畢業(yè)設計（論文）哈爾濱冰城商務酒店采暖系統(tǒng)設計

1、哈爾濱冰城商務酒店采暖系統(tǒng)設計摘 要本設計是哈爾濱冰城商務酒店采暖系統(tǒng)設計。目的是通過采暖系統(tǒng)改變室內溫度條件，在寒冷的冬季營造一個溫暖的環(huán)境。 首先，確定設計基本數據，并進行采暖熱負荷計算。然后根據熱負荷和建筑物的形式選擇供暖系統(tǒng)設計方案，最后確定采用機械循環(huán)同程式單管熱水供熱系統(tǒng)?？偭⒐茉O于建筑物中部的110-111之間，至頂部分為兩個環(huán)路，坡度0.003，每個回路最高處裝有立式集氣罐，回水管位于地下下0.5m處。系統(tǒng)采用膨脹水箱定壓，位于循環(huán)水泵入口前。暖氣片采用四柱813型，明裝，距窗臺板0.1m。室內供暖管道明裝，支管與散熱器的連接方式為同側連接，上進下出，不考慮管道向室內散熱。繪制

2、管路系統(tǒng)圖，并標號，進行水力計算（不等溫降法）。然后進行各層供回水溫度計算，確定各房間的暖氣片數，并進行了布置。 設計圖紙包括頂層、標準層和底層采暖平面圖和采暖系統(tǒng)圖。通過本次設計使室內溫度得到了改善，達到了設計要求，并且采用熱水供暖比蒸汽供暖衛(wèi)生條件好，耗能低，經濟效益好。關鍵詞供暖；熱負荷；水力計算the indoor heat-supply system design of harbin ice city business hotelabstractthis is the design of harbin ice city business hotel heating system de

3、sign .the purpose is to change indoor temperature through the heating system and build a warm environment in cold winter.the first thing is to ensure the basic data of the design and carry on the heat load calculation. then it selects the design of heating system according to the heat load and type

4、of building. finally, it confirms to adopt mechanical cycle with program single pipe hot water heating system. stand pipe locates in the 110 - 111 of building to top which is divided into two loop which slope 0.003, and is equipped with collected the gas pitcher vertically in each return circuit hig

5、hest point, the return pipe lies in underground 0. 5m, the system adopts expand water tank pigeonhole to carry；it lies in front of the entry to the circulation pump. radiators adopt813 type, obviously outfit, and are apart from the window board 0.1m, indoor heating pipeline obviously outfit. pipe an

6、d radiator are connected with the same side connection which are from the top to the below. it does not consider the heat which pipeline dispels to the room. draw pipeline systematic picture, and make the label, it calculates water conservancy ,then make the return water temperature calculation for

7、each layer and make sure each room number of radiator, and the layout. the design blueprint includes crest layer、standard layer and the first floors heating plane chart and heating system diagram.though this design the indoor temperature gets the improvement , arrives design requirements and adopts

8、hot water heating is much better than steam heating in hygiene term、consume the energy and economic performance.keywordsheating; heat load; hydraulic calculation目 錄摘要abstract第1章 緒論11.1 背景11.2 設計內容2第2章 原始資料32.1 工程概況32.2 設計參數32.3 本章小結3第3章 建筑物供暖系統(tǒng)熱負荷的計算43.1 供暖系統(tǒng)熱負荷43.2 圍護結構耗熱量53.2.1 基本耗熱量53.2.2 圍護結構的附加

9、（修正）耗熱量53.3 冷風滲透耗熱量63.4 冷風侵人耗熱量73.5 熱負荷計算實例73.5.1 計算資料73.5.2 圍護欄結構傳熱耗熱量的計算93.5.3 冷風滲透耗熱量的計算93.5.4 冷風滲透耗熱量的計算93.6 本章總結11第4章 方案的選擇124.1 熱媒的選擇124.1.1 熱水熱媒和蒸氣熱媒的比較134.1.2 選擇熱水熱媒134.2 熱水供暖系統(tǒng)的選擇134.2.1 機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)與重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的區(qū)別134.2.2 單管系統(tǒng)與雙管系統(tǒng)區(qū)別144.2.3 異程式系統(tǒng)與同程式系統(tǒng)144.3 本章小結15第5章 室內熱水供暖系統(tǒng)的管路布置及水機計算155.1 本系

10、統(tǒng)管路的布置考慮了一下幾點165.2 設計注意事項175.3 該建筑采暖供熱系統(tǒng)的布置185.4 水力計算185.4.1 供熱系統(tǒng)水力計算原理185.4.2 供熱系統(tǒng)水力計算195.5 本章小結27第6章 散熱器的選型和計算276.1 散熱器要求276.2 鋼制散熱器與鑄鐵散熱器的優(yōu)劣286.3 散熱器的布置296.4 散熱器選擇296.5 散熱器的計算296.5.1 供回水溫計算296.5.2 散熱面積的計算306.5.3 計算實例306.5 本章小結34結論35致謝36參考文獻37附錄a 英語原文38附錄b 中文翻譯44千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然

11、后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“abstract”這一行后加一空行第1章 緒 論1.1 背景人們在日常生活和社會生產中都需要使用大量的熱能，將自然界的能源直接或間接地轉化為熱能，以滿足人們的需要的科學技術，稱為熱能工程。在能源消耗總量中，用以保證建筑物衛(wèi)生和舒適條件的供暖、空調等能源消耗量占有較大的比例據統(tǒng)計，在美國和日本約占1/4-1/3左右；至于生產工藝用熱消耗的能源所占比例就更大。因此，隨著現(xiàn)代技術和經濟的發(fā)展，以及節(jié)約能源的迫切要求，供熱工程已成為熱能工程中的一個重要組成部分，日益受到重視和得到發(fā)展9。眾所周如，供暖就是用人工方法向室內供給熱量，保持一定的室內溫度，以創(chuàng)造適

12、宜的生活條件或工作條件的技術。所有供暖系統(tǒng)都有熱媒制備（熱源）、熱媒的輸送和熱媒利用（散熱設備）三個主要部分構成。根據三個主要組成部分的相互位置關系來分，供暖系統(tǒng)可分為局部供暖系統(tǒng)和集中式供暖系統(tǒng)。熱媒制備、熱媒輸送和熱媒利用三個主要部分在構造上都在一起的供暖系統(tǒng)，稱為局部供暖系統(tǒng)，如煙氣供暖，電熱供暖和燃氣供暖等。熱源和散熱設備分別設置，用熱媒管道連接，由熱源向各個房間或各個建筑物供給熱量的供暖系統(tǒng)，稱為集中供暖系統(tǒng)。圖1-1 集中式熱水供暖系統(tǒng)1-熱水鍋爐；2-散熱器；3-熱水管道；4-循環(huán)水泵；5-膨脹水箱圖11是集中式熱水供暖系統(tǒng)的示意圖。熱水鍋爐1與散熱器2分別設置，通過熱水管道(供

13、水管和回水管)3相連接。循環(huán)水泵4使熱水在鍋爐內加熱，在散熱器冷卻后返回鍋爐重新加熱。圖11中的膨脹水箱5用于容納供暖系統(tǒng)升溫時的膨脹水量，并使系統(tǒng)保持一定的壓力。圖中的熱水鍋爐，可以向單幢建筑物供暖，也可以向多幢建筑物供暖。1-3集中供暖系統(tǒng)主要由熱源(鍋爐)、傳輸管網(管材)、散熱設備(散熱器)等部分組成。因此，在解決供暖系統(tǒng)存在的問題時應全面考慮，任何單方的努力都將限制供暖行業(yè)的發(fā)展，只有供暖行業(yè)的管理部門、企業(yè)、設計單位、施工單位、運行管理單位聯(lián)合起來，我國的供暖事業(yè)才能不斷地向前發(fā)展，才能滿足國家對熱改的要求。我國現(xiàn)有的城市集中供熱系統(tǒng)，由于技術和裝備水平低，加之管理體制的影響，存在

14、很多問題，集中表現(xiàn)在下列方面：供熱質量差，冷熱不均、運行方式不合理，能源浪費、規(guī)劃設計水平低，制約節(jié)能工作的落實、墻體保溫措施不好，造成能源流失。通過合理的設計可以減少這些問題。1.2 設計內容該酒店位于哈爾濱市，6層，建筑物總高度為22.8米。樓內房間以客房為主。并附有衛(wèi)生間。在整個設計中，以所學的基礎理論和專業(yè)知識為依據，對大樓進行熱負荷及管道的布置、水力計算，對設計方案進行確定。在設計中，遵守規(guī)范，應用標準圖集同時綜合考慮方案的合理性、經濟性和創(chuàng)新性。第2章 原始資料2.1 工程概況本設計為哈爾濱冰城商務酒店供暖系統(tǒng)設計，該酒店位于哈爾濱市生活區(qū)內，樓內房間以單雙人房為主，并附有洗衣房、

15、衛(wèi)生間。該酒店有六層，為保證酒店的溫度達到滿足人們生活所需要的溫度，給客人提供一個舒適的環(huán)境，且保證節(jié)省資源，應設計合理的供暖系統(tǒng)。2.2 設計參數1.供暖室外計算溫度：tw=-26；2.室內計算溫度：tn=20;樓梯間、大廳及過道：tn=16；3.該辦公樓為六層建筑，建筑底、頂層高4.2米，標準層3.6米；4.外墻：49磚墻，內抹灰；5.內墻：24磚墻；6.地面：不保溫地面，k值按劃分地帶計算；7.外門：實體本質雙層外門；8.外窗：雙層金屬窗；9.設計供、回水溫度：95/70。2.3 本章小結本章主要介紹了本設計的原始資料，包括工程概括和設計參數，在此基礎上應該查詢資料進行本次設計。第3章

16、建筑物供暖系統(tǒng)熱負荷的計算3.1 供暖系統(tǒng)熱負荷供暖熱負荷，就是在某一時間內，為了維持一個房間或一個建筑物的室內溫度達到采暖設計所需要的標準時，散熱設備在單位時間內需要補充給它的熱量。冬季，人們?yōu)榱藵M足生活和生產的需要往往要求室內或者工作地區(qū)保持一定的溫度，為了使房間內的空氣溫度，在某一段時間能達到要求的數值，必須有散熱設備補給熱量，此熱量稱為該房間的供暖熱負荷。一個供暖系統(tǒng)往往要擔負若干個房間的供暖，因而一個供暖系統(tǒng)的熱負荷和各個房間的供暖熱負荷有直接的關系。所以房間采暖熱負荷是供暖設計中最基本的數據，這個數據計算的正確是否，將直接影響著供暖設備的大小、供暖方案的選擇及供暖系統(tǒng)的使用效果。一

17、般情況下，房間供暖熱負荷應根據房間的熱平衡來計算。供暖系統(tǒng)的設計熱負荷，是指在設計室外溫度tw下，為達到室內溫度tn，供暖系統(tǒng)在單位時間內向建筑物供給的熱量q。它是供暖系統(tǒng)的最基本依據。冬季供暖通風系統(tǒng)的熱負荷，應根據建筑物或者房間的得、失熱量確定。房間的散熱量包括：1.圍護結構傳熱耗熱量q1；2.加熱由門、窗縫隙滲入室內的耗熱量q2，稱冷風滲透耗熱量；3.加熱由門、孔洞及相鄰房間侵入的冷空氣的耗熱量q3，稱冷風侵入耗熱量。在供暖工程設計時，尤其對于一般民用建筑來說，通常只計算兩類熱損失：1.經過墻、屋頂、地面、門、窗和其他表面?zhèn)鞒龅臒崃浚?.加熱進入室內的冷空氣耗熱量。采暖設計熱負荷就是計算

18、散熱設備、管道和鍋爐時采用的那個采暖熱負荷的數據。從原則上說，應該采用基本上最大的那個采暖熱負荷。這里是基本上最大，而不是最大的原因有兩個，其一是建筑物具有熱穩(wěn)定性，其二是除了個別情況外，一般建筑物并不要求必須達到采暖室內計算溫度。因此，在工程設計中，供暖系統(tǒng)的設計熱負荷。一般可分幾部分進行計算。 (3-1)式中 圍護結構的基本耗熱量； 圍護結構的附加(修正)耗熱量; 冷風滲透耗熱量; 冷風侵入耗熱量。帶的上標符號均表示在設計工況下的各種參數。式中前兩項表示通過圍護結構的計算耗熱量，后兩項表示室內通風換氣所耗的熱量。3.2 圍護結構耗熱量3.2.1 基本耗熱量在工程設計中，圍護結構的基本耗熱量

19、是按一維穩(wěn)定傳熱過程進行計算的，即假設在計算時間內，室內、外空氣溫度和其它傳熱過程參數都不隨時間變化，這可以簡化計算方法并能基本滿足要求。圍護結構基本耗熱量，可按下式計算： w (3-2)式中 圍護結構的傳熱系數； 圍護結構的面積； 冬季室內計算溫度； 供暖室外計算溫度； 圍護結構的溫差修正系數。整個建筑物或房間的基本耗熱量，等于它的圍護結構各部分基本耗熱量的總和。3.2.2 圍護結構的附加（修正）耗熱量實際耗熱量會受到氣象條件以及建筑物情況等各種因素影響而有所增減。由于這些因素影響，需要對房間圍護結構基本耗熱量進行修正。這些修正耗熱量稱為圍護結構附加(修正)耗熱量。這些因素是很復雜的，不可能

20、進行非常細致的計算。工程計算中，是根據多年經驗按基本耗熱量的百分率進行附加予以修正。附加(修正)耗熱量有朝向修正、風力附加和高度附加耗熱量等。 朝向修正耗熱量朝向修正耗熱量是考慮建筑物受太陽照射影響而對圍護結構基本耗熱量的修正。當太陽照射建筑物時，陽光直接透過玻璃窗，使室內得到熱量。同時由于受陽面的圍護結構較干燥，外表面和附近氣溫升高，圍護結構向外傳遞熱量減少。采用的修正方法是按圍護結構的不同朝向，采用不同的修正率。需要修正的耗熱量等于垂直的外圍護結構(門、窗、外墻及屋頂的垂直部分)的基本耗熱量乘以相應的朝向修正率。 暖通規(guī)范規(guī)定，宜按下列規(guī)定的數值;選用不同朝向的修正率 北、東

21、北、兩北 0-10%；東南、西南-10%15； 東、西 -5%；南 15%30%。選用上面朝向修正率時，應考慮當地冬季日照率、建筑物使用和被遮擋等情況；對于冬季日照率小于35%的地區(qū)，東南、西南和南向修正率，宜采用-10%0%，東、西向可不修正。 暖通規(guī)范對圍護結構耗熱量的朝向修正率的確定，是總結國內近十多年來一些科研、大專院校和設計單位對此問題做了大量理論分析和實測工作而統(tǒng)一給出的一個范圍值。在實際工程設計中，還有其它的觀點和方法。 風力附加耗熱量風力附加耗熱量是考慮室外風速變化而對圍護結構基本耗熱量的修正。在計算圍護結構基本耗熱量時，外表面換熱系數w是對應風速約為4m/s的計

22、算值。我國大部分地區(qū)冬季平均風速一般為23m/s。因此，暖通規(guī)范規(guī)定：在一般情況下，不必考慮風力附加。只對建在不避風的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內特別突出的建筑物，才考慮垂直外圍結構附加5%10%。故本設計不考慮風力附加耗熱量。 高度附加耗熱量 高度附加耗熱量是考慮房屋高度對圍護結構耗熱量的影響而附加的耗熱量。暖通規(guī)范規(guī)定：民用建筑和工業(yè)輔助建筑物(樓梯間除外)的高度附加率，當房間高度大于4m時，每高出lm應附加2%，但總的附加率不應大于15%。應注意，高度附加率，應附加于房間各圍護結構基本耗熱量和其它附加(修正)耗熱量的總和上。綜合上述，建筑物或房間在室外

23、供暖計算溫度下，通過圍護結構的總耗熱量，可用下式綜合表示 (3-3)式中 朝向修正率，%； 風力附加率，%，； 高度附加率，%，。3.3 冷風滲透耗熱量在風力和熱壓造成的室內外壓差作用下，室外的冷空氣通過門、窗等縫隙滲入室內，被加熱后逸出。把這部分冷空氣從室外溫度加熱到室內溫度所消耗的熱量，稱為冷風滲透耗熱量q2。冷風滲透耗熱量，在設計熱負荷中占有不小的份額。影響冷風滲透耗熱量的因素很多，如門窗構造、門窗朝向、室外風向和風速、室內外空氣溫差、建筑物高低以及建筑物內部通道狀況等。總的來說，對于多層（六層及六層以下）的建筑物，由于房屋高度不高，在工程設計中，冷風滲透耗熱量主要考慮風壓的作用，可忽略

24、熱壓的影響。用換氣次數法計算冷風滲透耗熱量用于民用建筑的概算法(本設計采用換氣次數法計算冷風滲透耗熱量)計算公式為 (3-4)式中 房間的內部體積； 房間的換氣次數。3.4 冷風侵人耗熱量在冬季受風壓和熱壓作用下，冷空氣由開啟的外門侵入室內。把這部分冷空氣加熱到室內溫度所消耗的熱量稱為冷風侵人耗熱量。冷風侵入耗熱量，同樣可按下式計算 (3-5)式中 流入的冷空氣量。由于流入的冷空氣量不易確定，根據經驗總結，冷風侵人耗熱量可采用外門基本耗熱量乘以1表110的百分數的簡便方法進行計算。 (3-6)式中 外門的基本耗熱量；考慮冷風侵入的外門附加率。3.5 熱負荷計算實例房間編號如圖3-1。以101客

25、房的計算為例。3.5.1 計算資料1. 房屋層高：4.2m;圖3-1 房間編號示意圖2. 房間長度：7.2m;3. 房屋寬度度：3.6m；4. 外墻：49磚墻，內抹灰漿，=1.27w/m2.g；5.內墻：24磚墻；6.頂棚： =1.7w/m2.g；7.外窗：雙層塑鋼窗，高1.5m，=2.7w/m2.g；說明：4至7的傳熱系數的選擇根據表3-1。表3-1 常用圍護結構的傳熱系數k值（w/m2.）類型ka門實體制木門 單層4.65 雙層2.33b外窗及天窗 金屬框 單層5.82 雙層2.7c外墻內表面抹灰磚墻 24磚墻2.08 37磚墻1.57 49磚墻1.27d內墻（雙面抹灰） 12磚墻2.31

26、 24磚墻1.72 8.地面：不保溫地面，值按劃分地帶計算； 9.室內計算溫度：tn=20；10.供暖室外計算溫度：tw=-26。3.5.2 圍護欄結構傳熱耗熱量的計算基本耗熱量：修正后：式中 朝向修正率，%； 風力附加率，%，； 高度附加率，%，。計算得到 =3718w；=15w=3718+15=3733 w。計算過程列于表3-2。3.5.3 冷風滲透耗熱量的計算按房間換氣次數來計算該房間的冷風滲透耗熱量。計算公式為：式中 房間的內部體積；房間的換氣次數，取1/20。=0.2780.055.582.83.8311.43044=93 w。3.5.4 冷風滲透耗熱量的計算冷風侵入耗熱量的計算公式

27、為：式中 外門的基本耗熱量； 考慮冷風侵入的外門附加率。無外門， 故： = 0 w綜上所述101房間的熱負荷計算結果為：=3733+93+0=3826 w其他各個房間的計算同上（該建筑只有大廳才考慮冷風侵入耗熱量）。整個酒店的熱負荷計算結果列于表3-3。房間編號方向名稱圍護結構傳熱系數室內計算溫度供暖室外計算溫度室內外計算溫度差溫差修正系數基本耗熱量耗熱量修正耗熱量圍擴結構耗熱量冷風滲透耗熱量冷風侵入耗熱量房間總耗熱量朝向風向修正后耗熱量高度修正耗熱量名稱及方向面積計算面積ktntwtw-tnaq1jxdxf1+xd+xfqxgq1q2q3qw/m2wwwwww1234567891011121

28、314151617181920101客房西外墻7.5720-264611857-509517640.43718北外墻2.7720-264615745105603北外窗 2.7020-2646122351052341.004地面28.817.6 0.4720-264613800100380地面 0.2320-2646188010088100371837339303826表3-2 101客房的計算過程表3-3 該建筑熱負荷計算結果房間號熱負荷房間號熱負荷房間號熱負荷房間號熱負荷房間號熱負荷房間號熱負荷1013826201

29、23013012301401230150123016014357102-1192222202-219972302-319972402-419972502-519972602-6192933120507922023013202301420230152023016205610121478622122313212231421223152122316215317122-1412048222-241885322-341885422-441885522-541885622-6412759 137、1382020237、238825337、338825437、438825537、538825637、6382

30、675142405424222313422231442223154222316424054樓梯間14525樓梯間22041樓梯間32041樓梯間42041樓梯間52041樓梯間63735 走廊13399走廊21865 走廊31865走廊41865走廊51865 走廊69376大廳117843.6 本章總結供暖系統(tǒng)熱負荷是該設計的一個基本數據，這個數據計算的正確與否直接關系到該系統(tǒng)采暖方案的選擇，也會影響整個房間的供暖效果。故供暖熱負荷計算的準確與否很關鍵。計算應注意的問題：兩個相鄰房間的溫差大于或等于5時，應計算通過隔墻或樓板的傳熱量;本建筑為客人提供良好的環(huán)境，故樓梯間采暖;外門侵入耗熱量只

31、有在有外門（與室外相連接）的時候才考慮;考慮溫度修正系數a。對供暖房間圍護結構外側不是與室外空氣直接接觸，而中間隔著不供暖房間或空間的場合。計算外圍護結構基本耗熱量時，采用了溫差修正系數.圍護結構溫差修正系數值的大小，取決于非供暖房間或空間的保溫性能和透氣狀況。對于保溫性能差和易于室外空氣流通的情況，不供暖房間或空間的空氣溫度更接近于室外計算溫度。各種不同情況的溫差修正系數可見1附錄1-2;地帶的劃分。在冬季，室內熱量通過靠近外墻地面?zhèn)鞯绞彝獾穆烦梯^短，熱阻較小，而通過遠離外墻地面?zhèn)鞯绞彝獾穆烦梯^長，熱阻較大。因此，室內地面的傳熱系數(熱阻)隨著離外墻的遠近而有變化，但在離外墻約8米以遠的地面

32、，傳熱量基本不變;高度附加計算時當房間的高度大于4m時，每高出1m應附加2%，小于4m就不考慮高度附加耗熱量。第4章 方案的選擇4.1 熱媒的選擇供熱系統(tǒng)的熱媒主要是熱水或蒸汽。4.1.1 熱水熱媒和蒸汽熱媒的比較1. 蒸汽采暖是指采暖系統(tǒng)中供熱介質為110水蒸氣；熱水采暖是指采暖系統(tǒng)中供熱介質為85熱水。 2.對同樣熱負荷，蒸汽供熱要比熱水供熱節(jié)省散熱面積。但蒸汽供暖系統(tǒng)散熱器表面溫度高，易燒烤積在散熱器上的有機灰塵，產生異味，衛(wèi)生條件差。3. 蒸汽供暖系統(tǒng)室內氣溫高且干燥，密閉房間對人體呼吸系統(tǒng)有害，故蒸汽供暖系統(tǒng)現(xiàn)在主要在工廠車間等使用；熱水采暖熱效率一般，造價高，管道直徑大，散熱器片數

33、多，室內溫度適中濕潤，人體感覺比較舒適。4.蒸汽供暖系統(tǒng)比熱水供暖系統(tǒng)在設計和運行管理上較為復雜。4.1.2 選擇熱水熱媒以水作為熱媒用于供暖系統(tǒng)時，可以改變供水溫度來進行供熱調節(jié)(質調節(jié)），既能減少熱網熱損失，又能較好地滿足衛(wèi)生要求。且熱水供熱系統(tǒng)可以遠距離輸送，供熱半徑大。同時由于蒸汽系統(tǒng)衛(wèi)生條件差，能耗大，運行維修復雜，不宜在民用建筑中使用，故本設計采用熱水為熱媒。4.2 熱水供暖系統(tǒng)的選擇本設計采用機械循環(huán)同程式單管熱水供暖系統(tǒng)。方案的選擇考慮了一下幾點：4.2.1 機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)與重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的區(qū)別在機械循環(huán)系統(tǒng)中設置了循環(huán)水泵，靠水泵的機械能，使水在系統(tǒng)中強制循環(huán)。增

34、加了系統(tǒng)的運行電費和維修工作量，但由于水泵所產生的作用壓力很大，因而供暖范圍可以擴大。機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)不僅可用于單幢建筑物中，也可以用于多幢建筑，甚至發(fā)展為區(qū)域熱水供暖系統(tǒng)。機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)成為應用最廣泛的一種供暖系統(tǒng)。重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)維護管理簡單，不需消耗電能。但由于其作用壓力小、管中水流速度不大，所以管徑就相對大一些，作用范圍也受到限制。自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)通常只能在單幢建筑物中使用，作用半徑不宜超過50m。4.2.2 單管系統(tǒng)與雙管系統(tǒng)區(qū)別單管系統(tǒng)與雙管系統(tǒng)相比，作用壓力計算不同并且各層散熱器的平均進出水溫度也是不相同的。在雙管系統(tǒng)中，各層散熱器的平均進出水溫度是相同的；而在

35、單管系統(tǒng)中，各層散熱器的進出口水溫是不相等的。越在下層，進水溫度越低，因而各層散熱器的傳熱系數k值也不相等。由于這個影響，單管系統(tǒng)立管的散熱器總面積一般比雙管系統(tǒng)的稍大些。在單管系統(tǒng)運行期間，由于立管的供水溫度或流量不符合設計要求，也會出現(xiàn)垂直失調現(xiàn)象。但在單管系統(tǒng)中，影響垂直失調的原因，不是如雙管系統(tǒng)那樣，由于各層作用壓力不同造成的，而是由于各層散熱器的傳熱系數k隨各層散熱器平均計算溫度差的變化程度不同而引起的。對于三層以上的建筑物，如采用上供下回式的雙管系統(tǒng)，若無良好的調節(jié)裝置，豎向失調狀況難以避免。4.2.3 異程式系統(tǒng)與同程式系統(tǒng)圖4-1 同程式系統(tǒng)1-熱水鍋爐；2-循環(huán)水泵；3-集氣

36、 罐；4-膨脹水箱通過各個立管的循環(huán)環(huán)路的總長度不相等，這種布置形式稱為異程式系統(tǒng)。異程式系統(tǒng)供、回水干管的總長度短，但在機械循環(huán)系統(tǒng)中，由于作用半徑較大，連接立管較多，因而通過各個立管環(huán)路的壓力損失較難平衡。有時靠近總立管最近的立管，即使選用了最小的管徑15mm，仍有很多的剩余壓力。初調節(jié)不當時，就會出現(xiàn)近處立管流量超過要求，而遠處立管流量不足。在遠近立管處出現(xiàn)流量失調而引起在水平方向冷熱不均的現(xiàn)象，稱為系統(tǒng)的水平失調。為了消除或減輕系統(tǒng)的水平失調。供、回水干管走向布置用同程式系統(tǒng)。同程式系統(tǒng)的特點是：通過各個立管的循環(huán)環(huán)路的總長度都相等。如圖 圖4-1 同程式系統(tǒng)1-熱水鍋爐；2-循環(huán)水泵

37、；3-集氣 罐；4-膨脹水箱4-1所示，通過最近立管的循環(huán)環(huán)路與通過最遠處立管的循環(huán)環(huán)路的總長度都相等，因而壓力損失易于平衡。由于同程式系統(tǒng)具有上述優(yōu)點，在較大的建筑物中，常采用同程式系統(tǒng)。但同程式系統(tǒng)管道的金屬消耗量，通常要多于異程式系統(tǒng)。4.3 本章小結一般民用建筑采用熱水供暖系統(tǒng)，本建筑是酒店，故本系統(tǒng)采用熱水供暖系統(tǒng)。然后從以下幾個方面考慮選擇機械循環(huán)同程熱水供暖系統(tǒng)。機械系統(tǒng)循環(huán)動力大，是一種廣泛的熱水供暖系統(tǒng)；雙管系統(tǒng)的垂直失調不可避免，而單管不同；同程系統(tǒng)的壓力損失易于平衡。第5章 室內熱水供暖系統(tǒng)的管路布置及水力計算室內熱水供暖系統(tǒng)管路布置合理與否，直接影響到系統(tǒng)造價和使用效果

38、。應根據建筑物的具體條件(如建筑平面的外形、結構尺寸等)，與外網連接的形式以及運行情況等因素來選擇合理的布置方案，力求系統(tǒng)管道走向布置合理，節(jié)省管材，便于調節(jié)和排除空氣。而且要求各并聯(lián)環(huán)路的阻力損失易于平衡。對于管道的敷設，該系統(tǒng)有兩種敷設方式：一種是管道沿房間的踢腳處室內敷設，而在居室通陽臺的門坎處作特殊處理。另一種是管道敷設在結構混凝土板以上的建筑填層內。這兩種方式的優(yōu)點是最大程度地減少了室內明裝管道，缺點是埋入地等的管道一旦堵塞或由于住戶裝修地板而破壞管道則非常麻煩。但可通過采用耐腐和鋁塑管并在入戶處加過濾器等方法來避免上述問題的出現(xiàn)。5.1 本系統(tǒng)管路的布置考慮了一下幾點1.采用機械循

39、環(huán)垂直單管系統(tǒng)，上供下回，同程式系統(tǒng)，這樣可以使作用壓頭達到可能的最大值，而散熱器面積和管道的安裝工作量都最小。2.供暖系統(tǒng)的引入口宜設置在建筑物熱負荷對稱分配的位置，一般宜在建筑物中部。這樣可以縮短系統(tǒng)的作用半徑。在民用建筑和生產廠房輔助性建筑中，系統(tǒng)總立管在房間內的布置不應影響人們的生活和工作。3.在布置供、回水干管時，首先應確定供、回水干管的走向。系統(tǒng)應合理地分成若干支路，而且盡量使各支路的阻力損失易于平衡。（b）為底層（a）為頂層圖5-1 同程式系統(tǒng)的布置形式1-供水總立管；2-供水干管；3-回水干管；4-立管；5-供水進口管；6-回水出口管圖5-1 同程式系統(tǒng)管路布置1-供水總立管；

40、2-供水干管；3-回水干管；4-立管；5-供水進口管；6-回水出口管圖5-1 同程式系統(tǒng)的布置形式1-供水總立管；2-供水干管；3-回水干管；4-立管；5-供水進口管；6-回水出口管圖5-1為有兩個分支環(huán)路的同程式系統(tǒng)布置形式。一般宜將供水干管的始端放置在朝北向一側，而末端設在朝南向一側。4.室內熱水供暖系統(tǒng)的管路應明裝，有特殊要求時，可采用暗裝。盡可能將立管布置在房間的角落。尤其在兩外墻的交接處。5.每根立管每層可以各帶兩到三個散熱器，在供回水支管不太長的情況下，這樣對管道較經濟，而且有利于提高水力穩(wěn)定性。6.對于上供下回式系統(tǒng)，供水干管多設在頂層頂棚下。頂棚的過梁底標高距窗戶頂部之間的距離

41、應滿足供水干管的坡度和設置集氣罐所需的高度。7.回水干管可敷設在地面上，地面上不容許敷設(如過門時)或凈空高度不夠時，回水干管設置在半通行地溝或不通行地溝內。地溝上每隔一定距離應設活動蓋板，過門地溝也應設活動蓋板，以便于檢修。8.在系統(tǒng)的最高處，在主立管的頂端，接了一個膨脹水箱，安放在悶頂或專用水箱內。它的作用在于儲存或補充系統(tǒng)里的水熱脹冷縮的水量。此外，當系統(tǒng)充水時，以及當冷水被逐漸加熱時，系統(tǒng)里的空氣和從水中析出的溶解空氣可以通過膨脹水箱排掉。為此，供水水平干管在安裝時要保持0.003的坡度。9.在每個分環(huán)的供水及回水總管上各安裝一個閥門，便于分環(huán)調節(jié)和檢修。在每根立管的上下端，各安裝一個

42、閥門，以便檢修放水。5.2 設計注意事項1.水平干管的坡度：在機械循環(huán)中，水流速度一般都大于空氣泡在水中的浮升速度。因此，必須使水在供水干管中的流動方向和空氣泡的浮升方向一致，即應“抬頭走”，否則就會產生“氣塞”。2.在機械循環(huán)上供下回式系統(tǒng)中，集氣罐應設在系統(tǒng)各分環(huán)環(huán)路的供水干管末端的最高處。在系統(tǒng)運行時，定期手動打開閥門將熱水中分離出來并聚集在集氣罐內的空氣排除。集氣罐的安裝（如圖5-2）：在重力循環(huán)中，可以利用膨脹水箱排除空氣，而在機械循環(huán)系統(tǒng)中，因為水平干管必須抬頭走，所以空氣都集中在每個環(huán)路的最遠端，所以只能分別利用集氣罐和手動或自動放氣閥進行排氣。集氣罐的有效容積大約可為膨脹水箱的

43、1%，水在集氣罐中的流速應不超過0.05m/s，使氣泡能夠分離出來。3.膨脹水箱的作用是用來貯存熱水供暖系統(tǒng)加熱的膨脹水量。膨脹水箱的連接位置如圖5-3。在機械循環(huán)系統(tǒng)中一般情況下都把膨脹水箱拉到鍋爐房里，接在水泵吸入口上。因為這里是安全系統(tǒng)能量最低的地方，經過水泵加壓之后，任何一點的能量都比它高。這樣可以防止外面的空氣倒吸進去和防止水汽化，從而可以保證正常的排氣。圖5-2 集氣罐安裝位置示意圖1-集氣罐；2-放氣管；3-末端立管圖5-3 膨脹水箱與機械循環(huán)系統(tǒng)的連接方式1-膨脹水箱；2-循環(huán)管；3-熱水鍋爐；4-循環(huán)水泵5.3 該建筑采暖供熱系統(tǒng)的布置 本設計管路布置為：引入口布置在建筑物熱

44、負荷對稱分配的位置（110-111），采用有兩個環(huán)路的單管同程式系統(tǒng)布置形式。始端設置在朝南的一側，末端設置在朝北的一側。管路明裝，立管在兩墻交接處。一根立管在一層帶兩到三個散熱器。每根立管上下設有閥門，供回水干管也設有閥門。供水干管設置在距頂層頂棚0.1米處，回水干管設置在地下0.5米處，上有活動蓋板，用于檢修。水平立管的坡度為0.003。5.4 水力計算5.4.1 供熱系統(tǒng)水力計算原理設計熱水供暖系統(tǒng)，為使系統(tǒng)中各管段的水流量符合設計要求，以保證流進各散熱器的水流量符合需要，就要進行管路的水力計算。當流體沿管道流動時，由于流體分子間及其與管壁間的摩擦就要損失能量；而當流體流過管道的一些附件

45、（如閥門、彎頭、三通、散熱器等）時，由于流動方向或速度的改變產生局部旋渦和撞擊，也要損失能量。前者成為沿程損失，后者稱為局部損失。因此，熱水供暖系統(tǒng)單個計算管段的阻力損失可用下式表示： (5-1)式中： 計算管段的阻力損失； 計算管段的沿程損失； 每米管長的沿程損失； 管段長度，m； 管段的局部損失，pa。在管路的水力計算中，通常把管路中水流量和管徑都沒有變化的一段管子稱為一個計算管段。任何一個熱水供暖系統(tǒng)的管路都是由許多串聯(lián)或并聯(lián)的計算管段所組成的。供熱介質在管內流動的摩阻系數取決于管內供熱介質流動狀態(tài)和管壁粗糙度。對于流動狀態(tài)，目前專業(yè)書中都認為室內供暖系統(tǒng)管內流動狀態(tài)處于過渡區(qū)。5.4.

46、1.1 當量局部阻力法當量局部阻力法的基本原理是將管段的沿程阻力損失轉變?yōu)榫植繐p失來計算。該管段的沿程阻力損失相當于某一局部損失，則： (5-2)式中 當量局部阻力系數。5.4.2 供熱系統(tǒng)水力計算 計算任務室內熱水供暖系統(tǒng)是由許多串聯(lián)或者并聯(lián)管段所組成的管路系統(tǒng)。熱水供暖系統(tǒng)水力計算的最終目的是要選擇適當的管徑，使作用于每一循環(huán)環(huán)路上的作用壓力能保證在環(huán)路的每一管段流過所需要的熱水流量。通過選用適當的r值（或流速v值）來決定管徑，是一個技術經濟問題。如選用較大的rpj 值，則管徑可縮小，但系統(tǒng)的阻力損失增大，水泵電能消耗增加。同時為了各循環(huán)環(huán)路易于平衡，最不利循環(huán)環(huán)路的平均比摩

47、阻不宜選得太大。目前在設計實踐中值一般選用60120pa/m。剩余的資用循環(huán)壓力，由入口處的調壓裝置節(jié)流5。在機械循環(huán)系統(tǒng)中，循環(huán)壓力主要是由水泵提供，同時也存在著重力循環(huán)作用壓力。管道內水冷卻產生的重力循環(huán)作用壓力，占機械循環(huán)總循環(huán)壓力的比例很少，可忽略不計。對機械循環(huán)單管系統(tǒng)，如各建筑物各部分層數相同時，每根立管所產生的重力循環(huán)作用壓力近似相等，可忽略不計。 水力計算實例本系統(tǒng)是機械循環(huán)單管順流式熱水供暖系統(tǒng)。計算方法的選擇：等溫降法簡便、易于計算，但不易使各并聯(lián)環(huán)路阻力達到平衡，運行時易出現(xiàn)近熱遠冷的水平失調問題。在較大的室內熱水供暖系統(tǒng)中，如采用等溫降方法進行異程式系統(tǒng)的

48、水力計算，立管間的壓降不平衡率往往難以滿足要求，必然會出現(xiàn)系統(tǒng)的水平失調。對于同程式系統(tǒng)，如在水力計算中一些立管的供回水干管之間的資用壓力很小時，該立管的水流量很小。不等溫降法有可能在設計上解決系統(tǒng)的水平失調問題，但設計過程比較復雜。本設計采用不等溫降法進行水力計算。所謂不等溫降的水力計算，就是在單管系統(tǒng)中各立管的溫降各不相等的前提下進行水力計算。它以并聯(lián)環(huán)路節(jié)點壓力平衡的基本原理進行水力計算。這種計算方法對各立管間的流量分配，完全遵守并聯(lián)環(huán)路節(jié)點壓力平衡的水力學規(guī)律，能使設計工況與實際工況一致。該系統(tǒng)有兩個環(huán)路，其水力計算分別進行，由于知道各房間的散熱量，應此可以確定相應管徑的流量，管道的長

49、度根據實際情況選取，底層和頂層的高度是4.2米，標準層的高度是3.6米。計算步驟：(以右側環(huán)路計算為例系統(tǒng)圖如圖5-5）1.在軸測圖上進行管段編號、立管編號并注明個管段的熱負荷和管長。散熱器內數字表示其熱負荷（w）。如下圖5-4圖5-4 管路布置示意圖 2.本系統(tǒng)為同程程式單管系統(tǒng)，一般取最遠立管的環(huán)路作為最不利環(huán)路。最不利環(huán)路為從入口到ly12，這個環(huán)路包括管段1到管段25。3.計算回水總管14；管段流量=0.86222791/30=6387kg/h，選定管徑70mm。/d由附錄查的為0.54；管段的長度為7.2m。一個彎頭和一個合流三通為4故zh=7.9。根據g和d查文獻1附錄4-5得到p

50、為314.64pa，故管段14的壓力損失p14=2482pa。4.計算立管ly12；平均比摩阻rpj大致為60120pa/m。選rpj=80pa/m。設溫降t=30（比設計溫降大5），計算=0.8618232/30=523kg/h。根據立管的流量g和選定的rpj，查文獻1附錄表4-1,選用立、支管管徑為2520。根據文獻1附錄4-7，得整根立管的折算阻力系數（截止閥公稱通徑不大于200mm，閘閥常用于公稱通徑大于200mm，本設計采用截止閥）。整根立管的折算阻力系數由三部分構成：層立管的當量阻力系數（o.l）、散熱器及其支管的當量阻力系數(o)、立管與供、回水干管連接部分的當量阻力系數(o)。故=1.33.66+610.7+27.5=119.8。根據g=580kg/h，d=25mm查1附錄4-5當zh=1.0時，p=41.35pa，立管的壓力損失=119.841.35=4954pa。5.計算供水干管13；管段流量g=523kg/h，選定管徑為25mm；zh=1.37.2+3=12.36。 根據g=523kg/h，d=25mm，查附錄4-5 當zh=1.0時，p=41.35pa。供水干管的壓力損失p15=12.3641.35=511pa。6.計算回水干管15； 管段流量=0.86204559/30=5864kg/