供熱工程設(shè)計說明書

1、目錄第一章 概述本課程為供熱工程 ，它是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的重要學(xué)科。通過課 程設(shè)計等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)， 掌握建筑物供暖系統(tǒng)和集中供熱系統(tǒng)的工程設(shè)計原理 和方法， 以及運(yùn)行管理的基本知識。 培養(yǎng)我們的設(shè)計思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度， 讓我們 對建筑采暖有了進(jìn)一步的認(rèn)識，同時進(jìn)一步加強(qiáng) ACS CAD等相關(guān)軟件的運(yùn)用。本設(shè)計為長春市某二層多媒體教室熱水供暖設(shè)計，設(shè)計包括采暖設(shè)計熱負(fù)荷及熱指標(biāo) 的計算、散熱設(shè)備選擇計算、管道水力計算， 掌握布置管道和附屬設(shè)備選擇的方法，供暖系 統(tǒng)的確定方案以及施工圖的繪制并確保施工圖的可實(shí)施性。本設(shè)計采用散熱器采暖方案。工程概況整個建筑物共有兩層，建筑面積為 m ，建筑總

2、高。一層與二層的建筑布局 完全相同，每層各有兩間大階梯教室，兩間休息廳、四間門廳、兩間公共廁所和 兩個樓梯間。第二章設(shè)計依據(jù)1. 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范 GB50019-20032. 簡明供熱設(shè)計手冊設(shè)計范圍工程地點(diǎn)：長春市供暖區(qū)域：教室、休息室、門廳冬季室內(nèi)外設(shè)計參數(shù)該建筑位于長春，由文獻(xiàn)【5】得到該地區(qū)的有關(guān)氣象資料如下:表長春市冬季室外設(shè)計參數(shù)地點(diǎn)采暖室外計算溫度冬季最多風(fēng)向平均風(fēng)速冬季主導(dǎo)風(fēng)向長春-23 ° Cs西南表室內(nèi)計算溫度（C）教室休息室門廳181818建筑參數(shù)外墻厚150mm內(nèi)墻240mm窗都是綠色塑鋼窗，門都是彈簧門。門窗標(biāo)準(zhǔn) 尺寸參考圖紙。門和窗以及墻的傳熱

3、系數(shù)由圖紙?zhí)峁?。動力參?shù)熱源：城市熱網(wǎng)熱媒：熱水熱水參數(shù)：tg =95 r th=70C。熱力入口位置：一層北面走廊中央供回水管管徑：DN70 壓差P=20000Fa第三章 熱負(fù)荷計算對于民用建筑，熱負(fù)荷主要考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量和冷風(fēng)滲透耗熱量。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量由圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量和圍護(hù)結(jié)構(gòu)附加耗熱量組成。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量由文獻(xiàn)【 3】可知，維護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量按一維穩(wěn)態(tài)傳熱過程計算，假定圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量 維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù) 維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱面積 供暖室內(nèi)計算溫度 供暖室外計算溫度室內(nèi)外空氣溫度和其他影響傳熱過程的因素都不隨時間變化，可按下式計算： q =KF(t n -

4、t 'w)(3-1)式中 qK(W)；W/( rf. K);(rf);C);C)；圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫度修正系數(shù)對于保溫性能差， 且容易與室外空氣流通的情況， 非供暖房間或空間的空氣溫度 th 更接近于室外空氣溫度，則 值更接近于 1.本設(shè)計中樓梯間為非供暖區(qū)域， 與室外空氣流通較多， 其溫度更接近于室外溫度， 故 =1圍護(hù)結(jié)構(gòu)附加耗熱量1) 朝向修正耗熱量在本設(shè)計中，需要供熱的房間只有南北兩面受到日射影響。由文獻(xiàn)【3】可知，故朝向修正率為：南面的 xch =-15%；北面的 xch =2%2) 外門附加耗熱量由文獻(xiàn)【 3】可知，外門附加耗熱量可以采用外門的基本耗熱量乘以相應(yīng)的附加 率來計算。

5、二層為陽臺門，不用考慮外門附加。 第一層的每間門廳暴露于室外的 是兩道門，故外門附加率 xm =80%3) 間歇附加本建筑為階梯教室樓，不用全天維持設(shè)計室溫，故采用間歇供暖設(shè)計。由文獻(xiàn)【3】 可知，其間歇附加率取20%。其附加于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量。冷風(fēng)滲透耗熱量由文獻(xiàn)【3】可知，通過每米門縫進(jìn)入室內(nèi)的理論空氣量為:Lo(wv2o/2)b式中外門縫隙滲透參數(shù)w冬季室外計算溫度下空氣密度vo 冬季最多風(fēng)向平均風(fēng)速 b門窗縫隙滲風(fēng)指數(shù) 實(shí)際滲入室內(nèi)的冷空氣體積為：V=IL0 n 由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量按下式計算(3-4)式中QQ = P W (t n -t w ) 冷風(fēng)滲透耗熱量(W;

6、冷空氣的定壓比熱容，取1Kj/(kg*K)； 供暖室外計算溫度下的空氣密度(kg/m3);-滲透冷空氣量(m3/h)；單位換算系數(shù)。表3-1維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)維護(hù)結(jié)構(gòu)K (w/m2? C)外墻外窗外大門內(nèi)墻內(nèi)門吊頂一層地板樓梯表3-2各個房間負(fù)荷匯總表房間熱負(fù)荷計算 ：考慮到門廳有三側(cè)有門，冷風(fēng)滲透和冷風(fēng)侵入兩比較大，而且人停留時間比較短，所 以不考慮裝散熱器，所以此處的熱負(fù)荷不計。休息室 101 熱負(fù)荷計算西墻的基本耗熱量：q西=KF(t n-t w) ( 18+23) =北墻的基本耗熱量：q北=KF(t n -t w)18+23) =北面的門的基本耗熱量：q=KF(t n -t w)一二層門

7、廳溫度相同，無換熱，故不考慮樓板換熱。休息室與教室相鄰，且設(shè)計溫度 相同，故無相對換熱。圍護(hù)結(jié)構(gòu)附加耗熱量：朝向修正耗熱量：q北 = (+)2%=q 南=(+)-15%) =外門附加耗熱量：q 門 =80%間歇附加耗熱量：q 間=20%()2+=休息室 101 的圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量為：冷風(fēng)滲透耗熱量：通過每米門縫進(jìn)入室內(nèi)的理論空氣量為：L0( wv20 /2)b =m3 /(m?h)18+23) =冷風(fēng)滲透量V=L0nl = m冷風(fēng)滲透耗熱量Q2=p w (t n-t w)=房間編號熱負(fù)荷（W）休息室101休息室102休息室201休息室202教室101教室102教室201教室202第四章 方案確定

8、根據(jù)建筑物的具體條件，考慮功能可靠、經(jīng)濟(jì)，便于管理、維修等因素，本設(shè)計采用熱水采暖系統(tǒng)。由于引入口處供回水壓差為P=20000 Pa,滿足二層樓靜水壓力，故可直接引用，無需加壓水泵。熱水供暖的方式供回水方式選擇供、回水方式可分為單管式和雙管式 【3】。本建筑只有兩層,雙管式和單管式都可以滿足條件。 雙管式系統(tǒng)因供回水支管均可裝調(diào)節(jié)閥, 系統(tǒng)調(diào)節(jié)管理較為方便, 故易被人們接受, 故采用雙管式。供回水敷設(shè)方式的選擇系統(tǒng)敷設(shè)方式可分為垂直式和水平式系統(tǒng)3 。本工程有兩層,無需考慮分區(qū),一層和二層散熱器通過立管連接，便于施工，故采用垂直式系統(tǒng)。熱媒流經(jīng)路程的選擇供、回水管布置方式可分為同程式和異程式

9、1異程式系統(tǒng)布置簡單、節(jié)省管材，但各立管的壓力損失難以平衡，會出現(xiàn)嚴(yán)重的水力 失調(diào)。同程式系統(tǒng)各立管環(huán)路的總長度相等，偏于調(diào)節(jié)，水力工況較好。本設(shè)計采用同程式系統(tǒng)。根據(jù)建筑特點(diǎn)，本工程采用環(huán)狀同程式系統(tǒng)，即在底層設(shè)一 根總的回水同程管。工程方案確定綜合上述分析，本工程熱水供暖系統(tǒng)采用垂直雙管、同程式系統(tǒng)。第五章散熱器的選型及安裝形式散熱器的選擇由文獻(xiàn)【3】可知，所選型號為TZ4-5-5 （四柱640型）。耐腐蝕，使用壽命 長，造價低，傳熱系數(shù)高；金屬熱強(qiáng)度大，易消除積灰，外形也比較美觀；每片 散熱器的面積少，易組成所需散熱面積。具體性能及參數(shù)見【3】附錄，如下表:表散熱器規(guī)格及傳熱系數(shù)型號散熱

10、面積水容量質(zhì)量工作壓力傳熱系數(shù)TZ4-5-5 （四柱640 型）2片片片W/ m2 ? C散熱器的布置1. 散熱器布置一般安裝在外墻窗臺下，這樣沿散熱器上升的對流熱氣能阻 止和改善從玻璃下降的冷氣流和玻璃冷輻射的影響， 使流經(jīng)室內(nèi)的空氣比較暖和 舒適；2. 為防止散熱器凍裂，兩道外門之間，不準(zhǔn)設(shè)置散熱器。在樓梯間或其它 有凍結(jié)危險的場所，其散熱器應(yīng)由單獨(dú)的立、支供熱，且不得裝設(shè)調(diào)節(jié)閥；3. 本設(shè)計為階梯教室，為了學(xué)生安全，應(yīng)該明裝并加防護(hù)罩；4. 在垂直單管或雙管熱水供暖系統(tǒng)中，同一房間的兩組散熱器可以串聯(lián)連 接5. 鑄鐵散熱器的組裝片數(shù)，不宜超過下列數(shù)值：二柱（M132型）一20片；柱型（四

11、柱）一25片；長翼型一7片。考慮到傳熱效果，本設(shè)計散熱片安裝形式為同側(cè)的上進(jìn)下出。 本設(shè)計散熱器 布置見平面圖。散熱器的安裝底部距地面不小于60mm通常取150mm頂部距窗臺板不小于 50mm背部 與墻面凈距不小于25mm散熱器的計算以教室13為例：熱負(fù)荷Q=供水溫度為tg=95C, th=70C,2由附錄表可知：K= w/m C修正系數(shù)：散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)，先假定散熱器連接形式修正系數(shù)，查附錄表 散熱器安裝形式修正系數(shù)，查附錄表 根據(jù)式(2-2)tn=18C,t=C1一,B-5,B-6,/= QK(tpj tn)四柱640型散熱器每片散熱面積為，計算片數(shù) n為:23=mn，= F 

12、9; /f=片所以，將其分成10組，每組片。由文獻(xiàn)【31,查附錄表B-4，當(dāng)散熱器片數(shù)為1120片時，P 1=。則每組 實(shí)際所需散熱器片數(shù)為：X =片所以，應(yīng)采用10組13片的四柱640型散熱器。表各房間的散熱器計算名稱編號房間耗熱量tpjtntKFnN/片一層教室10194511813010組13片教室10294511813010組13片休息室101167318182組9片休息室102167318182組9片二層教室201156231820010組20片教室202156231820010組20片休息室201215718202組10片休息室202215718202組10片第六章 熱水供暖系統(tǒng)水

13、力計算供暖系統(tǒng)的確定本設(shè)計中，供水系統(tǒng)由一根總立管引入，然后分配給兩根立管分別負(fù)責(zé)東西 部分的供水，所有散熱器的回水經(jīng)水平干管流入總回水立管， 最后進(jìn)入市政管網(wǎng)。 為上供下回雙管制重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)。設(shè)計計算公式總阻力:Py Pj RLPj(5-1)(5-2)雷諾數(shù):Re(5-3)摩擦阻力系數(shù):0.3164(5-4)比摩阻:(5-5)式中：P 計算管段的壓力損失,Pa;Py 計算管段的沿程損失,Pa；Pj 計算管段的局部損失,Pa；水流量G簣R每米管長的沿程損失，Pa/m；L 管段長度，m摩擦阻力系數(shù)d管子內(nèi)徑，mmv熱煤在管中的流速，m/s；熱煤密度，kg/m3;熱煤的運(yùn)動粘滯系數(shù)，這里平

14、均溫度為83r，取0.342 10 6m2/s。該系統(tǒng)的計算系統(tǒng)圖為:宅g.Kdhjc nrt胖鴨0 &枷 m«iGS，Dft25 Enn 0 瞇 nn20d 酣tfdDfW 劉 d rnw DhWi=uo<r/r&- riHH-I-£fch-l j-Cnb-l rEM:融"珅-冋神軋圖1.水力計算系統(tǒng)圖1)的環(huán)路為例(1) 選擇最不利環(huán)路：由圖上可知：最不利環(huán)路為通過最底層散熱器(從管段 1 29的環(huán)路 該工程東西兩個區(qū)的水力工況近似相等，所以我們以西區(qū)(立管 進(jìn)行水力計算，東區(qū)的數(shù)據(jù)亦采用西區(qū)。(2) 計算通過最不利環(huán)路散熱器的作用壓力p

15、i'=gH( H g)+ pf =X 1 X確定最不利環(huán)路各管段的管徑d1 )求最不利環(huán)路的平均比摩阻 Rpj=X 506/124=m2)選擇最接近Rpj的管徑以管段1為例進(jìn)行計算:G=h查表D-1，取管徑為 DN=15mmn得至U R=m v=s則管段1的沿程阻力為:Py =RL=X =局部阻力為：Pj PdX 2=管段1的總的損失為:P1 =+=現(xiàn)在將系統(tǒng)的水力計算結(jié)果列于下表:最不利環(huán)路的損失為：Pp=表最不利環(huán)路的水力計算表Wm3/hmmmm/sp a/mpa/mpapapa管段號QGLDNVRpjRPyPjP1859152171820325772543436118255429

16、5147256602432766962303288556294540994153234010102743534011111333824012119924124013128544294014319301098470156333621781270772810516859151717182018257725193436118252042951472521602432226696230322385562945402494153234025102743534026111333824027119924124028128514429402963336217812707728105富裕率：% 506-450/

17、506=11%>10% 滿足條件。表其他管段的水力計算表Wm3/hmmmm/sp a/mp a/mpapapa管段 號QGLDNVR301845650311713550321581440331449340341317240351053040369476432378317323873293239634132405020324136992542264225431321254413212545264225463963254752842548660532497593325085813251974032521079432531184840541316940551449040561581150571

18、713265058184531150環(huán)路的總壓力損失為：p=不平衡率為：21%則整個系統(tǒng)的壓力損失為：P=(450+510) X 2=1920pa<K市熱網(wǎng)壓力20000pa滿足供熱壓力條件。第七章管道保溫及其附件管道的選擇本設(shè)計供熱管道均采用無縫鋼管， 可以承受較大的壓力和動荷載， 連接方便， 但要做好防腐工作。附件的選擇（1）手動調(diào)節(jié)閥：在每一個用戶支管上，一般都應(yīng)該裝設(shè)兩個閥門，一個在靠近分支點(diǎn)處，另一個裝在用戶引入口處2）設(shè)置自然補(bǔ)償器，以補(bǔ)償管道的熱伸長。保溫措施保溫結(jié)構(gòu)分三層：防銹層，保溫層，保護(hù)層本設(shè)計采用如下： （1）防銹層：對供熱管道表面清除鐵銹、油脂、污垢之后，通常要涂抹12 層防銹底漆（2）保溫層：采用弧形預(yù)制