室內采暖課程設計計算說明書

室內采暖課程設計

計算說明書河北建筑工程學院課程設計計算說明書課程名稱：室內采暖系：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：306221學生姓名：郭俊濤指導教師：馬宏雷職稱：副教授12月24日目錄室外參數(shù)二.熱負荷計算及其依據(jù)三.散熱器二.熱負荷計算及其依據(jù)三.散熱器管道的布置五.管道的水利計算六.參考資料五.管道的水利計算六.參考資料一.室外參數(shù)采暖計算溫度°C空調計算溫度C冬季平均風速m/s相對濕度％大氣壓(Pa)

-6.2 -8.8 1.8 55% 101720二.熱負荷計算依據(jù)1.經(jīng)過圍護結構的基本耗熱量計算公式Qj=aFK(tn-twn)Q,.一基本耗熱量,WK一傳熱系數(shù),W/(m2?°C)F一計算傳熱面積，皿tn一冬季室內設計溫度，Ctwn一采暖室外計算溫度，Ca一溫差修正系數(shù)2.附加耗熱量計算公式Q=Qj(1+Bch+Bf+Blang)?(1+Bf??(1+Bjan)Q一考慮各項附加后，某圍護的耗熱量,WQj一某圍護的基本耗熱量,WBch一朝向修正Bf一風力修正Blang—兩面外墻修正Bf塊一房高附加B.jan—間歇附加率3.冷風滲透計算Q=°?284心『戲\-twn)Q一經(jīng)過門窗冷風滲透耗熱量，WCp一干空氣的定壓質量比熱容=1.0056kJ/(kg?C)Pwn采暖室外計算溫度下的空氣密度，kg/m3V一滲透冷空氣量，m3/htn一冬季室內設計溫度，Ctwn一采暖室外計算溫度，C(1)經(jīng)過門窗縫隙的冷風滲透耗熱量計算V=L0」「mbL0一在基準高度單純風壓作用下，不考慮朝向修正和內部隔斷的情況時，每米門窗縫隙的理論滲透冷空氣量，m3/(m,h)

L0=a1?(p?vj/2)ba1一外門窗縫隙滲風系數(shù)，m3/（m?h?Pab）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/s一外門窗縫隙長度，應分別按各朝向計算，mb一門窗縫隙滲風指數(shù)，b=0.56?0.78。當無實測數(shù)據(jù)時，可取b=0.67m一風壓與熱壓共同作用下，考慮建筑體型、內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=C?Cf?(ni/b+C)?chCr一熱壓系數(shù)Cf一風壓差系數(shù)，當無實測數(shù)據(jù)時，可取0.7n一滲透冷空氣量的朝向修正系數(shù)Ch一高度修正系數(shù)c=0.3?h0.4hh一計算門窗的中心線標高C一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?(h-h)/(Cf?Vn2.h0.4)?(t'-t)/(273+t')、z/ 'f0 7vnwn^ ' nhz-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t'n一建筑物內形成熱壓作用的豎井計算溫度（樓梯間溫度），°C（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=￡(lL?n)l一房間某朝向上的可開啟門、窗縫隙的長度，mL一每米門窗縫隙的滲風量，m3/（m?h），見表5.1-7（詳見實用供熱空調設計手冊）n一滲風量的朝向修正系數(shù)，見表5.1-8（詳見實用供熱空調設計手冊）（3）換氣次數(shù)法L=K?VfL一房間冷風滲透量，m3/hK一換氣次數(shù)，1/h，見表5.1-13（詳見實用供熱空調設計手冊）Vf一房間凈體積，m3（4）百分比法計算冷風滲透耗熱量Q=Qo?nQ一經(jīng)過外門窗冷風滲透耗熱量，WQo一圍護結構總耗熱量，Wn 一滲透耗熱量占圍護結構總耗熱量的百分率，%4.外門開啟沖入冷風耗熱量計算公式Q=Qj."Q一經(jīng)過外門冷風侵入耗熱量，WQj一某圍護的基本耗熱量，W%一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。結合室內負荷，選擇鑄鐵M132散熱器。結合室內負荷，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，距窗臺底80mm，表面噴銀粉。1、散熱器的計算本設計采用M--132型散熱器。⑴、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。散熱器內熱媒平均溫度t的確定。本設計在計算時，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。⑵、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所需總散熱面積（由于每組片未定，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'=n/m（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0.1m2;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，散熱器的散熱量應等于房間的供暖設計熱負荷。散熱器散熱面積的計算公式為：F=Q七氏P3/K（（很n）式中：F——散熱器的散熱面積（m2）；文檔僅供參考，不當之處，請聯(lián)系改正。Q——散熱器的散熱量(W)；K——散熱器的傳熱系數(shù)［W/(m2?°C)］；板一一散熱器內熱媒平均溫度(C)；L——供暖室內計算溫度(C)；61——散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)；P2——散熱器連接形式修正系數(shù)；63——散熱器安裝形式修正系數(shù)；片數(shù)修正系統(tǒng)的范圍乘以料對應的值，其范圍如下:片數(shù)修正系數(shù)每組片數(shù)<66~1010~20>20P10.9511.051.1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)K2、 散熱器的傳熱系數(shù)K表示當散熱器內熱媒平均溫度tpj與室內空氣溫度tn的差為1C時，每平方米散熱面積單位時間放出的熱量，單位為W/(m2-C)。選用散熱器時希望散熱器的傳熱系數(shù)越大越好。經(jīng)過實驗方法可得到散熱器傳熱系數(shù)公式為K=a(t+1)b式中:K——在實驗條件下，散熱器的傳熱系數(shù)，W/（m2°C）；〃、b——由實驗確定的系數(shù)，取決于散熱器的類型和安裝方式；從上式能夠看出散熱器內熱媒平均溫度與室內空氣溫差七越大，散熱器的傳熱系數(shù)K值就越大，傳熱量就越多。2、散熱器內熱媒平均溫度、散熱器內熱媒平均溫度板應根據(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)《）/2式中：七一一散熱器內熱媒平均溫度（°C）；七一一散熱器的進水溫度（C）；七一一散熱器的出水溫度（C）；對于單管熱水供暖系統(tǒng)，各組散熱器是串聯(lián)關系，因此各組散熱器的進出口水溫不同，應用以下公式計算：式中：、=（'+02、——散熱器內熱媒平均溫度（C）；y——散熱器的進水溫度（C）；tout——散熱器的出水溫度（C）；4、散熱器的布置布置散熱器應注意以下規(guī)定1、 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，改進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，也可靠內墻安裝。如設在窗臺下時，醫(yī)院、托幼、學校、老弱病殘者住宅中，散熱器的長度不應小于窗寬度的75%；商店櫥窗下的散熱器應按窗的全長布置，內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，不準設置散熱器。在陋習建或其它有凍結危險的場合，應由單獨的立，支管供熱，且不得裝設調解閥。3、 散熱器在布置時，不能與室內衛(wèi)生設備、工藝設備、電氣設備沖突。暖氣壁龕應比散熱器的實際寬度多350?400毫米。臺下的高度應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N50毫米，底部距地面不小于60mm，一般為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能夠串聯(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置散熱器。把散熱器布置在文檔僅供參考，不當之處，請聯(lián)系改正。樓梯間的底層，能夠利用熱壓作用，使加熱了的空氣自行上到樓梯間的上部補償其耗熱量。6、在樓梯間布置散熱器時，考慮樓梯間熱流上升的特點，應盡量布置在底層。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，應選用內腔無黏砂型鑄鐵散熱器；（2） 采用熱分配表計量時，所選用的散熱器應具備安裝熱表的條件；（3） 采用分戶熱源或供暖熱媒水水質有保證時，可選用鋁制或鋼制管形、板式等各種散熱器；（4） 散熱器的布置應確保室內溫度分布均勻，并應可能縮短戶內管道的產度；（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，安裝在裝飾罩內的恒溫閥必須采用外置傳感器，傳感器應設在能正確反映房間溫度的位置。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、 支管的布置本設計入戶的支管均設置在戶內墊層內，墊層的厚度不應小于50mm,本系統(tǒng)散熱器支管的布置形式有供、回水支管同側連接和供、回水支管異側連接兩種形式，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，應符合下列的規(guī)定：位置應準確，埋設應平整牢固；與管道接觸應緊密，固定應牢靠，對活動支架應采用U形卡環(huán)。支架的數(shù)量和位置可根據(jù)設計要求確定，若設計上無具體要求時，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。水利計算應具備的條件是，必須首先確定供暖系統(tǒng)的設備及管道布置，已知系統(tǒng)各管段的熱負荷及管段的長度。（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)所必須的循環(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，確定經(jīng)過該管段的水流量。室內熱水供暖管路系統(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，水在散熱器內冷卻所產生的作用壓力和水在循環(huán)環(huán)路中困管路散熱產生的附加作用壓力。各種供暖系統(tǒng)型式的總循環(huán)作用壓力的計算原則和方法。進行水力計算時，能夠預先求出最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路的平均比摩阻Rpj,即Rpj=(aAP)/EL (4-1)式中：AP——最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路的循環(huán)作用壓力，Pa；EL——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?！杜ㄒ?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)的計算壓力損失相對差額，不應大于±15%。在實際設計過程中，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生噪聲。當前，《暖通規(guī)范》規(guī)定最大允許的水流速不應大于下列數(shù)值：民用建筑1.2m/s生產廠房的輔助建筑物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，以此確定系繞必須的循環(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)中每一個戶內環(huán)路構成一個獨立的系統(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） 計算經(jīng)過最遠立管的環(huán)路的總阻力，根據(jù)所選值R（60?120Pa/m），和每個管段的流量G的值，查閱《供暖通風設計手冊》中初選各管段的d、R、v的值，算出經(jīng)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/（七-"） （4-5）式中：Q——管段的熱負荷，W；，'——系統(tǒng)的設計供水溫度，°C；T——系統(tǒng)的設計回水溫度，C。（3） 計算經(jīng)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，以確定經(jīng)過環(huán)路各管段的管徑。（5） 根據(jù)水力計算的結果，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)立管的壓力損失不平衡率，使其不平衡率在10%以內，從而確定出各立管的管徑。水力計算中應注意的問題：（1） 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)，增大熱水流速雖然能夠縮小管徑，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）處產生抽力作用，破壞系統(tǒng)內熱水正常流動，使管道發(fā)生振動.產生噪音。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