供熱課程設(shè)計(jì)

1、供熱課程設(shè)計(jì)供熱工程課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：1. 熱負(fù)荷計(jì)算2. 散熱設(shè)備選擇及計(jì)算3. 管網(wǎng)水力計(jì)算4. 繪制圖紙若干張一：參數(shù)：1、設(shè)計(jì)題目：西安某宿舍樓采暖2、氣象資料：西安冬季供暖室外計(jì)算溫度tw=-5C冬季主導(dǎo)風(fēng)向東北朝向修正系數(shù)n值：北0.05東北0.05東-0.05東南-0.13南-0.02西南-0.13西-0.05西北0.053、土建資料：1）外墻：實(shí)心粘土磚3702）外窗：鋁合金中空玻璃3）門：?jiǎn)螌訉?shí)體木門；,一一一一一，一一一，2°.4）屋面：平屋面上人屋面。傳熱系數(shù)K=0.467W/（mC）；5）地面為不保溫地面，K值按地帶決定。6）層高：3.0m,窗臺(tái)距室內(nèi)地

2、坪1m窗戶高度均為1.5m。4、熱源：室外供熱管網(wǎng)，供水溫度95C,回水溫度70Co引入管處供水壓力滿足室內(nèi)供暖要求。5、建筑概況：總層數(shù)三層，總高度9m總面積1160m：二：熱負(fù)荷計(jì)算供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷：是指在設(shè)計(jì)室外溫度tw下，為達(dá)到室內(nèi)溫度tn,供暖系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)向建筑物供給的熱量Q1）:Q=Q+Q+QQ：圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量Q：由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣耗熱量，稱為冷風(fēng)滲透耗熱量Q：加熱由門、孔洞及相鄰房間侵入的冷空氣耗熱量，稱為冷風(fēng)侵入耗熱量1/15供熱課程設(shè)計(jì)2):圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量A:qKF(tntw)aq圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量，WK圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/(itfC);F圍護(hù)結(jié)構(gòu)的

3、面積，itf；tn冬季室內(nèi)計(jì)算溫度，C；tw供暖室外計(jì)算溫度，C；a一圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)。然后進(jìn)行修正由于不需要考慮風(fēng)力附加耗熱量和高度附加耗熱量，只需要進(jìn)行朝向修正耗熱量。圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)K值均勻多層材料(平壁)的傳熱系數(shù)KK=-=-=-=L_W/(m/15.c)R01Si1Rn+R+Rvao入iawR0維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻，m2-C/Wan,aw維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)、外表面的換熱系數(shù)，W/(m2-C)R,Rw維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)、外表面的傳熱阻，m2C/W腦一一維護(hù)結(jié)構(gòu)各層的厚度，m入i維護(hù)結(jié)構(gòu)各層材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m2-C)R一由單層或多層材料構(gòu)成的維護(hù)結(jié)構(gòu)個(gè)材料層的熱阻B:附加耗熱量計(jì)算公式Q=Qj(

4、1+pch+儲(chǔ))Q:考慮各項(xiàng)附加后，某圍護(hù)的耗熱量Q某圍護(hù)的基本耗熱量3ch一朝向修正(3f：風(fēng)力修正供熱課程設(shè)計(jì)3）地面的傳熱系數(shù)貼土非保溫地面如下表:地帶2-R)(m-C/W)K)(m2-C)第一地帶2.150.47第二地帶4.300.23第三地帶8.600.12第四地帶14.20.07第一地帶靠近墻角的地面面積需要計(jì)算兩次4）冷風(fēng)滲透耗熱量按房間換氣次數(shù)來估算該房間的冷風(fēng)滲透耗熱量。計(jì)算公式為0.278nkVnCpw(tn(2-7)式中：Vn房間內(nèi)部體積，m3；nk房間的換氣次數(shù)冏，次/h；w采暖室外計(jì)算溫度下的空氣密度（kg/m3）；Vn采暖房間的體積（m3）;tn采暖室內(nèi)計(jì)算溫度（C

5、）；tw采暖室外計(jì)算溫度（C）。nk可以按下表選用:概算換氣次數(shù)房間外墻暴露情況nk一面乂外墻或外門1/42/3兩向有外墻或外門1/21二回后外墻外門11.5門廳25）冷風(fēng)侵入耗熱量Q30.278VwCp（tntw'）WVW流入的冷空氣量''Q3NQijm式中：Qljm外門的基本耗熱量，W3/15供熱課程設(shè)計(jì)Q3冷風(fēng)侵入耗熱量，WN考慮冷風(fēng)侵入的外門附加率。外門附加率N值外門布置狀況附加率一道門65n%兩道門（又門斗）80n%三道門60n%供暖建筑和生產(chǎn)廠房的主要出口500%注：n-建筑物的樓層數(shù)。6）查詢的規(guī)范A:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差正系數(shù)號(hào)序圍護(hù)結(jié)構(gòu)特征1外墻、屋頂、地面

6、以及與室外相通的樓板等01.02悶頂和與室外空氣相通的非米暖地下室上面的樓板等00.93與有外門窗的不米暖樓梯間相鄰的隔墻（16層建筑）00.64與有外門窗的不米暖樓梯間相鄰的隔墻（730層建筑）00.55非米暖地卜室上面的樓板，外墻上有窗時(shí)50.76非米暖地卜室上面的樓板，外墻上無窗且位于室外地坪以上時(shí)00.67非米暖地卜室上面的樓板，外墻上無窗且位于室外地坪以下時(shí)00.48與有外門窗的非米暖房間相鄰的隔墻、防震縫墻00.79與無外門窗的非米暖房間相鄰的隔墻00.410伸縮縫墻、沉降縫墻00.3B:根據(jù)北京市標(biāo)準(zhǔn)新建集中供暖住宅分戶熱計(jì)量設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程護(hù)肩總傳熱量不宜大于該房間基本供暖負(fù)荷的8

7、0%C:根據(jù)北京市標(biāo)準(zhǔn)新建集中供暖住宅分戶熱計(jì)量設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程取各向傳熱量總和的適當(dāng)比例作為戶間總穿熱負(fù)荷，是考慮戶間出現(xiàn)傳熱溫差的概率。一般可取50%D:實(shí)用空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)4/15供熱課程設(shè)計(jì)計(jì)算房間的采暖熱負(fù)荷步驟(1) 將房間編號(hào)(已編號(hào)完畢，見CAD圖)；(2) 根據(jù)房間的不同用途，來確定房間的室內(nèi)計(jì)算溫度；(3) 計(jì)算或查出有關(guān)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，計(jì)算出其面積；(4) 確定溫差修正系數(shù)；(5) 計(jì)算出各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量(6)計(jì)算出房間的熱負(fù)荷。根據(jù)建筑物所處的地理環(huán)境和建筑形式，不考慮風(fēng)力附加耗熱量和高度附加耗熱量。下面以一層的002房間為例進(jìn)行計(jì)算22由于外墻kl=0.59W/

8、(m);外窗：k2=3.70W/(m);室內(nèi)計(jì)算溫度為18C,西安冬季室外計(jì)算溫度為-5C,冬季最冷月平均室外計(jì)算相對(duì)濕度67冬季平均室外風(fēng)速1.8m/s房間面積20m高度3m1、維護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量：外墻傳熱面積只有北墻和南墻傳熱面積分別為7.2m2、7.65m2外墻的圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)為1則利用公式qKF(tntw)a并根據(jù)朝向糾正Q=Qj(1+3ch+3f)計(jì)算：則熱負(fù)荷為：102.6w和83w同理南外窗和北外窗的熱負(fù)荷為：153.2w、40.2w2地面的各地帶的傳熱系數(shù)：第一地帶：0.47W/(m)；22第二地帶：0.23W/(m)；第三地帶：0.12W/(m)；所以地面熱負(fù)荷為16

9、0.8w2、冷風(fēng)滲透耗熱量：(Q20.278nkVnCpw(tntw)W換氣次數(shù)nk=0.5次則計(jì)算出的冷風(fēng)滲透耗熱量為246.6w3、冷風(fēng)侵入耗熱量Q3'0.278VwCP卬也tw')w5/15供熱課程設(shè)計(jì)Q3NQ1加N-冷風(fēng)侵入的外門附加率為0.65所以冷風(fēng)侵入耗熱量為94.2wQ=Q+Q+Q所以Q=872w其他房間的具體熱負(fù)荷計(jì)算數(shù)據(jù)見附表一層房間熱負(fù)荷房間號(hào)熱負(fù)荷（w）房間號(hào)熱負(fù)荷（w）00114800101379.2002-0081032.8011-0171036.400914510181378.2二層房間熱負(fù)荷:房間號(hào)熱負(fù)荷（w）房間號(hào)熱負(fù)荷（w）0011109.2

10、0121079.5002-010872013-019843.50111109.20201079.5二層房間熱負(fù)荷:房間號(hào)熱負(fù)荷（w）房間號(hào)熱負(fù)荷（w）0011301.80121272.1002-0101064.6013-0191036.20111301.80201272.1工程合計(jì)：60284.9w三：散熱器的計(jì)算M1132型散熱器的寬度是132mm,兩邊為柱狀.中間有波浪形的縱向肋片。柱型散熱器傳熱系數(shù)高，散出同樣熱量時(shí)金屬耗量少.易消除積灰，外形也比較美觀。每片散熱面積少，易組成所需散熱面積。6/15供熱課程設(shè)計(jì)鑄鐵散熱器是目前應(yīng)用最廣泛的散熱器，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，造價(jià)低。1

11、、計(jì)算公式(3-1)式中：F散熱器散熱面積，m2；Q散熱器的散熱量，W;tpj散熱器內(nèi)熱媒平均溫度，C；tn供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，C；,K散熱器的彳熱系數(shù)，W/m2oC；i散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù);2散熱器組連接形式修正系數(shù)；3散熱器組安裝形式修正系數(shù)。由于系統(tǒng)采用的為同側(cè)進(jìn)出式，故2=1.0。選取A=80m3=1.02。計(jì)算散熱器面積時(shí)，先取1=1.00,但算出F后，求出總片數(shù)，然后再根據(jù)片數(shù)修正系統(tǒng)的范圍乘以對(duì)應(yīng)的值，其范圍如下：表3.2片數(shù)修正系數(shù)每組片數(shù)<66101020>2010.9511.051.1另外，還規(guī)定了每組散熱器片數(shù)的最大值，對(duì)此系統(tǒng)的四柱760型散熱器每組片數(shù)不超

12、過25片。在熱水供暖系統(tǒng)中，tpj散熱器進(jìn)出口水溫的算術(shù)平均值3tpj(tsgtsh)(3-2)7/15供熱課程設(shè)計(jì)式中：tsg散熱器進(jìn)水溫度，C；tsh散熱器出水溫度，C。由于系統(tǒng)采用雙管系統(tǒng)，各層散熱器平均進(jìn)出水溫度相同。tDj（tsgtsh）tpj=82.5pj2針對(duì)西安氣象條件和實(shí)際選擇，采用M-132型散熱器。散熱器片數(shù)的計(jì)算按下列步驟進(jìn)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（由于每組片未定，故先按1計(jì)算）；2、確定每片散熱器的散熱面積。3、計(jì)算散熱器片數(shù)，求實(shí)際所需散熱器面器。4、求實(shí)際采用片數(shù)。選取某一房間進(jìn)行計(jì)算。以第一層001房間為例。Q2F123-m2=14

13、80/(7.99X64.5)X1.0X1.0X1.02=2.93mK(tpjtn)M-132型散熱器每片散熱器的面積為0.24m2計(jì)算片數(shù):n'=F'/f=2.93/0.2412片查附錄2-3,當(dāng)散熱器片數(shù)為1120片，01=1.05,因此，實(shí)際所需散熱器面積為：F=F%=2.93X1.05=3.08m2實(shí)際采用片數(shù)n為：n=F/f=3.08/0.24=12片取整數(shù)，應(yīng)采用M-132型散熱器12片。舍散熱片片數(shù)計(jì)算表如下:一層房間散熱器片數(shù):房間號(hào)散熱器片數(shù)房間號(hào)散熱器片數(shù)0011201011002-0089011-017900912018118/15供熱課程設(shè)計(jì)二層房間散熱器

14、片數(shù):房間號(hào)散熱器片數(shù)房間號(hào)散熱器片數(shù)00190129002-0107013-019701190209三層房間散熱器片數(shù):房間號(hào)散熱器片數(shù)房間號(hào)散熱器片數(shù)0011101011002-0089011-01790091101811散熱器的布置：l、散熱器宜安裝在外墻窗臺(tái)下，這樣，沿散熱器上升的對(duì)流熱氣流能阻止和改善從玻璃窗下降的冷氣六和玻璃冷輻射的影響，是流經(jīng)室內(nèi)的氣流比較暖和。2、為防止凍裂散熱器，兩道外門之間，不準(zhǔn)設(shè)置散熱器。3、散熱器一般應(yīng)明裝，布置簡(jiǎn)單。4、在垂直單管或雙關(guān)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。四

15、：水力計(jì)算：4.1水力計(jì)算原理供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算的主要任務(wù)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。設(shè)計(jì)熱水供暖系統(tǒng)，為使系統(tǒng)中各管段的水流量符合設(shè)計(jì)要求，以保證流進(jìn)各散熱器的水流量符合需要，就要進(jìn)行管路的水力計(jì)算。當(dāng)流體沿管道流動(dòng)時(shí)，由于流體分子間及其與管壁間的摩擦就要損失能量；而當(dāng)流體流過管道的一些附件（如閥門、彎頭、三通、散熱器等）時(shí)，由于流動(dòng)方向或速度的改變產(chǎn)生局部旋渦和撞擊，也要損失能量。前者成為

16、沿程損失，后者稱為局部損失。因此，熱水供暖系統(tǒng)單個(gè)計(jì)算管段的阻力損失可用下式表示：9/15供熱課程設(shè)計(jì)本系統(tǒng)利用的水力計(jì)算方法：根據(jù)最不利循環(huán)環(huán)路各管段改變后的流量和已知各管段的管徑。利用水力計(jì)算圖表，確定該循環(huán)環(huán)路各管段的壓力損失以及系統(tǒng)必需的循環(huán)作用壓力，并檢查循環(huán)水泵揚(yáng)程是否滿足要求。其它的水力計(jì)算方法：一：已知備管段的流量和選定的比摩阻R值或流速值從而確定管徑二：就是根據(jù)管段的管徑d和該管段的允許壓降A(chǔ)P,來確定通過該管段（例如通過系統(tǒng)的某一立管）的流量。AP=APy+APj=Rl+APj式中：P計(jì)算管段的阻力損失，Py計(jì)算管段的沿程損失，R每米管長(zhǎng)的沿程損失，l管段長(zhǎng)度，mAPj管段

17、的局部損失，Pa。在管路的水力計(jì)算中，通常把管路中水流量和管徑都沒有的一段管子稱為一個(gè)計(jì)算管段。任何一個(gè)熱水供暖系統(tǒng)的管路都是由許多串聯(lián)或并聯(lián)的計(jì)算管段所組成的。每米管長(zhǎng)的沿程阻力損失（比摩阻）可用公式：式中:R比摩阻,Pa/m;A管段摩阻系數(shù)jd菅段直徑尸；p”供熱介質(zhì)密度;七供熱介質(zhì)流速,m/sc管內(nèi)流動(dòng)的摩阻系數(shù)入取決于管內(nèi)供熱介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)和管壁粗糙度。對(duì)于流動(dòng)狀態(tài)，目前專業(yè)書中都認(rèn)為室內(nèi)供暖系統(tǒng)管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)處于過渡區(qū)，室外熱水管網(wǎng)管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)處10/15供熱課程設(shè)計(jì)于阻力平方區(qū)。管段的局部損失管段的局部損失，可按下式計(jì)算:2pvPj=E-Paj2式中一一管段中總的局部阻力系數(shù)。水流過熱

18、水供暖系統(tǒng)管路的附件（如三通、彎頭、閥門等）的局部阻力系數(shù)E值可查閱文獻(xiàn)。表中所給出的數(shù)值都是用實(shí)驗(yàn)方法確定的。利用上述公式可分別確定系統(tǒng)中備管段的沿程損失APj和局部損失APd,兩者之和就是該管段的阻力損失。5.1.2 管段的沿程損失管段的局部損失計(jì)算如下：Py=RlPa5.1.3 當(dāng)量局部阻力法（動(dòng)壓頭法）當(dāng)量局部阻力法的基本原理是將管段的沿程阻力損失轉(zhuǎn)變?yōu)榫植繐p失來計(jì)算。該管段的沿程阻力損失相當(dāng)于某一局部損失R,、2Vpv一l一d2d式中局部阻力系數(shù)計(jì)算的過程和步驟熱水供暖系統(tǒng)水力計(jì)算的最終目的是要選擇適當(dāng)?shù)墓軓?，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

19、。根據(jù)最不利循環(huán)環(huán)路管段的流量和給定的管徑，利用水力計(jì)算圖表，確定該循環(huán)環(huán)路各管段的阻力損失以及整個(gè)系統(tǒng)所必需的循環(huán)作用壓力。通過選用適當(dāng)?shù)腞值（或流速v值）來決定管徑。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(shí)為了各循環(huán)環(huán)路易于平衡，最不利循環(huán)環(huán)路的平均比摩阻不宜選得太大。目前在設(shè)計(jì)實(shí)踐中Rpj值一般選用60120Pa/m。剩余的資11/15供熱課程設(shè)計(jì)用循環(huán)壓力，由入口處的調(diào)壓裝置節(jié)流。在機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)中，循環(huán)壓力主要是由水泵提供，同時(shí)也存在著重力循環(huán)作用壓力。對(duì)機(jī)械循環(huán)單管系統(tǒng)，如各建筑物各部分層數(shù)相同時(shí)，每根立管所產(chǎn)生的重力循環(huán)作用壓力近似相等，可忽

20、略不計(jì)。計(jì)算步驟如下：繪制軸側(cè)圖如圖。根據(jù)房間的平面圖繪制系統(tǒng)的管路計(jì)進(jìn)行管段編號(hào)，立管編號(hào)并注明各管段的熱負(fù)荷和管長(zhǎng)。3、確定最不利環(huán)路。本系統(tǒng)為異程式雙管系統(tǒng)，一般取最遠(yuǎn)立管的環(huán)路作為最不利環(huán)路。從如附圖的“埴。1KIff國(guó)1蛆口Ml：科一懿鞭施雄同SG-BG1-BG2-BG3-BG4-BG5-BG6-BG7-BG8-BG9-BG10-BG11-VG2-R1-VH2-VH1-BH11-BH10-BH9-BH8-BH7-BH6-BH5-BH4-BH3-BH2-BH1-SH4、計(jì)算最不利環(huán)路各管段的管徑。2、計(jì)算通過最遠(yuǎn)立管11的環(huán)路的總阻力，根據(jù)所選值Roj(60120Pa/m),和每個(gè)管段的流量G的值，查閱供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)中初選各管段的d、Rv的值，算出通過最遠(yuǎn)立管的環(huán)路的總阻力。流量G的值可用以下公式計(jì)算得出：0.86QG(tg'th')kg/h式中：Q管段的熱負(fù)荷，W12/15供熱課程設(shè)計(jì)t'一、tg系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供水溫度，c；th'系統(tǒng)的設(shè)計(jì)回水溫度，c。(2)、根據(jù)v查附錄知?jiǎng)訅篜d,列入表中。(3)、根據(jù)管長(zhǎng)l和R計(jì)算沿程阻力損