供熱工程課程設(shè)計匯本

1、摘要本次課程設(shè)計首先是選擇某地筑物，然后根據(jù)該地的氣象資料特征。計算該建筑物熱 負(fù)荷，合理選擇確定該建筑物的供暖系統(tǒng)方案。以及散熱設(shè)備的選擇與計算。并根據(jù)該供 暖方案對該系統(tǒng)進展水力計算以及系統(tǒng)的阻力平衡。繪制該建筑物的平面圖剖面圖.供暖系統(tǒng)圖。考慮該地區(qū)氣象特征以及建筑物的特點。根據(jù)當(dāng)?shù)毓?jié)能；環(huán)保要求。選擇最合理的熱 水供暖系統(tǒng)。進展該系統(tǒng)的設(shè)計計算。關(guān)鍵詞：熱負(fù)荷；散熱設(shè)備；水力計算目錄1.前言12熱負(fù)荷計算32.1建筑物的概述32.2計算最小傳熱阻并校核42.3熱負(fù)荷的計算43供暖方案確實定以及散熱器布置與選擇123.1熱媒的選擇123.2供暖形式確實定123.3散熱器的布置123.4散

2、熱器選擇123.5散熱器的計算124. 管路的水力計算234.1繪制采暖系統(tǒng)圖234.2計算最不利環(huán)路的管徑235. 總結(jié)296. 參考文獻301將自然界的能源直接或間接地轉(zhuǎn)化為熱能，以滿足人們需要的科學(xué)技術(shù)，稱為供熱工程。供熱工程又分為供暖工程和集中供熱，供暖工程是以保持一定的室溫度，以創(chuàng)造適宜的生活條件或工作條件為主要任務(wù)，集中供熱是指以熱水或蒸汽作為熱媒，由一個或多個熱源通過熱網(wǎng)向城市、鎮(zhèn) 或其中某些區(qū)域熱用戶供給熱能的方式。生活中常見的是集中供熱工程，目前已成為現(xiàn)代化城鎮(zhèn)的重要根底設(shè)施之一，是城鎮(zhèn)公共事業(yè)的重要組成局部。集中供熱系統(tǒng)包括熱源、熱網(wǎng)和用戶三 局部。熱源主要是熱電站和區(qū)域鍋

3、爐房工業(yè)區(qū)域鍋爐房一般采用蒸汽鍋爐，民用區(qū)域鍋爐房一般采用熱水鍋爐，以 煤、重油或天然氣為燃料；有的國家已廣泛利用垃圾作燃料。工業(yè)余熱和地?zé)嵋部?作熱源。核能供熱有節(jié)約大量礦物燃料，減輕運輸壓力等優(yōu)點。熱網(wǎng)分為熱水管網(wǎng) 和蒸汽管網(wǎng)，由輸熱干線、配熱干線和支線組成，其布局主要根據(jù)城市熱負(fù)荷分布 情況、街區(qū)狀況、開展規(guī)劃及地形地質(zhì)等條件確定，一般布置成枝狀，敷設(shè)在地下。主要用于工業(yè)和民用建筑的采暖、通風(fēng)、空調(diào)和熱水供給 ，以及生產(chǎn)過程中的加熱、烘干、蒸煮、清洗、溶化、致冷、汽錘和汽泵等操作。集中供熱的優(yōu)點是：提高能源利用率、節(jié)約能源。供熱機組的熱電聯(lián)產(chǎn)綜合熱效率可達85 %，而大型汽輪機組的發(fā)電熱

4、效率一般不超過40 % ;區(qū)域鍋爐房的大型供熱鍋爐的熱效率可達80 %90 %，而分散的小型鍋爐的熱效率只有 50 %60 %。有條件安裝高煙囪和煙氣凈化裝置，便于消除煙塵，減輕大氣污染，改善環(huán)境衛(wèi)生，還可以實現(xiàn)低質(zhì)燃料和垃圾的利用?？梢则v出大批分散的小鍋爐 房及燃料、灰渣堆放的占地，用于綠化，改善市容。減少司爐人員及燃料、灰渣的運輸量和散落量，降低運行費用 ，改善環(huán)境衛(wèi)生。易于實現(xiàn)科學(xué)管理，提高供熱質(zhì)量。實現(xiàn)集中供熱是城市能源建立的一項根底設(shè)施，是城市現(xiàn)代化的一 個重要標(biāo)志，也是國家能源合理分配和利用的一項重要措施。改革開放三十年，我國集中供熱事業(yè)獲得了長足開展，與興旺國家相比，在建筑 節(jié)能

5、與供熱系統(tǒng)的能源利用；建筑節(jié)能材料；供熱設(shè)備的選擇；供熱系統(tǒng)的選擇和控制以 及節(jié)能環(huán)保意識等方面存在很大的差距。展望2010年，集中供熱將面臨新的競爭和挑時間，在供熱及能源利用技術(shù)方面還需要不斷改良和提高。戰(zhàn)，實現(xiàn)供熱技術(shù)進步關(guān)鍵在于抓好建立完善的技術(shù)開發(fā)體系、 技術(shù).推廣供熱節(jié)能新以及散熱設(shè)備的選本次課程設(shè)計是運用供熱工程的技術(shù)知識對某筑物進展設(shè)計計算, 擇與計算，合理的選擇供暖系統(tǒng)以及管路的水力計算。2熱負(fù)荷計算2.1建筑物的概述供熱系統(tǒng)計算主要包括以下步驟：1.建筑物室熱負(fù)荷的計算2.確定供暖系統(tǒng)的設(shè)計 方案以及熱媒形式，散熱器的選型3.散熱器的計算與布置4.繪制系統(tǒng)軸測圖，對管段分 段

6、并標(biāo)注管長，各個散熱器的熱負(fù)荷大小 5.進展系統(tǒng)的水力計算，并平衡各管段的阻力， 一般異程式不大于15%，同程式不大于10%。本次課程設(shè)計的建筑物選擇的某一小型住宅樓，層高3層，層高為3米。具體的參數(shù)見圖表2-1.根據(jù)以上步驟的要求，對該住宅樓進展合理的供暖系統(tǒng)設(shè)計與水力計算。:維護構(gòu)造的條件如下外墻：一磚半厚370mm丨，墻抹灰。K=1.57w/m C D=5.06外窗：單層木門玻璃窗，尺寸寬*高為，可開啟的縫隙總長為13.0m。 門：單層木門.尺寸寬*高為，門型為無上亮的單散門，可開啟的縫隙總長為 9.0m 。頂部：厚 50mm 防腐木屑 k=0.93 w/m C D=1.53地面：不保溫

7、地面k值按劃分地帶計算。市室外的氣象資料：供暖室外的計算溫度tw=-5 C累年1951年一1980年最低日平均溫度tpmin =-17.1 C冬季室外平均風(fēng)速Vpj=4.9m/s2.2計算最小傳熱阻并校核該外墻屬于U型維護構(gòu)造供熱工程表 1-6維護構(gòu)造冬季室外計算溫度Twc=0.68t w+0.4t pmin =0.6* -5+0.4*-17.1=-12 °C最小傳熱阻計算公式 Rmin= uRnTn- Twc/Ty根據(jù)條件可知 Rmin =1.0 X0.115 X30/6.0=0.575 m 2 C /w外墻的實際傳熱阻 R0=1/K=1/1.57=0.637 m2Cw>R

8、min 滿足要求校核頂棚的最小傳熱阻該維護構(gòu)造屬于川型，維護構(gòu)造的冬季室外的計算溫度Twc應(yīng)采用Twc=0.3t w+0.7t pmin =0.3 X-5+0.7 X-17.1=-15 CRmin =0.76 m 2 C /w頂棚實際的傳熱阻R0=1/K=1/0.93=1.075> Rmin 滿足要求。2.3熱負(fù)荷計算一.一層根本耗熱量計算1首先，將采暖房間編號，如1 , 2等計入表2-1中，在把采暖房間的名稱如臥室， 客廳等計入到第2欄。2丨維護構(gòu)造朝向及名稱如北外墻，南外墻，計入第 3欄中。維護構(gòu)造的傳熱面積等依 次記錄。3房間的熱負(fù)荷Q主要包括以下幾局部：Q = Q1 + Q2 +

9、 Q3式中：Q1圍護構(gòu)造耗熱量；Q2冷風(fēng)滲透耗熱量；Q3冷風(fēng)侵入耗熱量。圍護構(gòu)造的根本耗熱量：q KF tn tw a式中：K圍護構(gòu)造的傳熱系數(shù)，W/ m2 K;F圍護構(gòu)造的計算面積，m2 ;tn 冬季室空氣的計算溫度，C；tw 冬季室外空氣的計算溫度，C；u圍護構(gòu)造的溫差修正系數(shù)；是用來考慮供暖房間并不直接接觸室外 大氣時，圍護構(gòu)造的根本耗熱量會因外傳熱溫差的削弱而減少的修正，其值取決于鄰室非供暖房間或空間的保溫性能和透氣情況。地面各地段的傳熱系數(shù)見表地帶名稱地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)地帶名稱地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)第一地帶0.47第二地帶0.23第三地帶0.12第四地帶0.07底層1房間的維護構(gòu)造耗熱量計算：qi

10、= aKF (tn tw)(1 乂曲)南外墻：qi=1.0 X1.57 x18+5X12.68 X0.8 xl.04=380.95w西外墻：q2=1.0 X1.57 x18+5X18.81 X0.95 xl.04=671.08w南外窗：q3=1.0 X2.3X18+5X3.2 X0.85 X1.04=149.64w地面I:q4=1.0 X0.47 X18+5X18.6 X1 X1.04=209.11w地面 U:q 5=1.0 X0.23 X18+5X5.92 X1 X1.04=32.57 w圍護構(gòu)造耗熱量 Q1= q 1+ q 2+ q3+q 4+q 5=1431.85W(4) 維護構(gòu)造耗熱量

11、的修正按照暖通規(guī)的規(guī)定，維護構(gòu)造的耗熱量修正應(yīng)考慮朝向修正、風(fēng)力附加和高度附加三個 方面。上面公式已修正.(5) 冷風(fēng)滲透耗熱量計算采用縫隙法計算冷風(fēng)滲透耗熱量Q2公式如下：Q2=0.278V p Cp (tn-tw )式中：V= LinL每米門窗縫隙滲入室的空氣量，按當(dāng)?shù)囟酒骄L(fēng)速，m3/h ml 門窗縫隙的計算長度，m n 滲透空氣量的朝向修正系數(shù)， pw 冬季供暖室外計算溫度下的空氣密度，Kg/ m 3;Cp 冷空氣的定壓比熱，C=1KJ/Kg C ;tn 冬季室空氣的計算溫度，C ; tw冬季室外空氣的計算溫度，C。查表可知：市的冷風(fēng)朝向修正系數(shù)：南向n=0.2北向n=0.65東向n

12、=0.65西向n=1.0 向。查表可知：冬季室外平均風(fēng)速 Vpj=4.9m/s，單層門的L=5.5m 3/m h南向外窗的總計算長度1=13米總的冷風(fēng)滲透量：V= Lln=5.5 X0.2 X13=14.3 m 3/h冷風(fēng)滲透耗熱量Q3=0.278V p Cp (tn-tw >0.278 X14.3 X1.34 X1.0 X23=122.52w(6) 冷風(fēng)侵入耗熱量計算IQ3= N Q! w式中Qi 外門根本耗熱量，N考慮冷風(fēng)侵入的外門附加率，由于該房間沒有外門故冷風(fēng)侵入耗熱量為零。綜上可得 Q= Q 1+Q2+Q 3=1554.37 w以此可算出其它房間的熱負(fù)荷，如下表所示：一層熱負(fù)荷

13、計算房 間名稱 及方 向面積傳 熱 系 數(shù)室計算溫度供暖室 外計算 溫度室外計 算溫度 差溫差 修正 系數(shù)根本耗熱量朝 向修正 后耗 熱量高 度 修 正圍護構(gòu) 造耗熱 量冷風(fēng)滲透耗熱量冷風(fēng)侵入耗熱量房間總耗熱量m2W/m2CW%W%WWWW1南外墻12.181.5718-5231457.8720366.294380.95122.5201554.37西外墻18.811.571679.235645.27671.08南外窗3.22.31169.281143.89149.645地面1i8.60.471201.070201.07209.11地面25.920.23131.32031.3232.572南外墻

14、9.861.5718-5231356.0420284.834296.23122.5283.971697.89南外 窗42.31211.620169.28176.05東外墻15.811.570.6342.530342.53356.24地面i19.40.471209.710209.71218.1地面28.140.23143.06043.0644.783北外墻9.851.5718-5231226.550226.554235.61398.2401042.29北外窗52.31264.50264.5275.08地面i90.47197.29097.29101.18地面25.850.23130.95030.9

15、532.181北外墻5.1.51548.0548.1570.017155881西外0.1.51468.-444.9462.7墻87385669612.65185.4西外2.5.818-5231348.-330.64343.81073窗62045361地面5.0.41170.0170.7177.6i8779933.地面30.2117.8017.8818.5928389.南外81.51356.2284.8296.2墻6704033南外42.31211.2169.2176.0窗6085122.51697.5118-5234283.9789西外342.0342.5356.2墻87533

16、41地面10.41209.0209.7218.119.77114地面28.140.23143.06043.0644.786南外墻12.181.5718-5231457.8720366.294380.95122.5201554.37東外墻18.811.571679.235645.27671.08南外 窗3.22.31169.2815143.89149.64地面i18.60.471201.070201.07209.11地面25.920.23131.32031.3232.577北外墻15.181.5718-5231548.150548.154570.08612.6105185.73東外墻10.891

17、.571468.385444.96462.76東外窗2.65.821348.045330.63343.86地面1i5.80.471170.790170.79177.63地面23.380.23117.88017.8818.598北外墻9.851.5718-5231226.550226.554235.61398.2401042.29北外窗52.31264.50264.5275.08地面i90.47197.29097.29101.18地面25.850.23130.95030.9532.18二層熱負(fù)荷計算房 間名 稱 及 方 向面積傳 熱 系 數(shù)室計算溫度供暖室 外計算 溫度室外 計算 溫度差溫差 修

18、正 系數(shù)根本耗熱量朝 向修正后耗熱量高 度 修 正圍護構(gòu) 造耗熱 量冷風(fēng)滲透耗熱量冷 風(fēng) 侵 入 耗 熱 量房 間 總 耗 熱 量m2W/m2CW%W%WWWW1南12.1.518-5231457.87-2366.24380.95122.52 013外墻1870912.6西9外18.1.51679.23-5645.2671.088177墻南外-11169.2859149.64窗南9.81.5-2284.8外671356.0403296.23墻14南-2169.283.352外42.318-5231211.6084176.05122.5297.0窗1東外3

19、42.530342.5356.248173墻北外9.81.51226.550226.5235.6157590墻3北18-5234398.2408.93外52.31264.50264.5275.08窗北15.1.5548.1外1871548.1505570.0819墻894西外10.1.518-5231468.38-5444.94462.76612.610.589761墻西2.65.81348.04-5 :330.6343.86外窗23南外9.81.51356.04-2284.8296.236703墻14南外-2169.283.35542.318-5231211.6084176.05122.52

20、97.01窗西15.1.5342.5外8170.6342.5303356.24墻南12.1.5-2366.2外1871457.8709380.95墻13東外18.1.5645.212681718-5231679.23-574671.08122.520.69墻南外-11169.2859149.64窗北15.1.5548.1外1871548.1505570.08墻19東10.1.5444.9897外89718-5231468.38-564462.76612.610.5墻1東外5.8330.62.621348.04-53343.86窗8北9.81.518-5231226.550

21、226.54235.61398.24 090外墻5758.93北外窗52.31264.50264.5275.08三層熱負(fù)荷計算房 間名稱 及方 向面積傳 熱 系 數(shù)室計供暖室 外計算 溫度室外計 算溫度 差溫差 修正 系數(shù)根本耗熱量朝 向修正 后耗 熱量高 度 修 正圍護構(gòu) 造耗熱 量冷風(fēng)滲透耗熱量冷風(fēng)侵入耗熱量房間總耗熱量算度溫W/m2m2W%W%WWWWC1南外2.1.51457.2366.2380.9墻178709581122.51312.1西外8.1.518-5231679.-645.24671.02069墻81723578南外3.2.31169.1143.8149.6窗2285949

22、.南外81.51356.2284.8296.2墻70433122.51435.2618-5230483.97201南外42.31211.-169.2176.0窗62850東外墻15.811.570.6342.530342.53356.249.北外81.51226.0226.5235.6墻75551398.2908.93518-5234403北外52.31264.0264.5275.0窗581北外5.1.51548.0548.1570.061989.4西外0.1.518-5231468.-444.94462.71051墻87385669西外2.5.81348.-330.

23、6343.8窗6204536南外9.1.5356.-284.8296.2812墻6704033南外42.31211.2169.2176.0122.51435.5窗18-52360845283.97011西外墻342.0342.5356.287533416南外墻12.i81.5718-5231457.8720366.294380.95122.5201312.69東外墻18.811.571679.235645.27671.08南外3.2.31169.1143.8149.6窗2285941北外5.1.51548.0548.1570.061989.7東外0.1

24、.518-5231468.-444.94462.71051墻87385669東外2.5.81348.-330.6343.8窗62045369.北外81.51226.0226.5235.6墻75551398.2908.98518-5234043北外52.31264.0264.5275.0窗583供暖方案確實定以及散熱器布置與選擇3.1熱媒的選擇此題選擇熱水供暖系統(tǒng)，供水溫度 tg=95 C,回水溫度th=70 C。3.2供暖形式確實定此題采用重力循環(huán)等溫異程式雙管上供下回式供暖系統(tǒng)，每組散熱器供水管上有一截止閥。3.3散熱器的布置該題散熱器安裝在窗臺下面，這樣沿散熱器上升的對流熱氣流能阻止和改善

25、從玻璃下 降的冷氣流和玻璃冷輻射的影響，使流經(jīng)室的空氣流比擬暖和舒適。3.4散熱器的選擇散熱器的選擇及安裝建筑性質(zhì)適合選用的散熱器居住建筑柱形、閉合串片、板式、扁管式、輻射對流式公用建筑柱形、閉合串片、板式、扁管式、屏壁型、輻射對流式工業(yè)企業(yè)輔助建筑柱形、翼型、輻射對流式散發(fā)小量粉塵的車間及倉庫柱形、輻射對流式散發(fā)大里粉塵的車間及倉庫柱形、光面排管3.5散熱器的計算2-13所計算熱負(fù)荷的大小，室安裝二柱M132根據(jù)上表散熱器的選擇，同時又表 型或四柱760型散熱器。1 散熱面積的計算所需散熱器傳熱面積式中F按下式計算:QK(tpjJ)F 房間供暖所需的散熱器散熱面積， m2 ；Q房間供暖熱負(fù)荷

26、，W;K 散熱器的傳熱系數(shù)， W/(m. C );tpj 散熱器熱媒的算術(shù)平均溫度，C；tn 供暖室計算溫度，C；!散熱器組裝片數(shù)或散熱器的長度修正系數(shù)2 散熱器連接形式修正系數(shù)，3散熱器安裝形式修正系數(shù)，散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù) !的選擇每組片數(shù)<66101120>2010.951.001.051.10注：上表僅適用于各種柱式散熱器，方翼型和圓翼型散熱器不修正，其它散熱器需要修正 時，見產(chǎn)品說明。散熱器連接形式修正系數(shù) 2的選擇：四柱813型與供水管道的連接選擇同側(cè)上進下出的連接方式，那么2=1.0 ；2丨一層樓房的散熱器計算1 .單元房雙管系統(tǒng)，Q=1554.37w , tpj

27、=(t g+th)/2=(95+70)/2=82.5°C tn=18 °CAt=t pj-tn=64.5 °C。查供熱工程附錄2-1對M-132散熱器K=2.426 At°286=2.426 X64.5°286=7.99w/m 2 C散熱器組裝形式修正系數(shù)! =1.0散熱器連接形式修正系數(shù)2=1.0散熱器安裝形式修正系數(shù)3=1.02根據(jù)公式求得:QK(tpj tn)2. 3=1554.37/(7.99*64.5)X1.0 X1.0 X1.02=3.08 mN=F/f=3.08/0.24=13 片當(dāng)散熱器片數(shù)為11-20片時，1=1.05因此實際

28、所需散熱面積為：F= F ' 1=3.08 X1.05=3.33 m 2實際采用的片數(shù) N=F/f=3.33/0.24=14 片2. 單元房Q=1697.89 w根據(jù)公式求得:K(tpjtn)23=1697.89/(7.99*64.5)X1.0 X1.0 X1.02=3.36m2N=F/f=3.36/0.24=14 片當(dāng)散熱器片數(shù)為11-20片時，1=1.05因此實際所需散熱面積為：F= F ' 1=3.36 X1.05=3.53m 2實際采用的片數(shù)N=F/f=3.33/0.24=15 片3. 單元房Q=1042.29w同理可得n= 9片4. 單元房Q=2185.73w同理可得

29、n= 19片5. 單元房 Q=1697.89 w同理可得n= 15片6. 單元房 Q=1554.37w同理可得n= 11片7. 單元房 Q=2185.73w同理可得n= 19片8. 單元房 Q=1042.29w同理可得n= 9片3二層樓房的散熱器計算1 .單元房Q=1312.69w ,同理可得n= 11 片2.單元房Q=1435.01 w同理可得n= 12 片3.單元房Q=908.93w同理可得n= 8片4.單元房Q=1989.51w同理可得n= 17 片5.單元房 Q=1435.01 w同理可得n= 12 片6.單元房Q=1312.69w同理可得n= 11 片7.單元房Q=1989.51w同

30、理可得n= 17 片8.單元房Q=908.93w同理可得n= 8片4三層樓房的散熱器計算1 .單元房Q=1723.5w ,同理可得n= 15 片2.單元房Q=1914.29 w同理可得n= 17 片3.單元房Q=1206.23w同理可得n= 10 片4.單元房Q=2293.4w同理可得n= 20 片5.單元房Q=1914.29 w同理可得n= 17片6.單元房Q=1723.5w同理可得n= 15片7.單元房Q=2293.4w同理可得n= 20片8.單元房Q=1206.23w同理可得n= 10片各層房間散熱器片數(shù)的計算如下表所示:一層散熱器計算表房間編號熱負(fù)荷溫差K1231nnWW/(m

31、76;C)11554.3764.57.991.0511.02131421697.891.05141531042.291q9w42185.731.05181951697.891.05141561554.371.05131472185.731.05181981042.29199二層散熱器計算表房間編號熱負(fù)荷溫差K1231nnWCW/(m C)11312.6964.57.991.0511.02111121435.011.0512123908.9318841989.511.05161751435.011.05121261312.691.05111171989.511.0516178908.93188三

32、層散熱器計算表房間編號熱負(fù)荷溫差K1231nnWW/(m °C)11723.564.57.991.0511.02141521914.291.05161731206.231101042293.41.05192051914.291.05161761723.51.05141572293.41.05192081206.23110104 .管路的水力計算4.1繪制管路的系統(tǒng)圖1. 繪制管路的系統(tǒng)圖1-3丨層。并標(biāo)上管段，管長，以及熱負(fù)荷大小。2. 確定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)采用異層式系統(tǒng)，取最遠(yuǎn)的立管為最不利環(huán)路。圖見附錄4.2計算最不利環(huán)路的管徑本設(shè)計采用重力循環(huán)系統(tǒng).(1)選擇最不利環(huán)路，并標(biāo)

33、管徑；根據(jù)推薦比摩阻確定環(huán)路管徑，流速，以及平均比摩阻的大小。(3) 計算各管段的壓力損失厶py ；(4) 確定局部阻力損失 pj； 求各管段的壓力損失 p= Apy+ Apj ；(6) 求環(huán)路的總壓力損失YA p ；(7) 平衡各管段的阻力；(8) 將計算結(jié)果記入以下的表中。水力計算表管QGLdVRApy=段WKg/hmmmm/sPa/mR LEApdApjAp號123456789101112立管I 一層散熱器最不利環(huán)路作用壓力厶p =764.41pa11698582200.0452.214.42250.9924.7529.172963833210320.084.9449.4043.8915.5664.9731926466318400.148.81158.585.59