供熱工程課程設計系別：建筑環境與設備工程班級：姓名：指導老師：時間：2011.05.30——06.03目錄設計原始資料供熱熱負荷計算2.1氣象資料2.2熱負荷的計算3．供暖方案的確定以及散熱器布置與選擇3.1熱媒的選擇3.2供暖形式的確定3.3散熱器的布置3.4散熱器選擇3.5散熱器的計算4. 管路的水力計算4.1繪制采暖系統圖4.2計算最不利環路的管徑5. 總結6. 參考文獻一設計原始資料1.1設計題目:天津市某公司家屬樓供暖系統設計1.2設計原始資料：1.地點：天津市2.室外氣象參數：天津市冬季采暖室外計算溫度為-9℃。冬季室外風速3.1m/s。3.設計熱媒：供回水溫度為95-------70℃機械循環熱水系統，熱源為城市集中供熱；4.土建資料：1）建筑概況：該建筑位于天津市，設計層數為三層，層高3m，系一般居民住宅樓。2）圍護結構：該建筑物外墻為24mm磚墻，外抹灰（K=2.08W/m2.℃），內墻為雙面抹灰24墻（K=1.72W/m2.℃），外窗為單層木框，有兩種規格：（寬×高）1.5m×2.0m和1.8m×2.0m。前者可開啟部分縫隙總長為11.0m，后者可開啟部分縫隙總長為13.0m。外門及內門均為單層木制門，可開啟部分縫隙總廠為11.0m。地面為不保溫地面，K值按劃分地帶計算。二供熱系統熱負荷計算2.1設計氣象資料查出設計題目中建筑物所在地區的相關氣象資料查《實用供熱空調設計手冊》得到天津市室外氣象參數如下：采暖室外計算溫度：-9℃。極端最低和最高溫度：-22.9℃、39.7℃.冬季大氣壓力：102.66kPa。冬季平均風速：3.1m/s。冬季日照率：62％。2.2.1計算房間的采暖熱負荷(1)將房間編號（見CAD平面圖）；(2)根據房間的不同用途，來確定房間的室內計算溫度；查《供熱手冊》得到冬季室內計算溫度如下：臥室及客廳18℃廚房10℃衛生間15℃(3)計算或查出有關圍護結構的傳熱系數；查出有關圍護結構傳熱系數K值如下外墻K=2.08）W/（m2.℃）內墻K=1.72）W/（m2.℃）外窗K=5.82）W/（m2.℃）外門K=4.65W/（m2.℃）內門K=2.91W/（m2.℃）屋頂K=0.93W/（m2.℃）(4)確定溫差修正系數；圍護結構的溫差正系數序號圍護結構特征1外墻、屋頂、地面以及與室外相通的樓板等1.002悶頂和與室外空氣相通的非采暖地下室上面的樓板等0.903與有外門窗的不采暖樓梯間相鄰的隔墻（1~6層建筑）0.604與有外門窗的不采暖樓梯間相鄰的隔墻（7~30層建筑）0.505非采暖地下室上面的樓板，外墻上有窗時0.756非采暖地下室上面的樓板，外墻上無窗且位于室外地坪以上時0.607非采暖地下室上面的樓板，外墻上無窗且位于室外地坪以下時0.408與有外門窗的非采暖房間相鄰的隔墻、防震縫墻0.709與無外門窗的非采暖房間相鄰的隔墻0.4010伸縮縫墻、沉降縫墻0.30摘自《供熱與通風設計手冊》(5)計算出各部分圍護結構的基本耗熱量；(6)計算出房間的熱負荷2.2.2供暖系統的設計熱負荷按下式計算：式中：——圍護結構的基本耗熱量，W；——圍護結構的附加(修正)耗熱量，W；——冷風滲透耗熱量，W；——冷風侵入耗熱量，W；——供暖總耗熱量，W。1.圍護結構基本耗熱量為了正確地計算出圍護結構的基本耗熱量，按房間的一定順序編號，便于計算時查找，例如：一層的第一個房間為101，它上面的二層對應房間為201等。按照下式計算：W式中：K——圍護結構的傳熱系數，W/(·℃)；F——圍護結構的面積，；——圍護結構的溫差修正系數；——冬季室內計算溫度，℃；——供暖室外計算溫度，℃。2.附加耗熱量(1）朝向修正耗熱量朝向修正耗熱量是考慮建筑物受太陽照射而對外圍護結構傳熱損失的修正。不同朝向的圍護結構所得的太陽輻射熱是不同的。朝向修正率按《暖通設計規范》規定的數值選用如下：東：-5％；西：-5％；南：-15％；北：5％;(2)風力附加耗熱量風力附加是考慮室外風速變化而對外圍結構傳熱耗熱量的修正。《設計規范》規定：在一般情況下，不必考慮風力附加，只對建筑在不避風的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮、廠區內特別高出的建筑物，垂直的外圍護結構附加5％～10％。(3)高度附加耗熱量民用建筑(樓梯間除外)的高度附加率，房間高度大于4m時，每高出lm應附加2％，但總的附加率不應大于15％。同時，高度附加率應附加于圍護結構的基本耗熱量和其他附加耗熱量上。（4）冷風滲透耗熱量在風壓和熱壓的作用下，室外的冷空氣通過門、窗等縫隙滲入室內，被加熱后逸出。當未對采暖房間的門、窗縫隙采取密封措施時，冷空氣就會通過門、窗縫隙滲入到室內，把這部分冷空氣從室外溫度加熱到室內溫度所消耗的熱量，稱為冷風滲透耗熱量。按縫隙法計算公式如下：Q2′=0.278VρwCp(tw-tnˊ)W式中w—采暖室外計算溫度下的空氣密度(kg/m3)；Cp—冷空氣的定壓比熱，Cp=1KJ/（kg?℃）;V—經門窗縫隙滲入室內的總空氣量，m3/hV=Lιηm3/h(5)冷風侵入耗熱量在冬季受風壓和熱壓作用下，冷空氣由開啟的外門侵入室內。把這部分冷空氣加熱到室內溫度所消耗的熱量稱為侵入耗熱量。可根據外門耗熱量乘以下表的百分數的簡便方法計算式中：——外門的基本耗熱量，W；——冷風侵入耗熱量，W；N——考慮冷風侵入的外門附加。外門附加率N值外門布置狀況附加率一道門65n%兩道門（又門斗）80n%三道門60n%供暖建筑和生產廠房的主要出口500%2.3供暖負荷計算在本設計的供暖負荷計算中，這里以101房間的負荷計算為例，其計算方法和圍護結構及氣象條件見2.1、2.2節。101房間供暖設計熱負荷計算步驟：冷風滲透量Q2＇的計算根據《供熱設計規范》，天津市的冷風朝向修正系數：東向n=0.2,西向n=0.4，南向n=0.15，北向n=1.0。查得在冬季室外風速為3.1m/s的情況下，每米門、窗縫隙滲入的空氣量L=3.1m3/(m?h),101房間南向1個窗戶縫隙總長為11m,則總滲入室內的空氣量為V=Lιη=3.1×11×0.15=5.12m3/h。總的冷風滲透耗熱量Q2＇為Q2＇=0.278VρwCp(tw-tnˊ)=0.278×5.12×1.34×（18+9）=53.28W維護結構傳熱耗熱量Q1ˊ的計算全部計算列于下表中，維護結構總傳熱耗熱量Q1ˊ=1761.33W。101房間供暖設計熱負荷為Q=Q1ˊ+Q2＇+Q3ˊ=1761.38+53.28+0=1814.61W注?其他各房間的的供熱負荷計算見附表1.3供暖方案的確定以及散熱器布置與選擇3.1熱媒的選擇本題選擇熱水供暖系統，供水溫度tg=95℃，回水溫度th=70℃。3.2供暖形式的確定本題采用水平跨越式分戶計量采暖系統，其與傳統采暖形式的主要區別在于戶內散熱器具有可調性。3.3散熱器的布置該題散熱器安裝在窗臺下面，這樣沿散熱器上升的對流熱氣流能阻止和改善從玻璃下降的冷氣流和玻璃冷輻射的影響，使流經室內的空氣流比較暖和舒適。3.4散熱器的選擇散熱器的選擇及安裝建筑性質適合選用的散熱器居住建筑柱形、閉合串片、板式、扁管式、輻射對流式公用建筑柱形、閉合串片、板式、扁管式、屏壁型、輻射對流式工業企業輔助建筑柱形、翼型、輻射對流式散發小量粉塵的車間及倉庫柱形、輻射對流式散發大量粉塵的車間及倉庫柱形、光面排管3.5散熱器的計算根據上表散熱器的選擇，同時又表2-13所計算熱負荷的大小，室內安裝二柱（M132型）或四柱760型散熱器。1）散熱面積的計算所需散熱器傳熱面積F按下式計算：F=Q/K(—)式中—房間供暖所需的散熱器散熱面積，m2；—房間供暖熱負荷，W；—散熱器的傳熱系數，W/(m.℃)；—散熱器熱媒的算術平均溫度，℃；—供暖室內計算溫度，℃；—散熱器組裝片數或散熱器的長度修正系數—散熱器連接形式修正系數，—散熱器安裝形式修正系數，散熱器組裝片數修正系數的選擇每組片數<66~1011~20>200.951.001.051.10注：上表僅適用于各種柱式散熱器，方翼型和圓翼型散熱器不修正，其它散熱器需要修正時，見產品說明。散熱器連接形式修正系數的選擇：四柱813型與供水管道的連接選擇同側上進下出的連接方式，則=1.0；2）一層樓房的散熱器計算1.單元房已知雙管系統，Q=1814.61w，tpj=(tg+th)/2=(95+70)/2=82.5℃tn=18℃Δt=tpj-tn=64.5℃。查供熱工程附錄（2-1）對M-132散熱器K=2.426Δt0.286=2.426×（64.5）0.286=7.99w/m2·℃散熱器組裝形式修正系數=1.0散熱器連接形式修正系數=1.0散熱器安裝形式修正系數=1.02根據公式求得：F=Q/K(—)=1814.617/(7.99*64.5)×1.0×1.0×1.02=3.59m2N=F/f=3.59/0.24=15片當散熱器片數為11-20片時，=1.05因此實際所需散熱面積為：F==3.59×1.05=3.77m2實際采用的片數N=F/f=3.77/0.24=16片其它各層各房間所需散熱器片數見附表4.管路的水力計算4.1繪制管路的系統圖繪制管路的系統圖（1-3）層。并標上管段，管長，熱負荷，并計算各管換的局部阻力系數。下圖為一個住戶的室內系統圖：局部阻力系數計算表管段號局部阻力個數∑ξ190°彎頭閘閥317.52、4、6、8、10、12直流三通22390°彎頭245、9、11---790°彎頭241390°彎頭閘閥5111．5查表分別計算求出跨越管支路與散熱器支路阻力數。Sk=A(λl/d+∑ξ)=1.03*1000(2.6*1.2+2)=5273.6Pa/(kg/h)2Ss=A(λl/d+∑ξ)=1.03*1000(2.6*1.4+12.5)=16624.2Pa/(kg/h)24．求的分流系數常用管徑的分流系數α散熱器管徑跨越管管徑DN15DN20DN25DN32DN150.360---DN200.2110.345--DN250.1330.226--DN320.0750.1320.201-DN400.0570.1010.2570.249說明：表格中的數據在計算時未將散熱器的局部阻力計算在內。計算各管段的管徑。水平管1、3、5、7、9、11、13的流量為G=0.86∑Q/(tg-th)=0.86*9600/(95-70)=330kg/h跨越管的管段2、4、6、8、10、12的流量為Gk=（1-0.36）G=211kg/h從而確定各管段的管徑和阻力，并求得水平管得總阻力。各房間的水力計算見附表整個系統的水力計算的方法和步驟：（1）確定立管和水平干管的管徑1.將各管段進行編號，注明各管段的熱負荷和管長，并計算管管段的局部阻力系數。2．確定各管段的管徑，流量。按照平均比摩阻的選取原則，查表的管徑、流量。該系統局部阻力系數計算表管段號局部阻力個數∑ξ管段號局部阻力個數∑ξ2、10調節閥分流三通1191.517直流四通閘閥合流三通11120.5310.55.511、12、3、4、15、16、7、8直流四通1218直流三通11215、6、13、14---1990°彎頭219直流三通90°彎頭閘閥111210.523.5計算結果見附表（2）不平衡率的計算1.一層一單元用戶的阻力損失為△P1=13123.3Pa重力循環自然附加壓力為Pz1=2△ρ×g×△h/3=23(977.8-961.92)×9.8×一單元一層用戶的資用壓力為△P’1=△P1-Pz1=12967.6Pa2.與一單元一層用戶并聯的管段3、8及二層用戶的壓力損失為∑（△Py-△Pj）+△P2=290.6+290.6+11092.6=1163.8Pa一單元二層用戶的重力循環自然附加壓力為并聯環路中，一單元二層用戶相對于一層增加的的自然附加壓力為Pz2=2△ρ×g×△h/3=23(977.8-961.92)×9.8×并聯環路中，一單元二層用戶相對于一層增加的的自然附加壓力為△Pz1、2=Pz2-Pz1=467.2-155.7=311.4Pa它的資用壓力為△P2’=△P1’+△Pz1、2=12967.6+311.4=13279Pa不平衡率為X21={△P2’-[∑（△Py-△Pj）+△P2]}/△P2’=(13279-11673.8)/13279=12.1%3.同理計算三層相對于一層用戶的相對不平衡率，一單元各層用戶相對于一層用戶的不平衡率列表所示，如下：項目樓層序號各層相對于一層用戶并聯節點增加的自然附加壓力（Pa）與一層用戶并聯的各層用戶的資用壓力（Pa）與一層用戶并聯的各層用戶的供回水立管壓力損失（Pa）與一層用戶并聯的各層用戶的供回水立管及戶內的總損失（Pa）各層相對于一層用戶的不平衡率X2311．413297581.211673.812.1%3622.813608.4756.8815292.3-12.4%二單元各層用戶相對于一層用戶的不平衡率項目樓層序號各層相對于一層用戶并聯節點增加的自然附加壓力（Pa）與一層用戶并聯的各層用戶的資用壓力（Pa）與一層用戶并聯的各層用戶的供回水立管壓力損失（Pa）與一層用戶并聯的各層用戶的供回水立管及戶內的總損失（Pa）各層相對于一層用戶的不平衡率X2311．413148.4580.411947.89.1%3622.81345．9.8753.215379.2-14.2%4.二單元三層用戶（最遠端）相對于一單元一層用戶的不平衡率（1）經過一單元一層用戶的管段2、一單元一層用戶管段、管段9、18的阻力系數為△P2+△P1+△P9+△P18-△Pz1=932+13123.3+371.+274.7-155.7=14545.6Pa（2）二單元三層用戶的資用壓力為（1）的計算結果與該用戶的自然附加壓力的和，為14545.6+（622.8+155.7）=15324.1Pa（3）經過二單元三層用戶的管段18、管段10-12。、二單元三層用戶管段、管段15、17的阻力損失為：△P18+△P（10-12）+△PⅢ+△P（15-17）=274.7+94.02+290.2+86.4+16425+86.4+290.2+93.58=15841.5Pa（4）二單元三層用戶相對于一單元一層有能用戶的不平衡率為：X4=（15324.1-15841.5）/15324.1×100%=-3.4%5.總結在生活和生產過程中，會有很多的地方須設計供暖，因供暖的存在，使得在生活上的舒適性得到提高，而且生