室內(nèi)采暖課程設(shè)計計算說明書

1、.河北建筑工程學院課程設(shè)計計算說明書課程名稱： 室內(nèi)采暖 系： 能源與環(huán)境工程學院專 業(yè)： 給水排水工程 班 級： 水 122 學 號： 2012306221 學生姓名： 郭俊濤 指導教師： 馬宏雷 職 稱： 副教授 2012年12月24日目錄一 室外參數(shù)二 熱負荷計算及其依據(jù)三 散熱器四 管道的布置五 管道的水利計算六 參考資料一.室外參數(shù)采暖計算溫度 空調(diào)計算溫度 冬季平均風速 m/s 相對濕度%大氣壓(Pa)-6.2-8.81.855%101720二熱負荷計算依據(jù)1.通過圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量計算公式Qj = aFK(tn - twn)Qj基本耗熱量,WK傳熱系數(shù),W/()F計算傳熱面積,

2、tn冬季室內(nèi)設(shè)計溫度,twn采暖室外計算溫度,溫差修正系數(shù)2.附加耗熱量計算公式 Q = Qj(1 + ch + f + lang ) (1 + fg) (1 + jan)Q 考慮各項附加后，某圍護的耗熱量,WQj某圍護的基本耗熱量,Wch 朝向修正f 風力修正lang兩面外墻修正fg房高附加jan間歇附加率3.冷風滲透計算Q = 0.28CPpwnV(tn - twn)Q 通過門窗冷風滲透耗熱量，WCp干空氣的定壓質(zhì)量比熱容=1.0056kJ/(kg)pwn采暖室外計算溫度下的空氣密度，kg/m3V滲透冷空氣量，m3/htn冬季室內(nèi)設(shè)計溫度，twn采暖室外計算溫度，（1）通過門窗縫隙的冷風滲

3、透耗熱量計算V = L0l1mbL0在基準高度單純風壓作用下，不考慮朝向修正和內(nèi)部隔斷的情況時,每米門窗縫隙的理論滲透冷空氣量，m3/(mh)L0 = a1 (pwn v02/2)ba1外門窗縫隙滲風系數(shù)，m3/(mhPab)當無實測數(shù)據(jù)時，可根據(jù)建筑外窗空氣滲透性能分級標準采用v0基準高度冬季室外最多方向的平均風速，m/sl1外門窗縫隙長度，應(yīng)分別按各朝向計算，mb門窗縫隙滲風指數(shù)，b 0.560.78。當無實測數(shù)據(jù)時，可取b=0.67m風壓與熱壓共同作用下，考慮建筑體型、內(nèi)部隔斷和空氣流通因素后，不同朝向、不同高度的門窗冷風滲透壓差綜合修正系數(shù)m = CrCf(n1/b + C)chCr熱

4、壓系數(shù)Cf風壓差系數(shù)，當無實測數(shù)據(jù)時，可取0.7n滲透冷空氣量的朝向修正系數(shù)Ch高度修正系數(shù)ch = 0.3h0.4h計算門窗的中心線標高C作用于門窗上的有效熱壓差與有效風壓差之比，按下式計算：C = 70 (hz - h) / (cfv02h0.4) (tn- twn) / (273 + tn)hz單純熱壓作用下，建筑物中和界標高（m），可取建筑物總高度的二分之一tn建筑物內(nèi)形成熱壓作用的豎井計算溫度（樓梯間溫度），（2）忽略熱壓及室外風速沿房高的遞增，只計入風壓作用時的滲風量V = (lLn) l 房間某朝向上的可開啟門、窗縫隙的長度，mL每米門窗縫隙的滲風量，m3/(mh)，見表5.1-

5、7（詳見實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊）n滲風量的朝向修正系數(shù)，見表5.1-8（詳見實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊）（3）換氣次數(shù)法L = KVf L房間冷風滲透量，m3/hK換氣次數(shù)，1/h,見表5.1-13（詳見實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊）Vf房間凈體積，m3（4）百分比法計算冷風滲透耗熱量Q = QonQ通過外門窗冷風滲透耗熱量，WQo圍護結(jié)構(gòu)總耗熱量，Wn滲透耗熱量占圍護結(jié)構(gòu)總耗熱量的百分率，%4.外門開啟沖入冷風耗熱量計算公式Q = QjkqQ通過外門冷風侵入耗熱量，WQj某圍護的基本耗熱量，Wkq外門開啟外門開啟沖入冷風耗熱量附加率三 散熱器考慮到散熱器耐用性和經(jīng)濟性，本工程選用鑄鐵柱型散熱器。結(jié)合室內(nèi)負荷

6、，選擇鑄鐵M132散熱器。結(jié)合室內(nèi)負荷，散熱片主要參數(shù)如下，散熱面積0.24m2，水容量1.32L/片，重量7Kg/片，工作壓力0.5MPa。多數(shù)散熱器安裝在窗臺下的墻龕內(nèi)，距窗臺底80mm，表面噴銀粉。1、散熱器的計算本設(shè)計采用M-132型散熱器。(1)、散熱器散熱面積的計算散熱面積的計算可按供熱手冊的計算公式進行計算。散熱器內(nèi)熱媒平均溫度t的確定。本設(shè)計在計算時，不考慮管道散熱引起的溫降。對于雙管熱水供暖系統(tǒng)，為系統(tǒng)計算供、回水溫度之和的一半，而且對所有散熱器都相同。(2)、散熱器片數(shù)的計算散熱器片數(shù)的計算可按下列步驟進行：1) 利用散熱器散熱面積公式求出房間內(nèi)所需總散熱面積(由于每組片未

7、定，故先按1計算)；2) 得出所需散熱器總片數(shù)或總長度H；3) 確定房間內(nèi)散熱器的組數(shù)m；4) 將總片數(shù)n分成m組，得出每組片數(shù)n，若均分則n=nm(片組)；5) 對每組片數(shù)n進行片數(shù)修正，乘以b，即得到修正后的每組散熱器片數(shù)，可根據(jù)下述原則進行取舍；6) 對柱型及長翼型散熱器，散熱面積的減少不得超過0.1 ；7) 對圓翼型散熱器散熱面積的減少不得超過計算面積的10。2、散熱器數(shù)量的計算 確定了供暖設(shè)計熱負荷、供暖系統(tǒng)的形式和散熱器的類型后，就可進行散熱器的計算，確定供暖房間所需散熱器的面積和片數(shù)。3、散熱器的散熱供暖房間的散熱器向房間供應(yīng)熱量以補償房間的熱損失，根據(jù)熱平衡原理，散熱器的散熱量

8、應(yīng)等于房間的供暖設(shè)計熱負荷。散熱器散熱面積的計算公式為：F=Q/K(-) 式中：散熱器的散熱面積（m）；散熱器的散熱量（W）；散熱器的傳熱系數(shù)W/(m)；散熱器內(nèi)熱媒平均溫度（）；供暖室內(nèi)計算溫度（）；散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)；散熱器連接形式修正系數(shù)；散熱器安裝形式修正系數(shù)；片數(shù)修正系統(tǒng)的范圍乘以對應(yīng)的值，其范圍如下： 片數(shù)修正系數(shù)每組片數(shù)200.9511.051.1另外，還規(guī)定了每組散熱器片數(shù)的最大值，對此系統(tǒng)的M-132型散熱器每組片數(shù)不超過20片。1、 散熱器的傳熱系數(shù)K 2、 散熱器的傳熱系數(shù)表示當散熱器內(nèi)熱媒平均溫度tpj與室內(nèi)空氣溫度tn的差為1時，每平方米散熱面積單位時間放出的熱量

9、，單位為W/（m）。選用散熱器時希望散熱器的傳熱系數(shù)越大越好。 通過實驗方法可得到散熱器傳熱系數(shù)公式為 式中： 在實驗條件下，散熱器的傳熱系數(shù)，； 由實驗確定的系數(shù)，取決于散熱器的類型和安裝方式；從上式可以看出散熱器內(nèi)熱媒平均溫度與室內(nèi)空氣溫差越大，散熱器的傳熱系數(shù)K值就越大，傳熱量就越多。2、散熱器內(nèi)熱媒平均溫度散熱器內(nèi)熱媒平均溫度應(yīng)根據(jù)熱媒種類（熱水或蒸汽）和系統(tǒng)形式確定。 1）熱水供暖系統(tǒng) tpj= （tj-tc）/2 式中： 散熱器內(nèi)熱媒平均溫度（）； 散熱器的進水溫度（）； 散熱器的出水溫度（）； 對于單管熱水供暖系統(tǒng)，各組散熱器是串聯(lián)關(guān)系，所以各組散熱器的進出口水溫不同，應(yīng)用以下公

10、式計算：式中： = (+)/2散熱器內(nèi)熱媒平均溫度（）；散熱器的進水溫度（）；散熱器的出水溫度（）；4、散熱器的布置布置散熱器應(yīng)注意以下規(guī)定l、散熱器宜安裝在外墻窗臺下，這樣能迅速加熱室外滲入的冷空氣，阻擋沿外墻下降的冷氣流，改善外窗對人體冷輻射的影響，使室溫均勻。當安裝或布置管道有困難時，也可靠內(nèi)墻安裝。如設(shè)在窗臺下時，醫(yī)院、托幼、學校、老弱病殘者住宅中，散熱器的長度不應(yīng)小于窗寬度的75；商店櫥窗下的散熱器應(yīng)按窗的全長布置，內(nèi)部裝修要求較高的民用建筑可暗裝。2、為防止凍裂散熱器，兩道外門之間，不準設(shè)置散熱器。在陋習建或其它有凍結(jié)危險的場合，應(yīng)由單獨的立，支管供熱，且不得裝設(shè)調(diào)解閥。3、散熱器

11、在布置時，不能與室內(nèi)衛(wèi)生設(shè)備、工藝設(shè)備、電氣設(shè)備沖突。暖氣壁龕應(yīng)比散熱器的實際寬度多350400毫米。臺下的高度應(yīng)能滿足散熱器的安裝要求，非置地式散熱器頂部離窗臺板下面高度應(yīng)50毫米，底部距地面不小于60mm，通常為150mm毫米，背部與墻面凈距不小于25mm。4、在垂直單管或雙管供暖系統(tǒng)中，同一房間的兩組散熱器可以串聯(lián)連接；貯藏室、盥洗室、廁所和廚房等輔助用室及走廊的散熱器，可同臨室串聯(lián)連接。 5、公共建筑樓梯間的散熱器，宜分配在底層或按一定比例分配在下部各層，住宅樓梯間一般可不設(shè)置散熱器。把散熱器布置在樓梯間的底層，可以利用熱壓作用，使加熱了的空氣自行上到樓梯間的上部補償其耗熱量。6、在樓

12、梯間布置散熱器時，考慮樓梯間熱流上升的特點，應(yīng)盡量布置在底層。住宅建筑分戶計量的散熱器選用與布置還應(yīng)注意：（1）安裝熱量表和恒溫閥的熱水采暖系統(tǒng)宜選用銅鋁或鋼鋁復合型、鋁制或鋼制內(nèi)防腐型、鋼管型等非鑄鐵類散熱器，必須采用鑄鐵散熱器時，應(yīng)選用內(nèi)腔無黏砂型鑄鐵散熱器；（2）采用熱分配表計量時，所選用的散熱器應(yīng)具備安裝熱表的條件；（3）采用分戶熱源或供暖熱媒水水質(zhì)有保證時，可選用鋁制或鋼制管形、板式等各種散熱器；（4）散熱器的布置應(yīng)確保室內(nèi)溫度分布均勻，并應(yīng)可能縮短戶內(nèi)管道的產(chǎn)度；（5）散熱器罩會影響散熱器的散熱量和恒溫閥及配表的工作，安裝在裝飾罩內(nèi)的恒溫閥必須采用外置傳感器，傳感器應(yīng)設(shè)在能正確反映

13、房間溫度的位置。四、管道的布置1、干管的布置供回水干管設(shè)置在管道井中，每個用戶都從干管上接出一個支管，而形成各自的獨立環(huán)路以便于分戶計量。2、支管的布置本設(shè)計入戶的支管均設(shè)置在戶內(nèi)墊層內(nèi)，墊層的厚度不應(yīng)小于50mm,本系統(tǒng)散熱器支管的布置形式有供、回水支管同側(cè)連接和供、回水支管異側(cè)連接兩種形式，且支管均保證為0.01的坡度，以便于排出散熱器內(nèi)積存的空氣，便于散熱。3、管道支架的安裝管道支架的安裝，應(yīng)符合下列的規(guī)定：位置應(yīng)準確，埋設(shè)應(yīng)平整牢固；與管道接觸應(yīng)緊密，固定應(yīng)牢靠，對活動支架應(yīng)采用U形卡環(huán)。支架的數(shù)量和位置可根據(jù)設(shè)計要求確定，若設(shè)計上無具體要求時，可按下表的規(guī)定執(zhí)行：表3-5 支架間距的

14、選擇公稱直徑mm1520253240507080100125150200250300支架的最大間距保溫管1.5222.533444.556788.5不保溫管2.533.544.55666.5789.51112五 管道的水利計算1、繪制系統(tǒng)圖 根據(jù)暖氣片組裝片數(shù)的最大值將其分為幾組后，確定總的立管數(shù)，繪制系統(tǒng)圖，標明各段干管的負荷數(shù)，以及每組暖氣片的片數(shù)和負荷數(shù)，并對各個管段進行標注（見系統(tǒng)圖）。2、供暖系統(tǒng)水力計算的任務(wù)在滿足熱負荷所要求的熱媒流量條件下，確定系統(tǒng)的管段管徑，以及系統(tǒng)的壓力損失。水利計算應(yīng)具備的條件是，必須首先確定供暖系統(tǒng)的設(shè)備及管道布置，已知系統(tǒng)各管段的熱負荷及管段的長度。（

15、1）按已知系統(tǒng)各管段的流量和系統(tǒng)的循環(huán)作用壓力(壓頭)。確定各管段的管徑；（2）按已知系統(tǒng)各管段的流量和各管段的管徑，確定系統(tǒng)所必需的循環(huán)作用壓力(壓頭)；（3）按已知系統(tǒng)各管段的管徑和該管段的允許壓降，確定通過該管段的水流量。室內(nèi)熱水供暖管路系統(tǒng)是由許多串聯(lián)或并聯(lián)管段組成的管路系統(tǒng)。管路的水力計算從系統(tǒng)的最不利環(huán)路開始，也即從允許的比摩阻最小的一個環(huán)路開始計算。由n個串聯(lián)管段組成的最不利環(huán)路，它的總壓力損失為n個串聯(lián)管段壓力損失的總和。熱水供暖系統(tǒng)的循環(huán)作用壓力的大小，取決于：機械循環(huán)提供的作用壓力，水在散熱器內(nèi)冷卻所產(chǎn)生的作用壓力和水在循環(huán)環(huán)路中困管路散熱產(chǎn)生的附加作用壓力。各種供暖系統(tǒng)型

16、式的總循環(huán)作用壓力的計算原則和方法。進行水力計算時，可以預(yù)先求出最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路的平均比摩阻Rpj，即 Rpj= (a P) / L （4-1）式中: P最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路的循環(huán)作用壓力，Pa； L最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路的管路總長度，m； a 沿程損失約占總壓力損失的估計百分數(shù)。 根據(jù)式中算出的及環(huán)路中各管段的流量利用水力計算圖表，可選出最接近的管徑并求出最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路中各管段的實際壓力損失和整個環(huán)路的總壓力損失值。 當系統(tǒng)的最不利循環(huán)環(huán)路的水力計算完成后，即可進行其它分支循環(huán)環(huán)路的水力計算。暖通規(guī)范規(guī)定，熱水供暖系統(tǒng)最不利循環(huán)環(huán)路與各并聯(lián)環(huán)路之間(不包括共同管段)的

17、計算壓力損失相對差額，不應(yīng)大于15。 在實際設(shè)計過程中，為了平衡各并聯(lián)環(huán)路的壓力損失，往往需要提高近循環(huán)環(huán)路分支管段的比摩阻和流速。但流速過大會使管道產(chǎn)生噪聲。目前， 暖通規(guī)范規(guī)定最大允許的水流速不應(yīng)大于下列數(shù)值： 民用建筑 1.2m/s 生產(chǎn)廠房的輔助建筑物 2m/s， 整個熱水供暖系統(tǒng)總的計算壓力損失，宜增加10附加值，以此確定系繞必需的循環(huán)作用壓力。3、確定最不利環(huán)路水力計算方法 本設(shè)計的計算過程是同程式單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計算過程，在整個系統(tǒng)中每一個戶內(nèi)環(huán)路構(gòu)成一個獨立的系統(tǒng)分別計算，計算步驟如下：（1）首先在系統(tǒng)圖上，對各管段進行編號，并注明管段長度和熱負荷。（2）計算通過最遠

18、立管的環(huán)路的總阻力，根據(jù)所選值R（60120 Pa/m），和每個管段的流量G的值，查閱供暖通風設(shè)計手冊中初選各管段的d、R、v的值，算出通過最遠立管的環(huán)路的總阻力。流量G的值可用以下公式計算得出： G=0.86Q/(-) （4-5）式中：Q管段的熱負荷，W； 系統(tǒng)的設(shè)計供水溫度，； 系統(tǒng)的設(shè)計回水溫度，。（3）計算通過最近立管環(huán)路的總阻力，計算方法同1，2兩部。（4）求并聯(lián)環(huán)路的壓力損失不平衡率，使其不平衡率在10%以內(nèi)，以確定通過環(huán)路各管段的管徑。（5）根據(jù)水力計算的結(jié)果，求出系統(tǒng)的的總壓力損失，及各立管的供、回水節(jié)點間的資用壓力。（6）根據(jù)立管的資用壓力和立管的計算壓力損失，求中間各并聯(lián)立

19、管的壓力損失不平衡率，使其不平衡率在10%以內(nèi)，從而確定出各立管的管徑。水力計算中應(yīng)注意的問題：（l）采暖系統(tǒng)水力計算必須遵守流體連續(xù)性定律，即對于管道節(jié)點(如三通、四通等處)熱媒流入流量之和等于流出流量之和。熱媒的流速是影響系統(tǒng)的經(jīng)濟合理程度的因素之一。為了滿足熱媒流量要求，對于機械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)，增大熱水流速雖然可以縮小管徑，節(jié)省管材，但流速過大，壓力損失增加，會多消耗電能，甚至可能在管道配件(如三通、四通等)處產(chǎn)生抽力作用，破壞系統(tǒng)內(nèi)熱水正常流動，使管道發(fā)生振動產(chǎn)生噪音。因此，采暖規(guī)范中規(guī)定：采暖管道中的熱媒流速，應(yīng)根據(jù)熱水或蒸汽的資用壓力、系統(tǒng)形式、防噪聲要求等因素確定。（2）采暖系統(tǒng)水算必須遵守并聯(lián)環(huán)路壓力損失平衡定律。系統(tǒng)在運行中，構(gòu)成并聯(lián)環(huán)路的各分支環(huán)路的壓力損失總是相等的，并且等于其分流點與合流點之間的壓力總損失。在設(shè)計時只能盡量的選擇在保證熱媒設(shè)