1、供熱工程課程設計說明書某宿舍樓樓層采暖系統目錄1 前言 .31.1設計方案 .32 設計依據 .32.1參考資料 .32.2設計要求 .32.3設計的原始資料 .42.3.1 氣象資料 .42.3.2 土建資料 .42.3.3 根據任務書中給出的熱源條件，確定系統入口位置和熱媒參數。. 43 供暖熱負荷計算 .53.1進行房間編號 ( 注意各層編號豎向統一，編號用三位數字，首位數表示層數) 。 .53.2一層圍護結構的傳熱系數 ( 以 101 室為為例 ) .53.3 101 房間設計熱負荷計算步驟： .53.3.1 圍護結構傳熱耗熱量 Q1的計算 .53.3.2 冷風滲透耗熱量按下式計算：

2、.63.3一層各房間設計熱負荷計算詳表（見附錄1-8 ） .73.4宿舍樓供暖負荷統計詳表如下 .73.5二層和三層宿舍樓各房間熱負荷計算詳表( 見附錄 9-22) .83.6二層和三層宿舍樓供暖負荷統計詳表如下.84散熱器的選型及安裝形式 .94.1散熱器的選擇 .94.2散熱器的布置 .104.3散熱器的安裝尺寸應保證 .104.4散熱器的計算 .105管路布置 .126水力計算 .126.1選擇最不利環路 .136.2確定最不利環路各管段的管徑 d .131供熱工程課程設計說明書6.3確定長度壓力損失Py=Rl136.4 確定局部阻力損失Z136.5 求各管段的壓力損失146.6求環路總

3、壓力損失146.7 計算富裕壓力146.8 其他最不利環路的水力計算( 方法步驟同最不利1)157設計小結202供熱工程課程設計說明書1 前言1.1設計方案本設計為河南省鄭州市某大學某宿舍樓一棟三層的的建筑室內供熱采暖設計系統，這三層的主體為宿舍，附帶有樓梯間、門廳、衛生間、盥洗室。建筑總供暖面積約 1841.805 平方米。系統與室外管網連接，其引入口處供回水壓差為10KPa.該工程采用熱源為城市集中供熱，采暖外線在建筑物北側， 供回水溫度為95/70低溫熱水。供回水方式采用機械循環上供下回式熱水供暖系統，散熱器的連接形式為單管串聯順流式，樓層間獨立立管供熱。2 設計依據2.1 參考資料21

4、1、供熱工程課程設計指導書;212、供熱工程課程設計任務書。2.2 設計要求供熱工程教材；采暖通風和空氣調節設計規范 ；供暖通風設計手冊；實用供熱空調設計手冊3供熱工程課程設計說明書2.3 設計的原始資料氣象資料根據設計任務書中給出的建筑物所在地區， 查出該地區的有關氣象參數， 本設計所在地是河南省鄭州市，其冬季基本氣象參數見下表：表 2.1鄭州市的冬季氣象基本參數表室外采暖計算溫度 ( )-5室外空調計算溫度 ( )7室外平均風速 (m/s)3.4最多方向平均風速 (m/s)4.3最冷月平均相對濕度 (%)60冬季日照率大于 35%大氣壓力 (bar)1012.8注 :一般地 ,室內設計溫度

5、 : 宿舍和值班室取 18 ,門廳、走廊、樓梯間、衛生間和盥洗室取 16土建資料根據土建圖紙，找出建筑物的建筑特點（建筑物的方位、層數）和各部位的建筑構造與熱工特征，外墻、屋頂、地面門窗構造 )。根據任務書中給出的熱源條件，確定系統入口位置和熱媒參數。根據已知給定的供熱管外網的供應位置和已知的建筑平面圖，選定在宿舍樓108 房間地層下的供水立管為接入點。熱媒參數任務書中已給定。（供回水溫度為 95 /70低溫熱水）4供熱工程課程設計說明書3 供暖熱負荷計算對于本居民樓的熱負荷計算只考慮圍護結構傳熱的耗熱量和冷風滲透引起的耗熱量，人員、燈光等得熱作為有利因素暫不考慮在熱負荷計算當中。3.1 進行

6、房間編號 ( 注意各層編號豎向統一，編號用三位數字，首位數表示層數 ) 。該建筑一層平面圖中包括 101-126 等房間，主要是宿舍和四間衛生間。編號如平面圖。二層與三層同一層。3.2 一層圍護結構的傳熱系數( 以 101 室為為例 )已查得 101 室圍護結構條件：外墻：一磚半厚 (370mm)墻體，內面抹灰磚墻，K=1.57 W/m2* ，對于熱惰性的取值，應綜合考慮實用性與經濟性，在這里我們取第II 種類型的墻體（中型質墻 4.1-6.0）D=5.1外窗：單層鋁合金框玻璃窗； 尺寸為窗型為三扇兩開窗。 可開啟部分的縫隙總長9m。 K=6.4門：尺寸 1.5*2 ，修正系數取 0.7， K

7、=4.65內墻：一磚厚（ 240mm）墻體，內面抹灰磚墻，K=2.08靠近走廊墻以及臨室的隔墻，由于兩側溫差小于5，可不予考慮。屋面：屋面由概況中對應的材料布置, 一般平頂屋面采用絕熱性能較好的隔熱材料，厚度也相應的比一般維護墻體較厚，故取值為K=0.45 W/m2* .地面：不保溫地面， K 值按劃分地帶計算。3.3 101 房間設計熱負荷計算步驟：圍護結構傳熱耗熱量Q1的計算圍護結構穩定傳熱時，基本耗熱量可按下式計算1 ：Q1KF (tntw ')式中5供熱工程課程設計說明書K 圍護結構的傳熱系數（ W/· 0C）；F圍護結構的面積（）；t n冬季室內計算溫度（ 0C）；

8、tw ' 供暖室外計算溫度（0 C）；圍護結構的溫差修正系數。詳見實用供熱空調設計手冊表。將已查得的數據代入上式，即得維護結構的總耗熱量 Q1=，其全部計算列于附錄 1 中。考慮到維護結構中的附加耗熱量:暖通規范規定：宜按下列規定的數值，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。 應考慮當地冬季日照率小于35%的地區，東南、西南和南向修正率，宜采用-10%0%，東西向可不修正。暖通規范規定：民用建筑和工業輔助建筑物（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

9、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。由于該設計建筑層高只有3m，故不需要考慮高度附加率。暖通規范規定：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、廠區內特別突出的建筑物，才考慮垂直外圍護結構附加5%10%。綜上所述，在實際的采暖附加耗熱量計算過程中，僅僅考慮朝向修正系數。冷風滲透耗熱量按下式計算：根據公式Q20.278V wc p (tntw / )式中Q2冷風滲透耗熱量（ W）；V經門、窗隙入室內的總空氣量，m3/h；w供暖室外計算溫度下的空氣密度，kg/m3；Cp冷空氣

10、的定壓比熱，Cp =1KJ/（ kg·）；6供熱工程課程設計說明書0.278 單位換算系數， 1KJ/h=0.278W。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。本設計樓層為三層, 不需要考慮風壓的作用 .101 房間為宿舍，室內計算溫度為18，鄭州市冬季室外計算溫度為-5 。表 3.1鄭州 市 的冷 風朝 向修 正系 數 n地點東南西北鄭州市0.150.30.70.9注：此表取自供熱工程附錄1-5由附錄 1-5 ，鄭州市的冷風朝向修正系數，北向 0.9. 對有一面或相

11、鄰兩面外墻的房間，全部計入其門、窗可開啟部分的冷風滲透量。由前面的數據，在冬季室外平均風速 VP , j 3.4m / s ，單層推拉鋁窗窗每米縫隙的冷風滲透量 L=1.24 m3/ （ h· m）.北向的一個窗戶的縫隙總長度為 =9m.總的冷風滲透量 V 等于V L ln =1.24× 9× 0.9=10.044 m3/h冷風滲透量 Q2 ' 等于（空氣狀態參數表得，-5時w =1.30kg / m3)Q2/0.278V wc p (tnt w/ ) =0.278 × 10.044× 1.30× 1.01× 23=

12、84.323W.房間功能和參數相同的，只計算一個房間。3.3 一層各房間設計熱負荷計算詳表（見附錄1-8 ）3.4 宿舍樓供暖負荷統計詳表如下表 3.2一層宿舍樓供暖負荷統計房間用途總采暖負荷 W編號101男衛生間2559.3103,111值班室2254.3104-110宿舍1241.5113女衛生間2671.97供熱工程課程設計說明書114女盥洗室2484.8116,124值班室2042.9117-123宿舍1060.7126男盥洗室2441.9一層總負荷34867.73.5 二層和三層宿舍樓各房間熱負荷計算詳表( 見附錄 9-22)注 : 第二層不需要考慮地面的熱阻負荷 , 第三層需要考慮

13、屋頂對各房間產生的熱負荷 . 房頂的傳熱系數 , 在前面已給出 , 一般取 K=0.5 左右 , 這里我們取 0.45.3.6 二層和三層宿舍樓供暖負荷統計詳表如下表 3.3二層宿舍樓供暖負荷統計房間總采暖負荷 W編號用途201男衛生間2407.6203,211值班室2028204-210宿舍1128.2213女衛生間2470.5214女盥洗室2313.3215-225宿舍957.5226男盥洗室2235.3一層總負荷31912.68供熱工程課程設計說明書表 3.4三層宿舍樓供暖負荷統計房間用途總采暖負荷 W編號301男衛生間2620.2303,311宿舍2232.9304-310宿舍1333

14、.1313女衛生間2893314女盥洗室2534.4315-325宿舍1162.4326男盥洗室2447.9一層總負荷37079.44 散熱器的選型及安裝形式4.1 散熱器的選擇考慮到散熱器耐用性和經濟性，本工程選用灰口 鑄鐵四柱760 型，高度為760mm 它結構簡單，耐腐蝕，使用壽命長，造價低，傳熱系數高；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。“暖通規范”規定：安裝熱量表和恒溫閥的熱水供暖系統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。具體性能及參數如下表2 ：

15、表 4.1鑄鐵散熱器參數型號散熱面積水容量重量工作壓力傳熱系數 k8.49四柱 760 型0.235m21.16L6.6kg0.5mpaw/m 2 ·9供熱工程課程設計說明書4.2 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。本設計采用明裝法.4.3 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

16、小于 25mm。4.4 散熱器的計算我們選定立管 1 為例 :Q1Q1Q2Q2Q3Q3已知： Q1=Q1=1162.4WQ2=Q2 =957.5WQ3=Q3 =1060.7W例如t1（三層和二層之間） = tg-2*1162.4/Qz （tg- th）=85.9同理可得 t2（二層和一層之間） =78.3 我們選定 120 房間為例，進行換熱器的片數計算：tpj=(95+85.9)/2=90.45， t n =5,t= t p,j -t n =90.45-18=72.45查2 附錄 2-1，對四柱 760 型，不能超過 25 片。查教材附錄 2-1K 2.503 t 0.2982.=8.969

17、 w/m ·修正系數：散熱器組裝片數修正系數，先假定1=1.0；10供熱工程課程設計說明書散熱器連接形式修正系數，查教材附錄2-4，2=1.0004；散熱器安裝形式修正系數，查教材附錄2-5，3=1.03；（取 A=80mm）.。根據下式F=Q/（K · t）123=1162.4/（ 8.969×72.45）×1×1.004×1.03=1.85m2四柱 760 型散熱器每片散熱面積為 0.235 m 2 ，計算片數 n為：n = F 1./f=85/0.235=8 片查附錄 2-3，當散熱器片數為 6 10 片時， 1=1.0，因此，

18、實際所需散熱器面積為：F= F× 1=2.15× 1=1.85 m2實際采用片數 n 為： n=F/f=8 片取整數，應采用四柱760 型散熱器 9 片。其他房間的散熱器計算結果見下表： （為保證散熱器的散熱效果，每組散熱器的片數大于 10 的控制在 11-20 范圍內）。表 4.2各房間散熱器計算表名稱編號房間耗熱TgThtpjn tKFnn量（ w）t305-3101333.1958690.51872.58.9711.990883012620.29586.490.71674.79.0513.7716173032232.99586.390.651872.658.9773.

19、3314153041333.19586.390.651872.658.9771.99883112232.99586.490.71872.78.9783.3314153132893958690.51674.59.0444.1718193142534.49586.490.71674.79.0513.6415163151162.49585.790.351872.358.9651.74773161162.49585.790.351872.358.9651.7477317-3221162.49585.990.451872.458.9691.85883231162.49587.191.051873.058

20、.9911.72773241162.49587.191.051873.058.9911.72773251162.49585.290.11872.18.9561.75773262447.99585.290.11872.18.9563.681616205-2101128.28678.482.21864.28.6521.97882012047.686.478.482.41666.48.7393.431515203202886.378.682.451864.458.6623.5315162041128.286.378.682.451864.458.6621.96388211202886.478.782

21、.551864.558.6663.5215162132470.58678.382.151666.158.7294.1518192142313.386.478.582.451666.458.7413.871617215957.585.778.181.91863.98.6401.6877216957.585.778.181.91863.98.6401.687711供熱工程課程設計說明書217-222957.585.978.382.11864.18.6481.6877223957.587.178.382.71864.78.6721.6677224957.587.178.382.71864.78.67

22、21.6677225957.585.276.680.91862.98.5991.72772262235.385.276.680.91664.98.6803.851617105-1101241.578.47074.21856.28.3152.5811121012559.378.47074.21658.28.4025.0819201032254.378.67074.31856.38.3204.6719201041241.578.67074.31856.38.3202.5711111112254.378.77074.351856.358.3224.6719201132671.978.37074.15

23、1658.158.4005.3119201142484.878.57074.251658.258.4054.9319201162042.978.17074.051856.058.3094.261819117-1221060.778.37074.151856.158.3132.21991231060.380.67075.31857.38.3642980.67075.31857.38.3644.1418181262441.976.67073.31657.38.3644.9519205 管路布置本設計采用機械循環上供下回 , 單管立式串聯形式 , 供水點位置在 120 房間

24、地溝中 , 即一層回水循環環路敷設在地溝中 ( 地層下面 ), 頂層供水循環 , 在樓層設置高位水箱定壓 , 調節管路中循環流量 , 和系統的排氣 .根據建筑的結構形式，布置干管和立管，為每個房間分配散熱器組。（見圖紙）6 水力計算畫出系統圖， 該系統由多個支路組成。 首先計算最遠的立管環路， 圖上小圓圈內的數字表示管段號， 熱負荷對應前面計算所得的值， 管段長度與圖示長度一一對應。實用供熱空調設計手冊中與規定：1、管網干管管徑，不應小于 50mm，通往各單體建筑物的管徑對熱水管道來講不宜小于 32mm。2、基礎數據的確定：（1）、熱力網管道內壁當量粗糙度，熱水管道可采用0.0002m；12供

25、熱工程課程設計說明書（2）、熱水熱力網支干線、 支線應按允許壓力降確定管徑， 但供熱介質流速不應大于 3.5m/s。6.1 選擇最不利環路最不利環路是通過三層西側 126 宿舍的散熱器（ 2441.9w）的環路。這個環路從散熱器經過管段 1、2、a、3、4、5、6、7、8、9、10、 11、b、126.2 確定最不利環路各管段的管徑d（ 1）根據各管段的熱負荷，求出各管段的流量，計算公式如下：G=3600Q/4.187 ×103（tg th） =0.86Q/（tg th）kg/h式中 Q管段的熱負荷， W ；tg 系統的設計供水溫度，；th 系統的設計回水溫度，。（ 2）求單位長度平

26、均比摩爾阻根據經驗得，在平均比摩阻 60-120Pa/m 之間取值，查教材附錄 4-1 表，確定管道的公稱直徑，流速，實際比摩阻，以及其他參數。將查出的 d、R、 v 和 G 值列入表 6.1 中。6.3 確定長度壓力損失Py=Rl將每一管段 R 與 l 相乘，列入水力計算表中。6.4 確定局部阻力損失Z（1）確定局部阻力系數根據系統圖中管路的實際情況，列出各管段阻力名稱。利用教材中附錄4-2，將其阻力系數記于表中，最后將各管段的總局部阻力系數列入表6.1 中第 9 欄中。注意：在統計局部阻力時， 對于三通和四通管件的局部阻力系數，應列在流量較小的管段上。（2）利用教材中附錄表4-3，根據管段

27、流速v，可查出動壓頭 Pd，列入表6.1 中的第 10 欄。又根據 Pj=Pd·，將求出的 Pj值列入表 7 中的第 11 欄中。13供熱工程課程設計說明書6.5 求各管段的壓力損失P=Pj Py。將表 6.1 中的第 8 欄與第 11 欄相加列入表 6.1 第 12 欄中。6.6 求環路總壓力損失即( Pj Py)6.7 計算富裕壓力考慮由于施工的具體情況，可能增加一些在設計計算中未計入的壓力損失。因此，要求考慮系統應有10%以上的富裕度。%=PI1 ( Pj Py) a b/PI1 × 100%式中% 系統作用壓力的富裕率；PI1 通過最不利環路的作用壓力，Pa；(Pj

28、 Py) a b通過最不利環路的壓力損失，Pa。最不利 1 的具體計算見下表。表 6.1水力計算表局局部總阻管P部PQGLDVRyd阻力力損段=Rl阻備注Wkg/hmmmm/sPa/m損失失號Pa力PaPaPa數12345678910111213通過立管的環路1103860357314.75500.4448.2710.952.596.8193.6904.55249287.216967.8400.3648.2375.96064.80375.96a2931110081320.2838.238.23.539.2137.21753229507896.6250.38102.8678.50.572.236

29、.1714.64165885706.6250.2853.4352.4039.20352.4592453188.9200.2455.7495.73257.6115.2610656351545.6150.2270.87396.9448.4193.6590.5724421545.1150.2270.87361.4448.419.3.6555892453188.9200.2455.7495.7257.6115.2610.9916588570.6.6250.2853.4352.4039.20352.410229507896.6250.38102.8678.5372.2216.6859.1b2931110

30、081320.2838.238.23.539.2137.217514供熱工程課程設計說明書1149287.2169612400.3648.2578.40.539.219.6598環路： ( Py+ Pj )=6678.2Pa入口處的剩余循環作用壓力，用閥門節流。立管立管資壓力 P=(Py+ Pj)5,6,7,8=2366.4pa.187343.4252.63.8150.38185.1703.8472.2288.8992.6195018.6126.35.6150.256.7317.5520100417.5203103.6126.35.6150.256.7317.5520100417.5壓力損失：

31、 (PyPj )1827.6 pa不平衡百分率：2366.41827.622.8%。 用立管閥門節流。2366.4立管立管資壓力 P=(Py+ Pj)4,5,6,7,8,9=3071.2pa.156361.22183.8150.32144.5549.1451.2144.4848.2164036.41095.6150.2485.7507.3528.8144599.3172121.41095.6150.2485.7507.3528.8144599.3壓力損失：(PyPj )2046.8 pa不平衡百分率：3071.22046.833.3%。 用立管閥門節流3071.2立管立管資壓力 P=( Py+

32、 Pj)3,4,5,6,7,8,9,10=4644pa.156361.22183.8150.32144.5549.1451.2144.4848.2164036.41095.6150.2485.7507.3528.8144599.3172121.41095.6150.2485.7507.3528.8144599.3壓力損失： (PyPj ) 2046.8pa不平衡百分率：4644.92046.855.9%。 用立管閥門節流4644.96.8 其他最不利環路的水力計算( 方法步驟同最不利1)最不利環路 2表 6.2水力計算表局局部總阻管P部PQGLDVRyd阻力力損段=Rl阻備注Wkg/hmmmm

33、/sPa/m損失失號Pa力PaPaPa數12345678910111213通過立管的環路15供熱工程課程設計說明書1103860357314.75500.4448.2710.952.596.8193.6904.55249287.216967.8400.3648.2375.96064.80375.96319976.46876.33250.3581.5515.894.561.3275.6791.5413615.24686.6250.2338.23252.3026.50252.357332.52526.6200.2039.58352.222040392.2647981265.6150.255.7311.942080391.972484.81265.1150.255.7284.142080364.187332.52526.6200.2039.58352.222040392.2913615.24686.6250.2338.23252.3026.50252.31019976.468718.7250.3581.51524.14.561.3275.61800環路： ( Py+ Pj)=5