1、第一章 設計原始資料 2 1.1 設計題目 2 1.2 設計原始資料 2 第二章 供暖系統熱負荷計算 3 2.1 設計資料 3 2.2 圍護結構熱工性能 4 2.3 建筑物熱負荷計算 7 第三章 散熱器的選擇與計算 11 3.1 散熱器的選用 11 3.2 散熱器的計算 11 第五章 水利計算 13 5.1 繪制系統圖（參照附圖三） 13 5.2 供暖系統管路水力計算步驟 13 5.3 水力計算應注意的問題 13 附錄 16 第一章 設計原始資料 1.1 設計題目 長春市實驗樓采暖設計 1.2 設計原始資料 1）建筑物所在地區： 長春市 2）結構形式 : 一層磚混結構 3） 建筑面積：303.

2、58m2 4）最高建筑物高度： 層高 5.15m 5）設計標高 : 室內外高差 0.45m 6）面積熱指標（實驗樓） ： 54m2/w 7）熱媒及參數：設計供回水溫度為：95/70 C 8）屋面工程：新型防水材料，有組織排水，二級防水 9）墻體構造：外墻 370厚磚墻，內墻 240厚磚墻 10防潮層：防潮層比地面低60mm抹1:2水泥砂漿20m（內摻5% 平均風速 :v0 5.1m/s ； 供暖天數 ： n =150 。 根據房間用途確定供暖計算溫度如下： 1）教室 18 C； 2）門廳 15 C； 3）衛生間 14C； 4）實驗室 17 C； 5）走廊 15 C。 2.1.2 已知建筑物圍護

3、結構條件 1 ）外墻： 370 磚墻，外表面涂料（白灰） ，厚度 20mm； 2）內墻： 240 磚墻，混合砂漿抹面，厚度 20mm； 3） 外窗：塑鋼單框雙玻中空，尺寸 1800 x1800 4）外門：鋁合金地彈門，尺寸3000 x2100 5）地面：水泥砂漿地面； 6）屋面：新型防水材料，采用二級防水，有組織排水； 2.2圍護結構熱工性能 2.2.1熱工性能校核的必要性 供暖系統設計時對其建筑熱工提出如下要求： 實施供暖設計，在本著節能的基礎上，使室溫達到用戶要求值；如果室溫達 不到設計值，相對濕度大時易產生結露現象；采暖不足時經常發生，墻面結露產 生的黑色霉斑嚴重影響了住戶的室內環境，破

4、環裝修，應加以避免，當設計供暖 系統時對其建筑熱工提出如下要求： 1）圍護結構熱工性能應滿足國家 民用建筑節能設計標準及地方標準民 用建筑節能設計標準實施細則的要求。經計算表明，對于“節能型建筑”如供 暖有間歇，并不致使外墻內表面結露； 2）墻及樓板的熱工性能不應低于民用建筑熱工設計規范第 4.1.1條及 現行采暖通風與空氣調節設計規范中第3.1.4條圍護結構最小熱阻值的要求。 由以上分析可見，有必要對外墻，內墻，及屋頂進行熱工性能的校核。 2.2.2圍護結構傳熱系數的計算 1）墻的傳熱系數由下式求出： 1 2 KW/（ m2C ）（2-1 ） 丄1 niw 式中：n-圍護結構內表面的換熱系數

5、， W/（m2 C ）； 圍護結構外表面的換熱系數, W/( m2 C )。 外墻傳熱系數 查表1-1得： 圍護結構內表面的換熱系數: 查表1-2得: 圍護結構內表面的換熱系數： 查附錄5得: 外表面涂料（白灰抹面）導熱系數: 內表面混合砂漿抹面導熱系數: 紅磚墻導熱系數: (m2 c )； /( m 2 C ) 0 0.87 2 W/( m2 C ) 0 0.87 W/( m2 C ) 0 0.81 W/( m2 C ) 0 1 2 3 n=8.7 w=23.2 計算外墻傳熱系數，由式（2-1 ）得: K 1 i1 n iw W/(m2 C ) 內墻傳熱系數 1 K 1 i1 n iw W/

6、( m2C ) 1 1.51 1 0.37 0.02 0.02 1 8.7 0.81 0.87 0.87 23 1 1.99 1 0.24 0.02 0.02 1 8.7 0.81 0.87 0.87 23 2) 屋面傳熱系數 查閱相關資料，新型防水屋面材料為： JS防水涂料(水泥膨脹珍珠巖，150mm水泥砂漿，20mr)i SBS防水材料(瀝青卷材20mm空心板120mm 查附錄5得： 水泥膨脹珍珠巖導熱系數：,0.26 W/( m2 C )。 瀝青卷材導熱系數：20.17 W/(m2C )0 水泥砂漿繞熱系數：30.87 W/(m2C )o 空心板導熱系數：41.74 W/(m2C )o

7、計算屋面傳熱系數： K=0.945 W/( m2 C )。 3) 外門，外窗傳熱系數 查附錄6得： 塑鋼單框雙玻中空傳熱系數：K=3.49 W/( m2 C )； 外門：鋁合金地彈門傳熱系數：K=6.4 W/( m2 C )； 木門傳熱系數：K=4.65 W/( m2 C )。 4) 地面傳熱系數 查閱簡明供熱手冊得： 一級地面傳熱系數：K=0.47 W/( m2 C )； 二級地面傳熱系數：K=0.23 W/( m2 C )； 三級地面傳熱系數：K=0.12 W/( m2 C ) o 223 確定圍護結構的最小允許熱阻 Rmin 1）確定外墻傳熱系數 圍護結構內表面的換熱系數： n=8.7

8、W/（ m2C ）； 圍護結構內表面的換熱系數： w =23.2 W/( m2 C )。 外表面涂料（白灰抹面）導熱系數: 10.87 W/( m2 C )。 內表面混合砂漿抹面導熱系數： 20.87 W/( m2 C )。 紅磚墻導熱系數：30.81 W/（ m2 C ) 長春市供暖室外計算溫度-23 C 計算外墻傳熱系數，由式（2-1 ）得: 10.37 8.70.81 顯趣丄151 0.870.8723 W/(m2 C ) 該外墻的實際熱阻 K Ro 1 1.51 0.66 ( m 2）確定外墻的最小傳熱組Rmin 該外墻的熱惰性指標D 查附錄5外墻水泥砂漿抹面蓄熱系數 Si 10.79

9、 W/( m2 C）；磚墻的蓄熱系 數S2 10.53 W/（ m2 -C）；內表面混合砂漿蓄熱系數S3 10.79 W/（ m2 -C） D= RS 037 10.53 002 10.79 25.31 V6 0.810.87 查表1-12該外墻屬于類圍護結構，圍護結構的室外計算溫度為-23 C； 查表1-11，供暖室內計算溫度與圍護結構內表面溫度的允許差值為 ty 6 C 根據公式: tw 式中： 0.6twn .4tp,min twn 供暖計算室外溫度，-23 C； tp,min 累計年最低日平均溫度，-9.2 C 計算得 tw 0.6twn 0.4tp,min =0.65 V 0.66

10、可見R。 Rmin該外墻滿足保溫要求。 2.3 建筑物熱負荷計算 計算房間的采暖熱負荷步驟如下： 1) 將房間編號(已編號完畢，見 CAD圖)； 2) 計算相關圍護結構的面積； 3) 確定溫差修正系數等修正系數 4) 計算出各部分圍護結構的基本耗熱量； 5) 計算出附加熱負荷以及冷風滲透耗熱量，冷風侵入耗熱量； 6) 計算出房間的實際熱負荷。 2.3.1 計算圍護結構耗熱量() 以 101 實驗室為例： 查附錄1：冬季室內計算溫度tn 17 To 查附錄3:長春供暖室外計算溫度twn 23 To 1 )東北外墻 外墻傳熱系數：K =1.51 W/( m2 T ); 溫差修正系數： 1； 傳熱面

11、積：F (5.1 0.25) 5.15 1.8 1.824.31 o 因此，東北外墻的基本耗熱量為： Q1 KF (tn twn) 1 1.51 24.31 (17 23)W 1468.48W 查表 1-6： 長春東北的朝向修正系數為： 1 10% 則朝向修正耗熱量為： Q11468.48 10%146.85W 本實驗基地建設在長春郊區，應該考慮風力附加。 其垂直外圍護結構的基本耗熱量附加為： 10%； 則風力附加耗熱量為： Q11468.48 10%146.85W 本實驗室高度為5.15m,大于4m,需要進行高度修正 對其他修正耗熱量的總和附加： 2%； 則高度附加耗熱量為： IHI Q1

12、(1468.48 146.85 146.85) 2%W 35.24W 因此，最終得到東北外墻的實際耗熱量為： IIIIIIII II Q1 Q1 Q1 Q1 Q1 1797.42W 2)東北外窗 外窗傳熱系數：K =3.49 W/( m2C ); 溫差修正系數：1； 傳熱面積：F 1.8 1.8川 3.24 tf 則東北外墻的基本耗熱量為： Q1KF (tn twn) 1 3.49 3.24 (17 23)W 452.30W 朝向修正耗熱量為： Q1 452.30 10% 45.23W 風力附加耗熱量為： Q1 452.30 10% 45.23W 高度附加耗熱量為： IHl Q1 (452.3

13、0 45.23 45.23) 2%W 10.86W 因此，最終得到東北外窗的實際耗熱量為： Q1 Q1 Q1 Q1 Q1 553.55W 3)東北外墻 外墻傳熱系數為： K =1.51 W/( m2 C)； 溫差修正系數為： 1； 傳熱面積為： F (6 0.25) 5.15tf 32.19tf 因此，東北外墻的基本耗熱量為： Q1KF(tn twn ) 1 1.51 32.19 (17 23)W 1944.13W 朝向修正耗熱量為： Q1 1944.13 ( 10%)194.41W 風力附加耗熱量為： Q1 1944.13 10% 194.41W 高度附加耗熱量為： Q1 (1944.13

14、194.41 194.41) 2%W 38.88W 因此，最終得到東北外窗的實際耗熱量為： IIIIIIII II Q1Q1Q1Q1Q11983.01W 4 )屋面 屋面傳熱系數為：K =0.95W/( m2C )； 溫差修正系數為： 1； 傳熱面積為：f 6 5.1tf 30.6 tf。 因此，屋面的基本耗熱量為： Q1KF(tn twn ) 1 0.95 30.6 (17 23)W 1162.80W 高度附加耗熱量為： Q1 1162.80 (2%) 23.26W 因此，最終得到屋面的實際耗熱量為： Q1 Q1 Q1 1185.06W 5) 地面 將實驗室 1 的地面劃分地帶 第一地帶：傳

15、熱系數為：K =0.47 W/( m2 C )； 傳熱面積為： F (5.1 2) 2 (6 2) 2tf 14.20tf 得到第一地帶傳熱耗熱量為： Q1 KF(tn twn) 0.47 14.20 (17 23)W 266.96W 第二地帶：傳熱系數為： K2 =0.23 W/( m2 C ); 傳熱面積為： F (5.1 2) 2 (6 4) 2tf 10.20tf 。 得到第二地帶傳熱耗熱量為： Q1 KF(tn twn) 0.23 10.20 (17 23)W 93.84W 第三地帶：傳熱系數為： 高度修正系數為： Ch 0.3ho.40.3 100.40.75(h10m,取h 10

16、m) 基準高度單純風壓作用下每米門窗縫隙進入室內的理論滲透空氣量為: Lo 查表1-8 : 取 0.5，又取 b=0.67 ; 根據 twn23C，查得 w 1.29kg /m3 查附錄3: 長春基準高度冬季室外最多風向的平均風速：o 5.1m/s ； 每米門窗縫隙進入室內的理論滲透空氣量為： Lo 0.5 (乎 5.12)067 m3 /(h m) 3.31m3 /(h m) 東北外窗的冷空氣滲入量為： V nCbLoL 0.35 0.75067 3.31 7.26.88m3/h 東北外窗的冷風耗熱量為： Q 0.28V wCp(tn twn)0.28 6.88 1.29 1 (1723)9

17、9.40W 因此，最終得到實驗室1的總耗熱量為： Q (5891.39+99.40 ) W=5990.80W 2.3.3計算冷風侵入耗熱量 以107門廳為例。 根據東北外門附加率為：500% 東北外門的冷風侵入耗熱量為： Q 5 1875.37W9376.85W 注：熱負荷計算見附表1 第三章散熱器的選擇與計算 3.1散熱器的選用 采暖散熱器是通過熱媒將熱源產生的熱量傳遞給室內空氣的一種散熱設備。 散熱器的功能是將供暖系統的熱媒（蒸汽或水）所攜帶的熱量，通過散熱器避面 傳給房間。 3.2散熱器的計算 1）計算散熱器散熱面積 m2(3-1) 式中: W; F 散熱器散熱面積, 取 82.5 C；

18、 Q散熱器的散熱量， tpj 散熱器內熱媒平均溫度，C； tn 供暖室內計算溫度，C；取17C ； K 散熱器的傳熱系數， W/m2 C； 1 散熱器組裝片數修正系數；由于系統采用的為同側進出式， 故 1=1.0 ； 2散熱器組連接形式修正系數；由于系統采用的為同側進出式, 故 2=1.0 ； 3散熱器組安裝形式修正系數。由于系統采用的為同側進出式, 3=1.02。 tpj散熱器進出口水溫的算術平均值: 切 tsg tsh 9570 82.5 C 2 2 式中： tsg ,散熱器進水溫度，C; tsh 散熱器出水溫度，C。 計算各層散熱器的傳熱系數K: 查供熱工程附錄7知，圓翼型（三排）型散熱

19、器: 一層： 心=0.56 W/（ m2C ）； 2）計算各層散熱器的片數 n=F/f（ 片） 式中： f 每片散熱器的散熱面積 m2 F 散熱器散熱面積， m2 ； 查供熱工程附錄 2-1 知： 圓翼型（三排）每片散熱器散熱量： f s=523W 圓翼型（三排）每片散熱器散熱面積： f =13.2m2 /片 注：散熱器計算表見表附表 2 第五章 水利計算 5.1 繪制系統圖(參照附圖三) 5.2 供暖系統管路水力計算步驟 繪制管網軸測圖，對各管段進行編號，標出長度和熱負荷，確定最 不利環路； 確定104房間東邊散熱器環路的綜合作用壓力厶Pzh1 由式 3-1 確定最不利循環環路的綜合作用壓力

20、 Pzh仁厶 P+A Pf=g H( p h- p g) + Pf(5-1 ) 水在管路中冷卻產生的附加壓力Pf，根據設計系統圖立管至鍋爐 的水平距離在25m以下，鍋爐到散熱器的高度在 7米以下，至總立 管到計算立管之間的水平距離在 10米以下。查供熱工程附錄 8， 最不利循環環路水冷卻產生的附加壓力APf=100Pa。 根據供回水溫度，查供熱工程附錄21,得p h=977.81kg/m3, p g=961.92 kg/m3 因此最不利循環環路總綜合作用壓力APzh仁645.3Pa 確定該散熱器環路的平均比摩阻 Rpj= aA P/刀L 自然循環熱水供暖系統沿程損失占總損失的百分數， 查供熱工

21、程 附錄 20,a =50% 刀 L =50.28 , Rpj=5.42 確定各管段的流量G=(QX 0.86 ) /( p h- p g); 管徑的確定，根據各管段流量 G和平均比摩阻Rpj，查查供熱工 程附錄 13 確定接近 Rpj 的管徑和流速 確定各管段的沿程壓力損失A Py=Rx L; 根據書上表3-1-4查出各管段的 根據流速，查供熱工程附錄15確定動壓頭，局部阻力損失A Pj= A PdXA； 計算總壓損壓A P=A Py+A Pj(5-2 ) 計算結果詳見 附表 3、附表 4 5.3 水力計算應注意的問題 采暖系統水力計算必須遵守流體連續性定律， 即對于管道節點 (如三 通、四

22、通等處 ) 熱媒流入流量之和等于流出流量之和； 采暖系統水算必須遵守并聯環路壓力損失平衡定律； 熱水采暖系統最不利環路的單位長度沿程壓力損失，除很小的系統 夕卜，一般以不超過60120Pa/ m為宜； 由于計算、施工誤差和管道結垢等因素的存在，采暖系統的計算壓 力損失宜采用 10的附加值； 供水干管末端和回水干管始端的管徑不宜小于20mm以利于排除空 氣，并小數顯著的影響熱水流量； 采暖系統各并聯環路，應設置關閉和調節裝置。主要是為了系統的 調節和檢修創造必要的條件； 熱水和蒸汽采暖系統，應根據不同情況，設置排氣、泄水、排污和 疏水裝置 - 是為了保證系統的正常運行并為維護管理創造必要的條 件。 設計總結 為期七天的課程設計結束了，在小組的共同努力下，我們完成了供熱工程的 課程設計。包括熱負荷的計算，散熱器的選擇與計算，水力計算等。在設計的過 程中，我們把平時學到的知識應用到實際中，真正的學到了不少的寶貴的經驗。 課程設計是我們專業課程知識綜合應用的實踐訓練， 著是我們邁向社會，從 事職業工作前一個必不少的過程”千里之行始于足下”，通過這次課程設計， 我深