ξ=5.015,25,26,32DN20弯头分流三通1

11×2.0

1×3.019,21,27,31DN15弯头直流三通1

11×2.0

1×1.0∑ξ=5.0∑ξ=3.016,18,22,24,28,30直流三通11×1.020,29直流三通DN15弯头乙字弯

温控阀

散热器4

4

2

1

14×1.0

4×2.0

2×1.5

1×118

1×2.0∑ξ=1.0∑ξ=135.02~13分流四通11×3.0立管Lz2二到八层的局部阻力系数表∑ξ=3.0每层对应地方局部阻力系数相同（五）确定最近环路各管段的总阻力损失:ΔP1=∑（ΔPy+ΔPj）15~23=2373Pa（六）确定一层户內的机械循环动力由于各层入户处均设有入户装置，故先不考虑入户装置的压力损失，这样可使得计算更准确。ΔPb1=∑(ΔPy+ΔPj)-ΔPz=2373-863=1510Pa所得机械循环动力各层取值均相同。（七）确定通过第二层散热器环路的管径通过第二层散热器环路的自然循环作用压力ΔPz2式中，H2＝11.2m,ρh=977.81Kg/m3,ρg=961.92Kg/m3,可得：ΔPzi=2/3*9.81*11.2*(977.81-961.92)=1164Pa则与底层环路并联的第二层散热器环路的资用压力=Δpb+ΔPz2=1510+1164=2674Pa确定通过第二层散热器环路中公共立管2,13的资用压力ΔPZy2和第二层环路户內的资用压力ΔPh2ΔPZy2=-ΔP1=2674-2373=301PaΔPh2=ΔP1=2373Pa确定通过第二层散热器环路各管段的平均比摩阻Rpj2,13=0.5*301/5.8=26Pa/mRpjh=0.5*2373/102.8=11.54Pa/m根据中所求平均比摩阻和各管段的G，查水力计算表，确定d及相应的R，v值。确定二层的总阻力损失ΔP2=∑(ΔPy+ΔPj)2,33~50,13=2511Pa（八）确定通过底层与第二层并联环路的压力不平衡率X=(2674-2511)/2674=6.1%此差额在±15％允许范围內。第七章换热间设备的选择换热器的选择计算一、换热器的选择换热器，特别是被加热介质是水的换热器，在供热系统中得到广泛应用。如它用在热电厂及锅炉房中加热热网水和锅炉给水，在热力站和用户热力点处，加热供暖和热水供应用户系统的循环水和上水。热水换热器，按参与热交换的介质分类，分为汽-水（式）换热器和水-水（式）换热器，按换热器热交换（传热）的方式分类，分为表面式换热器和混合式换热器。表面式换热器是冷热两种流体被金属表面隔开，而通过金属壁面进行热交换的换热器，如管壳式、套管式、容积式、板式、和螺旋板式换热器等。混合式换热器是冷热两种流体直接接触进行混合而实现热交换的换热器，如淋水式、喷管式换热器等。换热器的容量和台数应根据采暖、通风、生活的热负荷选择，一般不设备用。但当任何一台换热器停止运行时。其余设备应满足60%～75%热负荷需要。本设计换热间采用板式换热器，型号为BR-12。换热器的计算（一）换热器传热面积（7.1）式中Q--传热量，WK--传热系数，W/(㎡*℃)B--考虑水垢的系数；当汽--水换热器时，B=0.9-0.85；当水--水换热器时，B=0.8-0.7；--对数平均温差，℃（二）对数平均温差（7.2）式中，--热媒入口及出口处的最大、最小温差值，℃本设计高区供回水温度为80℃、60℃，外网为95℃、70℃。故求出=12.33℃假定冷水侧水流速度=0.25则热水侧流速。在BR12型号中，故选BR12。查表得BR12单片传热面积为0.12，则需要片数为片所以取44片。图7.1换热器的结构尺寸第二节分集水器的选择（一）按断面流速计算:分集水器V=0.1-1.0；（二）按经验估算确定:筒体直径D等于1.5-3倍的接到分集水器的支管最大直径。（三）分集水器长度L按接管管数计算确定筒体接管中心距;;，根据接管直径和保温层厚度确定，一般可按上表选用。如接管不保温，则接管中心距必须大于；，为任意相邻接管的外径。（四）分集水器构造见下图，图中，，为接管直径，，，为接管壁厚，由设计者确定。图7.2分集水器的结构尺寸图7.2分集水器的规格（五）分集水器选用按筒体断面不同流速选用，见《实用供热空调设计手册》在本设计中分集水器断面流速取，由此可确定筒体直径D=159mm。筒体长度L=130+40+120+40+80+120+80+80+120+120+265=930+130=1060mm。第三节循环水泵的选择计算一、循环水泵的选择原则循环水泵在供热系统中所占比例，无论是容量还是设备数量都是很大的，运行中的问题也比较多。因此，正确选择、合理使用和管理，对于确保正常供热和提高经济效益时十分重要的。选择的原则是：设备在系统中能够安全、高效、经济地运行。选择的内容主要是确定它的型式、台数、规格、转速以及与之配套的电动机功率。选择时应考虑以下几个原则：（一）所选的循环泵应满足系统中所需的最大流量和扬程，同时要处于循环水泵的最佳工况点，尽可能接近系统实际的工作点，且能长期在高效区运行，以提高循环水泵长期运行的经济性；（二）循环水泵的流量——扬程特性曲线（G—H线），在水泵工作点附近应比较平缓，以便当网络水力工况发生变化时，循环水泵的扬程变化较小；（三）循环水泵的承压、耐温能力应与热网的设计参数相适应；（四）当循环水泵安装在热网回水管上致使热网加热器超压时，可采用两级串联设置；（五）单台运行时，选择适用于流量变化大而扬程变化小的水泵；（六）循环水泵单台容量、台数的确定应结合运行调节方式来选择；（七）在确定泵的扬程时，要考虑到热水供暖属于闭式循环系统，回水存在(20—25)m水柱的静压力。对于(0．7—7)MW／h的热水锅炉或热交换器，各种损失的总合一般在25m左右，可以选用32m扬程的单级泵。即使是10．5MW／h以上的热水锅炉或热交换器，循环泵的扬程数也不宜超过50m。二、循环水泵流量的确定对目前常见的只有单一供暖负荷，或采用集中质调节的具有多种热用户的并联闭式热水供热系统，网路的最大的设计流量，作为计算网路循环水泵的流量的依据。循环水泵的流量按下式计算：（7.2）式中G——循环水泵的流量，t/h；——热网最大设计流量，t/h。三、循环水泵扬程的确定循环水泵的压头不应小于设计流量条件下热源、热网和最不利用户环路即主干线上的压力损失之和。扬程按下式计算：（7.3）式中H——循环水泵的扬程,;——网路循环水通过热源内部的压力损失，；——网路主干线供水管的压力损失，——网路主干线回水管的压力损失，——主干线末端用户系统的压力损失，G=1.1*7.53=8.28t/hH=2.5+2.5+3+1.5=9.5mH2O经过比较循环水泵选择KQL40-100（I）型，一备一用。其参数为：流量8.8t/h，扬程13.2mH2O，转速2900n/min，功率1.1KW，重量34kg。第四节补水泵的选择计算一、补水泵流量的确定（一）闭式热力网补水泵的流量不应小于系统循环流量的2﹪；事故补水