供熱課程設(shè)計(jì)

供熱工程課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：熱負(fù)荷計(jì)算散熱設(shè)備選擇與計(jì)算管網(wǎng)水力計(jì)算繪制圖紙若干張一：參數(shù)：1、 設(shè)計(jì)題目：西安某宿舍樓采暖2、 氣象資料：西安冬季供暖室外計(jì)算溫度 tw=-5°C冬季主導(dǎo)風(fēng)向 東北朝向修正系數(shù)n值： 北0.05東北0.05東-0.05東南-0.13南-0.02 西南-0.13西-0.05 西北0.053、 土建資料：1） 外墻：實(shí)心粘土磚3702） 外窗：鋁合金中空玻璃門：?jiǎn)螌訉?shí)體木門；屋面：平屋面上人屋面。傳熱系數(shù)K=0.467W/(m2?°C)；地面為不保溫地面，K值按地帶決定。層高：3.0m，窗臺(tái)距室內(nèi)地坪1m,窗戶高度均為1.5m。4、 熱源：室外供熱管網(wǎng)，供水溫度95C，回水溫度70C。引入管處供水壓力滿足室內(nèi)供暖要求。5、 建筑概況：總層數(shù)三層，總高度9m總面積1160m2二：熱負(fù)荷計(jì)算供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷:是指在設(shè)計(jì)室外溫度tw下,為達(dá)到室內(nèi)溫度tn，供暖系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)向建筑物供給的熱量Q。:Q=Q+Q+Q1 2 3Q圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量1:Q由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣耗熱量，稱為冷風(fēng)滲透耗熱量2：Q加熱由門、孔洞與相鄰房間侵入的冷空氣耗熱量，稱為冷風(fēng)侵3：入耗熱量：圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量A:q，=KF(t-tf)aq——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量，w；K——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/(W?C)；F——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積，血；tn 冬季室內(nèi)計(jì)算溫度，C；——供暖室外計(jì)算溫度，C；

a一圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)。然后進(jìn)行修正由于不需要考慮風(fēng)力附加耗熱量和高度附加耗熱量，只需要進(jìn)行朝向修正耗熱量。圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)K值均勻多層材料(平壁)的傳熱系數(shù)K_ 1=R_ 1=Rn+Rj+RW/(m2?°C)K= K R0 1+￡"+1a0 入.a維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻，m2?P/Wanaw——維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)、外表面的換熱系數(shù)，W/(m2?C)*,%——維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)、外表面的傳熱阻，m2?C/W"——維護(hù)結(jié)構(gòu)各層的厚度，m入I——維護(hù)結(jié)構(gòu)各層材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m2?C)Rj——由單層或多層材料構(gòu)成的維護(hù)結(jié)構(gòu)個(gè)材料層的熱阻B:附加耗熱量計(jì)算公式Q=Qj(1+嘰+Bf)Q：考慮各項(xiàng)附加后，某圍護(hù)的耗熱量Q一某圍護(hù)的基本耗熱量jBch一朝向修正Bf：風(fēng)力修正地面的傳熱系數(shù)貼土非保溫地面如下表：地帶R0(m2?C/W)K0(m2?C)第一地帶2.150.47第二地帶4.300.23第三地帶8.600.12第四地帶14.20.07第一地帶靠近墻角的地面面積需要計(jì)算兩次冷風(fēng)滲透耗熱量按房間換氣次數(shù)來估算該房間的冷風(fēng)滲透耗熱量。計(jì)算公式為(2-7)Q=0.278nVcp(t-1)W(2-7)2 knpwnw ”式中：匕——房間內(nèi)部體積，m3；n——房間的換氣次數(shù)⑶，次/h；p 采暖室外計(jì)算溫度下的空氣密度(kg/m3)；wVn——采暖房間的體積(m3)；tn 采暖室內(nèi)計(jì)算溫度(°C)；tw—采暖室外計(jì)算溫度(C)。n可以按下表選用：概算換氣次數(shù)房間外墻暴露情況nk一面又外墻或外門1/4—2/3兩面有外墻或外門1/2—1三面有外墻外門1—1.5門 廳25）冷風(fēng)侵入耗熱量Q'=0.278VC（t-1）w3 wpnwVW 流入的冷空氣量wQ=NQ'3 1-jm式中：Q1-jm——外門的基本耗熱量，W；Q3—冷風(fēng)侵入耗熱量，W；N——考慮冷風(fēng)侵入的外門附加率。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(chǎn)廠房的主要出口500%注：n---建筑物的樓層數(shù)。6）查詢的規(guī)范A：圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差正系數(shù)a序號(hào)圍護(hù)結(jié)構(gòu)特征a1外墻、屋頂、地面以與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0.90

3與有外門窗的不米暖樓梯間相鄰的隔墻（1~6層建筑）0.604與有外門窗的不米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(shí)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(shí)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(shí)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0.30B：根據(jù)北京市標(biāo)準(zhǔn)《新建集中供暖住宅分戶熱計(jì)量設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》護(hù)肩總傳熱量不宜大于該房間基本供暖負(fù)荷的80%。C：根據(jù)北京市標(biāo)準(zhǔn)《新建集中供暖住宅分戶熱計(jì)量設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》取各向傳熱量總和的適當(dāng)比例作為戶間總穿熱負(fù)荷，是考慮戶間出現(xiàn)傳熱溫差的概率。一般可取50%。D：實(shí)用空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)計(jì)算房間的采暖熱負(fù)荷步驟將房間編號(hào)(已編號(hào)完畢，見CAD圖)；根據(jù)房間的不同用途，來確定房間的室內(nèi)計(jì)算溫度；計(jì)算或查出有關(guān)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，計(jì)算出其面積；確定溫差修正系數(shù)；(5)計(jì)算出各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量(6)計(jì)算出房間的熱負(fù)荷。根據(jù)建筑物所處的地理環(huán)境和建筑形式，不考慮風(fēng)力附加耗熱量和高度附加耗熱量。下面以一層的002房間為例進(jìn)行計(jì)算由于外墻ki=0.59W/(m2?。。)； 外窗：匕=3.70W/(m2?P)；室內(nèi)計(jì)算溫度為18°C，西安冬季室外計(jì)算溫度為-5°C,冬季最冷月平均室外計(jì)算相對(duì)濕度67冬季平均室外風(fēng)速1.8m/s房間面積20m2高度3m1、維護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量：外墻傳熱面積只有北墻和南墻傳熱面積分別為7.2m2、7.65m2外墻的圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)為1則利用公式q'=KF(tn-fwVa并根據(jù)朝向糾正Q=Qj(1+&ch+&f)計(jì)算：則熱負(fù)荷為：102.6w和83w同理 南外窗和北外窗的熱負(fù)荷為：153.2w、40.2w地面的各地帶的傳熱系數(shù)：第一地帶：0.47W/(q?。0；第二地帶：0.23W/(m2?°C)；第三地帶：0.12W/(m2?°C)；所以地面熱負(fù)荷為160.8w2、 冷風(fēng)滲透耗熱量：Q=0.27珈片p(t-1)W2 knpwnwn換氣次數(shù)nk=0.5次則計(jì)算出的冷風(fēng)滲透耗熱量為246.6w3、 冷風(fēng)侵入耗熱量Q'=0.278VCpw(t-1)3 wp nwwQ'=NQ'3 1-jmN-冷風(fēng)侵入的外門附加率為0.65所以冷風(fēng)侵入耗熱量為94.2wQ=Q]+Q2+Q3 所以Q=872w其他房間的具體熱負(fù)荷計(jì)算數(shù)據(jù)見附表一層房間熱負(fù)荷房間號(hào)熱負(fù)荷(w)房間號(hào)熱負(fù)荷(w)379.2002-0081032..4009.2二層房間熱負(fù)荷:房間號(hào)熱負(fù)荷（W）房間號(hào)熱負(fù)荷（W）0011109.20121079.53-019843.50111109.20201079.5三層房間熱負(fù)荷:房間號(hào)熱負(fù)荷（W）房間號(hào)熱負(fù)荷（W）0011301.80121272.1002-0101064..20111301.80201272.1工程合計(jì)：60284.9w三：散熱器的計(jì)算M—132型散熱器的寬度是132啞，兩邊為柱狀.中間有波浪形的縱向肋片。柱型散熱器傳熱系數(shù)高，散出同樣熱量時(shí)金屬耗量少.易消除積灰，外形也比較美觀。每片散熱面積少，易組成所需散熱面積。鑄鐵散熱器是目前應(yīng)用最廣泛的散熱器，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，造價(jià)低。1、計(jì)算公式m2f=(wc°、m2123K(t-1)(3-1)式中：f——散熱器散熱面積，m2;

Q——散熱器的散熱量，W；七——散熱器內(nèi)熱媒平均溫度，。C；tn——供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，C；，K 散熱器的傳熱系數(shù)，W/m2-oC；01——散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù);02——散熱器組連接形式修正系數(shù);03——散熱器組安裝形式修正系數(shù)。由于系統(tǒng)采用的為同側(cè)進(jìn)出式，故02=1.0。選取A=80m； 0=1.02。計(jì)算散熱器面積時(shí)，先取01=1.00，但算出F后，求出總片數(shù)，然后再根據(jù)片數(shù)修正系統(tǒng)的范圍乘以P對(duì)應(yīng)的值，其范圍如下:1表3.2片數(shù)修正系數(shù)<66~1010~200.95<66~1010~200.9511.05每組片數(shù)>201.1另外，還規(guī)定了每組散熱器片數(shù)的最大值，對(duì)此系統(tǒng)的四柱760型散熱器每組片數(shù)不超過25片。在熱水供暖系統(tǒng)中，t.散熱器進(jìn)出口水溫的算術(shù)平均值[3]t=^Ls^-Ls^ Cpi2(3-2)

式中：tsg——散熱器進(jìn)水溫度，°c；tsh——散熱器出水溫度，c。由于系統(tǒng)采用雙管系統(tǒng)，各層散熱器平均進(jìn)出水溫度相同。t=?g+'sh）t=82.5pj2 pj針對(duì)西安氣象條件和實(shí)際選擇，采用M-132型散熱器。散熱器片數(shù)的計(jì)算按下列步驟進(jìn)行：1、 利用散熱器散熱面積公式求出房間內(nèi)所需總散熱面積（由于每組片未定，故先按1計(jì)算）；2、 確定每片散熱器的散熱面積。3、 計(jì)算散熱器片數(shù)，求實(shí)際所需散熱器面器。4、 求實(shí)際采用片數(shù)。選取某一房間進(jìn)行計(jì)算。以第一層001房間為例。F=PP^—L123F=PP^—L123K(t-1)m2=1480/(7.99X64.5)X1.0X1.0X1.02=2.93m2M-132型散熱器每片散熱器的面積為0.24m2計(jì)算片數(shù):n'=F'/f=2.93/0.24^12片查附錄2-3，當(dāng)散熱器片數(shù)為11?20片，B1=1.05,因此，實(shí)際所需散熱器面積為:F=F'.Bi=2.93X1.05=3.08m2實(shí)際采用片數(shù)n為：n=F/f=3.08/0.24=12片取整數(shù)，應(yīng)采用M-132型散熱器12片。

熱片片數(shù)計(jì)算表如下：一層房間散熱器片數(shù)：房間號(hào)散熱器片數(shù)房間號(hào)散熱器片數(shù)0011201011002-0089011-01790091201811二層房間散熱器片數(shù)：房間號(hào) 散熱器片數(shù) 房間號(hào) 散熱器片數(shù)001 9 012 9002-010 7 013-019 7011 9 020 9三層房間散熱器片數(shù)：房間號(hào)散熱器片數(shù)房間號(hào)散熱器片數(shù)0011101011002-0089011-01790091101811散熱器的布置：1、 散熱器宜安裝在外墻窗臺(tái)下，這樣，沿散熱器上升的對(duì)流熱氣流能阻止和改善從玻璃窗下降的冷氣六和玻璃冷輻射的影響，是流經(jīng)室內(nèi)的氣流比較暖和。2、 為防止凍裂散熱器，兩道外門之間，不準(zhǔn)設(shè)置散熱器。3、散熱器一般應(yīng)明裝，3、散熱器一般應(yīng)明裝，4、在垂直單管或雙關(guān)供暖系統(tǒng)中，同一房間的兩組散熱器可以串聯(lián)連接；貯藏室、盥洗室、廁所和廚房等輔助用室與走廊的散熱器，可同臨室串聯(lián)連接。四：水力計(jì)算：4.1水力計(jì)算原理供暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算的主要任務(wù)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；按已知系統(tǒng)各管段的流量和各管段的管徑，確定系統(tǒng)所必需的循環(huán)作用壓力（壓頭）；按已知系統(tǒng)各管段的管徑和該管段的允許壓降，確定通過該管段的水流量。設(shè)計(jì)熱水供暖系統(tǒng)，為使系統(tǒng)中各管段的水流量符合設(shè)計(jì)要求，以保證流進(jìn)各散熱器的水流量符合需要，就要進(jìn)行管路的水力計(jì)算。當(dāng)流體沿管道流動(dòng)時(shí)，由于流體分子間與其與管壁間的摩擦就要損失能量；而當(dāng)流體流過管道的一些附件（如閥門、彎頭、三通、散熱器等）時(shí)，由于流動(dòng)方向或速度的改變產(chǎn)生局部旋渦和撞擊，也要損失能量。前者成為沿程損失，后者稱為局部損失。因此，熱水供暖系統(tǒng)單個(gè)計(jì)算管段的阻力損失可用下式表示：本系統(tǒng)利用的水力計(jì)算方法：根據(jù)最不利循環(huán)環(huán)路各管段改變后的流量和已知各管段的管徑。利用水力計(jì)算圖表，確定該循環(huán)環(huán)路各管段的壓力損失以與系統(tǒng)必需的循環(huán)作用壓力，并檢查循環(huán)水泵揚(yáng)程是否滿足要求。其它的水力計(jì)算方法：一：已知備管段的流量和選定的比摩阻R值或流速值從而確定管徑二：就是根據(jù)管段的管徑d和該管段的允許壓降△P,來確定通過該管段（例如通過系統(tǒng)的某一立管）的流量。P=△P+△P=Rl+△P式中：P——計(jì)算管段的阻力損失，APy——計(jì)算管段的沿程損失，R——每米管長(zhǎng)的沿程損失，1 管段長(zhǎng)度，m，P——管段的局部損失，Pa。在管路的水力計(jì)算中，通常把管路中水流量和管徑都沒有的一段管子稱為一個(gè)計(jì)算管段。任何一個(gè)熱水供暖系統(tǒng)的管路都是由許多串聯(lián)或并聯(lián)的計(jì)算管段所組成的。每米管長(zhǎng)的沿程阻力損失（比摩阻）可用公式：式中/——比摩阻.PaE;A——管段摩阻系數(shù)；M 管段直徑，14/21p 供熱介質(zhì)密度,用有;o 供熱介質(zhì)流速5河污。管內(nèi)流動(dòng)的摩阻系數(shù)入取決于管內(nèi)供熱介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)和管壁粗糙度。對(duì)于流動(dòng)狀態(tài)，目前專業(yè)書中都認(rèn)為室內(nèi)供暖系統(tǒng)管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)處于過渡區(qū)，室外熱水管網(wǎng)管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)處于阻力平方區(qū)。管段的局部損失管段的局部損失，可按下式計(jì)算：△P=￡&號(hào)2Pa式中京——管段中總的局部阻力系數(shù)。水流過熱水供暖系統(tǒng)管路的附件（如三通、彎頭、閥門等）的局部阻力系數(shù)&值可查閱文獻(xiàn)。表中所給出的數(shù)值都是用實(shí)驗(yàn)方法確定的。利用上述公式可分別確定系統(tǒng)中備管段的沿程損失AP和局部j損失APd，兩者之和就是該管段的阻力損失。5.1.2管段的沿程損失管段的局部損失計(jì)算如下：△P=RlPa5.1.3當(dāng)量局部阻力法（動(dòng)壓頭法）當(dāng)量局部阻力法的基本原理是將管段的沿程阻力損失轉(zhuǎn)變?yōu)榫植繐p失來計(jì)算。該管段的沿程阻力損失相當(dāng)于某一局部損失△「，則Apv2 APv2\P偵七—=-佇一d2d2氣A&=-yIdd式書d——當(dāng)量局部阻力系數(shù)計(jì)算的過程和步驟熱水供暖系統(tǒng)水力計(jì)算的最終目的是要選擇適當(dāng)?shù)墓軓?，使作用于每一循環(huán)環(huán)路上的作用壓力能保證在環(huán)路的每一管段流過所需要的熱水流量。根據(jù)最不利循環(huán)環(huán)路管段的流量和給定的管徑，利用水力計(jì)算圖表，確定該循環(huán)環(huán)路各管段的阻力損失以與整個(gè)系統(tǒng)所必需的循環(huán)作用壓力。通過選用適當(dāng)?shù)腞值（或流速v值）來決定管徑。如選用較大的Rpj值，則管徑可縮小，但系統(tǒng)的阻力損失增大，水泵電能消耗增加。同時(shí)為了各循環(huán)環(huán)路易于平衡，最不利循環(huán)環(huán)路的平均比摩阻不宜選得太大。目前在設(shè)計(jì)實(shí)踐中Rpj值一般選用60~120Pa/m。剩余的資用循環(huán)壓力，由入口處的調(diào)壓裝置節(jié)流。在機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)中，循環(huán)壓力主要是由水泵提供，同時(shí)也存在著重力循環(huán)作用壓力。對(duì)機(jī)械循環(huán)單管系統(tǒng)，如各建筑物各部分層數(shù)相同時(shí)，每根立管所產(chǎn)生的重力循環(huán)作用壓力近似相等，可忽略不計(jì)。計(jì)算步驟如下：繪制軸側(cè)圖如圖。根據(jù)房間的平面圖繪制系統(tǒng)的管路計(jì)進(jìn)行管段編號(hào)，立管編號(hào)并注明各管段的熱負(fù)荷和管長(zhǎng)。3、確定最不利環(huán)路。本系統(tǒng)為異程式雙管系統(tǒng)，一般取最遠(yuǎn)立管的環(huán)路作為最不利環(huán)路。從如附圖的蹲一SG-BG1-BG2-BG3-BG4-BG5-BG6-BG7-BG8-BG9-BG10-BG11-VG2-R1-VH2-VH1-BH11-BH10-BH9-BH8-BH7-BH6-BH5-BH4-BH3-BH2-BH1-SH4、計(jì)算最不利環(huán)路各管段的管徑。2、計(jì)算通過最遠(yuǎn)立管11的環(huán)路的總阻力，根據(jù)所選值Roj(60?120Pa/m)，和每個(gè)管段的流量G的值，查閱《供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中初選各管段的d、R、v的值，算出通過最遠(yuǎn)立管的環(huán)路的總阻力。流量G的值可用以下公式計(jì)算得出：G'胃(。―1)kg/h式中：Q——管段的熱負(fù)荷，W；匚——系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供水溫度，°C；、 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)回水溫度，C。、根據(jù)v查附錄知?jiǎng)訅?、Pd，列