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1、供熱工程課程設計說明書目錄1、概述21.1 設計概況21.2 設計依據(jù)22、設計方案確定及計算22.1 室外氣象參數(shù)22.2 采暖設備要求和特殊要求22.3 熱負荷計算22.3.1 校核圍護結構傳熱阻是否滿足最小傳熱阻的要求32.3.2 修改普通外墻使之成為保溫外墻42.2.3 校核屋面最小傳熱阻52.3.4 負荷計算過程53、散熱器的選擇73.1 散熱器的布置73.2 散熱器的安裝尺寸應保證83.3 散熱器的計算84、水力計算95、換熱器選擇和計算96、水泵和電機的選擇和計算97、設計總結108、參考文獻11房間耗熱量表11散熱器片數(shù)表12采暖系統(tǒng)水力計算表141、概述1.1 設計概況遼寧省

2、沈陽市某6層住宅建筑工程采暖設計。共6層,層高3m。該建筑南北朝向。1.2 設計依據(jù)供熱設計手冊、供熱工程（ISBN 978-7-112-02017-1）。2、設計方案確定及計算 2.1 室外氣象參數(shù) 采暖室外計算溫度：-16.8，冬季最低日平均溫度：-24.9，冬季室外平均風速：2.0/s，冬季室外大氣壓力102333pa。 2.2 采暖設備要求和特殊要求 散熱器要求散熱性能好，金屬熱強度大，承壓能力高，價格便宜，經久耐用，使用壽命長。 2.3 熱負荷計算 建筑物供暖熱負荷計算，主要采用供暖面積熱指標計算。根據(jù)面積熱指標法： 式中： 建筑物的供暖設計熱負荷， ；采暖面積熱指標， ； 建筑物采

3、暖面積， 圍護結構的基本條件：屋頂：保溫材料為瀝青膨脹珍珠巖，K=0.6W/，R=1.67/W，D=6.370；地面：不保溫地面。K值按分地帶計算；保溫外墻：20mm厚的水泥沙漿，200mm厚鋼筋混凝土剪力墻，60mm聚氨酯硬泡塑料，20mm厚水泥砂漿，K=0.35/，R=2.86/ 首層櫥窗：尺寸（寬高）為3.13m，3.03m，3.33m，4.13m，K=4.65W/；首層外門：實體木質外門，雙層。尺寸（寬高）0.92.0m，K=2.33W/；二至六層：實體木質外門，雙層。尺寸（寬高）0.82.0m，K=2.33W/；帶玻璃的陽臺外門：尺寸（寬高）2.22.0m，雙層（木框），K=2.68

4、W/。外窗，雙層（金屬框）K=3.26W/：尺寸（寬高）為0.62m，可開啟部分的縫隙長度為7.2m；1.22m，可開啟部分的縫隙長度為8.4m；1.52m，可開啟部分的縫隙長度為9m；1.82m，可開啟部分的縫隙長度為9.6m；0.92m，可開啟部分的縫隙長度為7.8m；2.3.1 校核圍護結構傳熱阻是否滿足最小傳熱阻的要求 屋頂：保溫材料為瀝青膨脹珍珠巖，K=0.6W/，R=1.67/W；普通外墻：10mm面磚，20mm厚的水泥沙漿，250mm厚鋼筋混凝土，20mm厚水泥砂漿內粉刷，如圖： 校核外墻的最小傳熱阻 勻質多層材料組成的平壁圍護結構的熱惰性指標D值的計算： Ri-各層材料的傳熱阻

5、，m2/W， Si-各層材料的蓄熱系數(shù)，W/m2，材料蓄熱系數(shù)S用下式 W/m2. C-材料的比熱，J/Kg.， -材料的密度，Kg/m3， -材料的導熱系數(shù)，W/m.； Z-溫度波動周期S（24h=86400s），=8.7 W/m2，=23 W/m2，=0.115 W/m2，=0.04 W/m2m2/W=2.86W/m2.=0.022310.79+0.14417.2=2.721.6。附表1冬季圍護結構室外計算溫度圍護結構的類型熱惰性指標D值tw.e的取值0.64.16.01.64.01.5tw.e=twtw.e=0.6 tw+0.4tp.m.ntw.e=0.3 tw+0.7tp.mintw.

6、e=tp.min由附表1可知本墻體屬于III型墻體，則由m2/W =18，=-22.5，=6，=0.115 。圍護結構實際傳熱阻小于最小傳熱阻不滿足暖通規(guī)范的要求。2.3.2 修改普通外墻使之成為保溫外墻 保溫外墻：20mm厚的水泥沙漿，200mm厚鋼筋混凝土，60mm聚氨酯硬泡塑料，20mm厚水泥砂漿內粉刷，如圖： m2/W =0.35W/m2.，。 由附表1可知本墻體屬于III型墻體，則由m2/W =18，=-22.5，=6，=0.115 。圍護結構實際傳熱阻大于最小傳熱阻滿足暖通規(guī)范的要求。 2.2.3 校核屋面最小傳熱阻 該維護結構屬于III型，維護結構的冬季室外的計算溫度，由 m2/

7、W屋頂實際傳熱阻：1.67m2/W =0.776m2/W,滿足暖通規(guī)范要求。2.3.4 負荷計算過程 外圍護結構的基本耗熱量計算公式如下： 圍護結構的基本耗熱量，W； 圍護結構的傳熱系數(shù)； 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(shù)，整個建筑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: W算出基本耗熱量后再進行朝向和高度修正（因風速較小，風力修正忽略不計），門窗的冷風滲透耗熱量，采用縫隙法計算縫隙長度l=3（窗高-上亮）+2窗寬=3(1.5-0.5)+2窗寬；門窗滲入空氣量 ：L每米門窗滲入室內的空氣量；l門窗縫隙的計算長度；n滲透空氣量的朝向修正

8、系數(shù)，沈陽n滲透空氣量的朝向修正系數(shù)，北1.00；東北0.7；東0.30；東南0.3；南0.40；西南0.35；西0.3；北0.70.確定門窗縫隙滲入空氣量V后，冷風滲透耗熱量按下式計算 W 式中V經門窗縫隙滲入室人的總空氣量；供暖室外計算溫度下的空氣密度；冷空氣的定壓比熱；0.278單位換算系數(shù)，門的冷風侵入耗熱量計算按下式 W 外門的基本耗熱量； N考慮冷風侵入的外門附加率，按表19計算在工程設計中，六層或六層以下的建筑物計算冷空氣的滲入量時主要考慮風壓的作用，忽略熱壓的影響。而超過六層的多層和高層建筑物，則應綜合考慮風壓及熱壓的共同影響。以下是朝向，風力，高度的修正：暖通規(guī)范規(guī)定：宜按下

9、列規(guī)定的數(shù)值，選用不同朝向的修正率 北、東北、西北 010%； 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?shù)囟救照章市∮?5%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1m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他附加（修正）耗熱量的總和上。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

10、出的建筑物，才考慮垂直外圍護結構附加5%10%。 房間耗熱量匯總表首層二層五層六層房間編號房間名稱房間總耗熱量W房間編號房間名稱房間總耗熱量W房間編號房間名稱房間總耗熱量W1社區(qū)辦公19361衛(wèi)生間6261衛(wèi)生間7382社區(qū)辦公15802次臥室4502家用樓梯7073社區(qū)辦公15803廚房5863廚房7504社區(qū)辦公4754廚房5864廚房7505社區(qū)辦公5985衛(wèi)生間4505衛(wèi)生間5476社區(qū)辦公18696次臥室3986家用樓梯5857社區(qū)辦公19137衛(wèi)生間537衛(wèi)生間1028社區(qū)辦公2738主臥室6648主臥室9079社區(qū)辦公2739餐廳客廳5009餐廳客廳112310社區(qū)辦公27310

11、餐廳客廳50010餐廳客廳112311社區(qū)辦公36611衛(wèi)生間22311衛(wèi)生間26112社區(qū)辦公59912主臥室61712主臥室88813總熱負荷1173513總熱負荷5653*4=2261213總熱負荷8481其它計算詳細見房間耗熱量表。3、散熱器的選擇 考慮到散熱器耐用性和經濟性，本建筑選用鑄鐵四柱640型，高度為640mm它結構簡單，耐腐蝕，使用壽命長，造價低，傳熱系數(shù)高；散出同樣熱量時金屬耗量少，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?！芭ㄒ?guī)范”規(guī)定：安裝熱量表和恒溫閥的熱水供暖系統(tǒng)不宜采用水流通道內含有粘砂的散熱器，應采取可靠的質量控制措施；所以要選用內

12、腔干凈無砂，外表噴塑或烤漆的灰鑄鐵散熱器。具體性能及參數(shù)如下表：表4.1 鑄鐵散熱器參數(shù)型號散熱面積水容量重量工作壓力傳熱系數(shù)k四柱640型0.200m1.03L5.7kg0.5mpa7.13 w/m3.1 散熱器的布置散熱器布置在外墻窗臺下，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，改善外窗、外墻對人體冷輻射的影響，使室溫均勻。為防止散熱器凍裂，兩道外門之間，門斗及開啟頻繁的外門附近不宜設置散熱器；散熱器一般明裝或裝在深度不超過130mm的墻槽內。3.2 散熱器的安裝尺寸應保證底部距地面不小于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。

13、3.3 散熱器的計算對四柱640型，不能超過25片。散熱器面積F按下式計算: m2 Q散熱器的散熱量，W tpj散熱器內熱媒平均漫度， tn-供暖室內計算溫度， K散熱器的傳熱系數(shù), W/m2. 1散熱器的組裝片數(shù)修正， 2散熱器的連接形式修正， 3散熱器的安裝形式修正， 散熱器中1、2、3的選取以書后附表為據(jù)， ， tsg散熱器進水溫度， tsh散熱器回水溫度，以首層 101社區(qū)辦公為例說明暖氣片的計算過程： 房間熱負荷Q=1936W，供水溫度為tg=95，th=70，tpj=(95+70)/2=82.5 , =18,t= =82.5-18=64.5 查教材附錄2-1，=7.13 w/m 修

14、正系數(shù)：散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)，先假定1=1.0；散熱器連接形式修正系數(shù)，查教材附錄2-4，2=1.0；散熱器安裝形式修正系數(shù)，查教材附錄2-5，3=1.02；（取A=100mm.）。根據(jù)2式（2-1） F=Q/（Kt）123=1936/（7.1364.5）111.02=4.29 四柱640型散熱器每片散熱面積為0.20 m2，計算片數(shù)n為：n= F/f=4.29/0.200=22片查2附錄2-3，當散熱器片數(shù)為20片時，1=1.10， 因此，實際所需散熱器面積為：F= F1=4.291.10=4.72m2 實際采用片數(shù)n為： n=F/f=23.6片， 取整數(shù)，應采用四柱640型散熱器24片。

15、其他房間的散熱器計算結果見下表：散熱器片數(shù)表首層二層五層六層房間編號房間名稱實際散熱器片數(shù)n房間編號房間名稱實際散熱器片數(shù)n房間編號房間名稱實際散熱器片數(shù)n1社區(qū)辦公241衛(wèi)生間71衛(wèi)生間82社區(qū)辦公182次臥室52家用樓梯83社區(qū)辦公183廚房73廚房84社區(qū)辦公54廚房74廚房85社區(qū)辦公75衛(wèi)生間55衛(wèi)生間66社區(qū)辦公236次臥室46家用樓梯77社區(qū)辦公237衛(wèi)生間17衛(wèi)生間18社區(qū)辦公38主臥室78主臥室109社區(qū)辦公39餐廳客廳59餐廳客廳1310社區(qū)辦公310餐廳客廳510餐廳客廳1311社區(qū)辦公411衛(wèi)生間211衛(wèi)生間312社區(qū)辦公 712主臥室712主臥室1013總散熱器片數(shù)1

16、3813總散熱器片數(shù)62*4=24813總散熱器片數(shù)95其它詳細計算見散熱器片數(shù)表。4、水力計算 1、首先進行立管編號并注明各管段的熱負荷和管長。 2、確定最不利環(huán)路。本系統(tǒng)為同程單管系統(tǒng)，一般取最遠立管的環(huán)路作為最不利環(huán)路。 3、計算最不利環(huán)路各管斷的管徑： 根據(jù)各管段的熱負荷，求出各管段的流量，計算公式如下： G=3600Q/4187（tg-th）=0.86Q/（tg-th） kg/h Q管段的熱負荷，W tg系統(tǒng)的設計供水溫度， th系統(tǒng)的設計回水溫度， 根據(jù)平均比摩阻和各管段的流量查供熱設計手冊，選定合適的管徑、流速和壓降。 4、確定各管段的長度 5、確定局部阻力損失 6、求各管段的壓

17、力損失P=py+pj 7、求環(huán)路的總壓力損失 8、計算富裕壓力值?？紤]到施工的具體情況，可能增加一些在設計計算中未計入的壓力損失。因此，要求系統(tǒng)應有10以上的富裕度。 9、根據(jù)分戶采暖系統(tǒng)要求，通過調節(jié)調節(jié)系統(tǒng)上的閥門或管徑進行調節(jié)，把不平衡率控制在25的范圍以內。入口處的剩余循環(huán)壓力，用調節(jié)閥節(jié)流消耗掉。 首層分戶采暖系統(tǒng)圖 五層501分戶采暖圖 考慮到工程施工、管理的便利以及用戶的經濟性，本系統(tǒng)采用機械循環(huán)下供下回的形式，各用戶戶內散熱器采用單管跨越式異側上進下出的方式。戶內管道過門時采用地板埋設，散熱器采用明裝形式。 各層用戶室內系統(tǒng)水力計算以用戶501為例: 熱媒參數(shù)為：供水溫度tg=

18、96,回水溫度th=75(1)在軸測圖上,進行管道編號,水平管與跨越管編號并注明各管段的熱負荷和管長。(2)計算各管段的管徑。水平管段1、3、5、7、9、11、13的流量為 G=3600Q/4187（tg-th）=0.86Q/（tg-th） kg/h，G=0.86*2879/25=99kg/h,根據(jù)表,跨越管段2、4、6、8、10、12的流量為Gk=（1-0.36）G=63.4kg/h從而確定各管段的管徑。（3） 各管段的局部阻力系數(shù)的確定。 （4）跨越管的局部阻力與沿程阻力的計算，跨越管段2、4、6、8、10、12的阻力相等。長度l=0.32m，R=14.25 Pa/m，=0.0934m/s

19、；局部阻力系數(shù)，每組節(jié)點間有兩個直流三通，=2*1.0=2.0，阻力為：（Rl+Pj）=14.25*0.32+4.3*2=13.16 Pa跨越管段2、4、6、8、10、12的總阻力為13.16*6=78.96Pa （5）計算水平管的總阻力。水平管的總阻力由6個跨越管段總阻力和管段1、3、5、7、9、11、13的阻力組成。它們的總阻力為（Rl+Pj）=1516.03Pa. 計算詳情見下表。 第二五層水平跨越式分戶采暖系統(tǒng)水力計算表（左）管短號QGLdvRPy=RLPdPj=Pd*P=Py+Pj備注Wkg/hmmmm/sPa/mPaPaPaPa1234567891011121312879994.4

20、150.14332.14141.4169.510.0795.665237.0812 -63.40.32150.093414.254.5624.38.613.1632879992.2150.14332.1470.708610.0760.42131.1284 -63.40.32150.093414.254.5624.38.613.1652879994.3150.14332.14138.202210.0720.14158.3426 -63.40.32150.093414.254.5624.38.613.1672879993.3150.14332.14106.062010.070106.0628 -6

21、3.40.32150.093414.254.5624.38.613.1692879995.8150.14332.14186.412210.0720.14206.55210 -63.40.32150.093414.254.5624.38.613.16112879997.8150.14332.14250.692210.0720.14270.83212 -63.40.32150.093414.254.5624.38.613.16132879997.2150.14332.14231.4089.510.0795.665327.07336.921516.03 第二五層水平跨越式分戶采暖系統(tǒng)局部阻力系數(shù)計算

22、表管短號局部阻力個數(shù)管短號局部阻力個數(shù)1,13閘閥，彎頭11.53彎頭33*2=644*2=8.0 =6 =9.55,9,11彎頭11*2=22，4,6,8,10,12直流三通22*1.0=2.0 =2 =2.07 - -(6)計算立管管徑，求出最不利環(huán)路總阻力。熱媒參數(shù)為：供水溫度tg=96,回水溫度th=75 分戶采暖立管局部阻力計算表管段號局部阻力個數(shù)1,16閘閥，彎頭10.531 =3.537，1014直流四通12 =28,9 -002,15閘閥，彎頭，直流四通10.51112 =3.5 分戶采暖系統(tǒng)立管管路水力計算表管短號QGLdvRPy=RLPdPj=Pd*P=Py+Pj備注Wkg/hmmmm/sPa/mPaPaPaPa12345678910111213 1，16428281473.28329400.31539.8358.23.548.78317745170.7411211528.9411211