河南城建學院供熱工程課程設計

第一章工程概況本工程為石家莊市一小區(qū)五層住宅樓，主要針對該多層住宅樓進行采暖設計，包括臥室、廚房、廁所等，層高3米，建筑總面積999廿。本設計采用機械循環(huán)單管水平跨越式下供下回式系統(tǒng)。本工程標準層平面圖如下：第二章設計依據(jù)2.1設計參數(shù)2.1.1室外計算參數(shù)石家莊：采暖室外計算溫度為-8°C；冬季大氣壓力為101.69kPa；冬季室外平均風速為1.8m/s。2.1.2室內(nèi)計算參數(shù)表一各房間室內(nèi)計算溫度臥室客廳及餐廳書房廚房衛(wèi)生間20C18C18C16C23C2.2圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)外墻為370厚磚墻，雙面抹灰，內(nèi)附40mm厚聚苯乙烯保溫層；內(nèi)墻為240厚空心磚墻，雙面抹灰，附20mm厚聚苯乙烯保溫層；窗戶為單框雙玻璃窗，規(guī)格為1.8X1.5、1.2X1.5、1.5X1.5、此外門為節(jié)能木門，具體規(guī)格1.0X2.1廿，南向推拉門為1.0X2.4。表二查手冊得各圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)圍護結(jié)構(gòu)外墻外窗內(nèi)墻屋頂門傳熱系數(shù)W/(m^*K)0.6673.70.9660.583.02第三章供暖熱負荷計算3.1房間熱負荷的計算公式3.1.1圍護結(jié)構(gòu)計算公式房間傳熱耗熱量按下式計算Q=KF(t-tL(1+p)式中K---圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，w/(m*C)；F圍護結(jié)構(gòu)散熱面積，廿；*供暖室內(nèi)計算溫度，C；t：---供暖室外計算溫度，C；a---溫差修正系數(shù)；Pch-—朝向修正系數(shù)。3.1.2冷風滲透耗熱量計算公式在工程設計中，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，則應綜合考慮風壓和熱壓的共同影響。按下式計算Q2=0.278CVp(t-t)式中C---十空氣的定壓質(zhì)量比熱容，取為1.0056KJ/(Kg?C)；P：-—室外采暖計算溫度下的空氣密度，kg/m3；V---房間的冷風滲透體積流量，m3/h。采用縫隙法確定V，即V=ZG?L?n)式中l(wèi)---房間某朝向可開啟門窗縫隙長度，m；L每米縫隙的滲風量，m3/(m*h)n滲風量朝向修正系數(shù)。3.1.3冷風侵入耗熱量計算公式針對本設計，多層建筑外門、短時間開啟，計算公式為Q3=外門基本耗熱量x65N%式中N-—外門所在層以上的樓層數(shù)。3.1.4戶間傳熱負荷計算公式按下式計算Q4=x^￡kFAt式中k-—戶間樓板或隔墻的傳熱系數(shù)，w/(m*C)；F---戶間樓板或隔墻的傳熱面積，廿；x「一戶間傳熱附加率，一般取50%，對于頂層和底層取70-80%；At戶間傳熱負荷的計算溫差，宜取5-8Co3.2供暖熱負荷的計算結(jié)果3.2.1計算過程說明以標準層為例說明圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量計算過程。1、圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量西外墻：Q=1X0.667X(19.8X28+26X3X3.9+31X3X2.1)X(1-5%)=667.804W北外墻：Q=1X0.667X(2.4X26+1.8X31+3.6X23)X(1+5%)=140.770W南外墻：陽臺側(cè)圍護結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)為0.7Q=[0.7X0.667X(7.2X28)+1X0.667X28X(1.5X3+1.8X1.5)+0.667X1.5X1.5X28]X(1-20%)=216.492W北外窗：Q=[1X3.7X(1.8X1.5X28+1.8X1.5X28)+0.7X3.7X(1.8X2X28)]X(1-20%)=619.114W對于內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)耗熱量，當臨室溫差V5C時，不考慮其耗熱量。臨樓梯間內(nèi)墻：Q=0.6X0.966X9.3X26=140.147W廚房與廁所的內(nèi)墻：Q=0.966X6.3X23=139.973W衛(wèi)生間與客廳內(nèi)墻：Q=0.966X5.4X5=26.082W2、冷風滲透耗熱量采用縫隙發(fā)確定冷風滲透體積流量，V=￡G-L?n)，本設計采用雙層鋼窗，室外平均風速為1.8m/s，查手冊，L取1.1m3/(m*h)。北側(cè)朝向修正系數(shù)為1，南側(cè)朝向修正系數(shù)為0.5.北側(cè)門窗：V=2X(1.8X1.5+1.2+1.5+1.5+1.5)=22m3/h南側(cè)門窗：V=2X(1.5X1.5+1.8+1.5+3.6+1.5)=12.54m3/h故，Q2=0.278x1.0056x(22+12.540x1.33x28=359.585W3、冷風侵入耗熱量外門基本耗熱量為Q=1X3.02X(2.4+2.1)X(18+8)=353.34W3.2.2具體計算結(jié)果列表一層地面耗熱量，將地面每隔兩米劃分為四個地帶，第一地帶之第四地帶的傳熱系數(shù)分別為0.4熱耗熱量考慮上下樓以及臨戶，溫差選取為6°C；五層還需要考慮樓頂?shù)暮臒崃?。表二一層的負荷計算一層房間編號房間名稱維護結(jié)構(gòu)室內(nèi)供暖計算溫度/C室外供暖計算溫度/C室內(nèi)外計算溫度差/C溫差修正系數(shù)傳熱系數(shù)朝向修正率名稱及朝向面積/m2101A臥室1西外墻8.120-82810.667-5%南外墻8.1-20%南外窗2.73.7地帶一12.60.470%地帶二6.870.23樓板戶間傳熱12.8760.662

圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量冷風滲透耗熱量小計101B臥室2南外墻7.220-8280.70.667-20%南外窗3.63.7南向推拉門2.43.02地帶一7.210.470%地帶二7.20.23地帶三7.20.12地帶四2.160.07樓板戶間傳熱12.8760.662內(nèi)墻戶間傳熱19.80.966圍護結(jié)構(gòu)耗熱量冷風滲透耗熱量小計101C書房西外墻11.720-82810.667-5%南外墻2.25-20%南外窗2.253.7地帶一7.20.470%地帶二4.1580.23樓板戶間傳熱11.35860.662圍護結(jié)構(gòu)耗熱量冷風滲透耗熱量小計101餐及廳西外墻11.718-82610.667-5%

北外墻5.15%北外窗2.73.7地帶一130.470%地帶二12.740.23地帶三7.80.12地帶四4.290.07東外門2.13.02-5%與樓梯間的傳熱9.30.60.9660%樓板戶間傳熱31.092610.662與衛(wèi)生間的傳熱5.40.966圍護結(jié)構(gòu)耗熱量冷風滲透耗熱量小計101E廚房北外墻5.8515-82310.6675%北外窗2.253.7地帶一5.40.470%地帶二0.270.23與樓梯間的傳熱6.30.60.966與衛(wèi)生間的傳熱6.3-81樓板戶間傳熱5.6760.662圍護結(jié)構(gòu)耗熱量冷風滲透耗熱量小計101F間生北外墻3.623-83110.6675%北外窗1.83.7

西外墻6.30.667-5%地帶一3.60.470%地帶二0.180.23與廚房內(nèi)墻的傳熱八、、6.380.966樓板戶間傳熱3.7860.662圍護結(jié)構(gòu)耗熱七量冷風滲透耗熱量小計表四標準層的負荷計算標準層房間編號房間名稱維護結(jié)構(gòu)室內(nèi)供暖計算溫度/r室外供暖計算溫度/r室內(nèi)外計算溫度差/r溫差修正系數(shù)傳熱系數(shù)朝修名稱及朝向面積/m2201A301A401A臥室1西外墻8.120-82810.667-南外墻8.1南外窗2.73.7樓板戶間傳熱25.7460.662圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量冷風滲透耗熱量小計

201B301B401B臥室2南外墻7.220-8280.70.667南外窗3.63.7南向推拉門2.43.02樓板戶間傳熱23.76610.662內(nèi)墻戶間傳熱19.80.966圍護結(jié)構(gòu)耗熱W量冷風滲透耗熱量小計101C201C301C書房西外墻11.720-82810.667-南外墻2.25南外窗2.253.7樓板戶間傳熱22.71660.662圍護結(jié)構(gòu)耗熱量冷風滲透耗熱量小計201D301D401D客廳及餐廳西外墻11.718-82610.667-北外墻5.1北外窗2.73.7東外門2.13.02-與樓梯間的傳熱9.30.60.966樓板戶間傳熱62.184610.662與衛(wèi)生間的傳熱5.40.966圍護結(jié)構(gòu)耗熱W量冷風滲透耗熱量小計

201E301E401E廚房北外墻5.8515-82310.667北外窗2.253.7與樓梯間的傳熱6.30.60.966與衛(wèi)生間的傳熱6.3-81樓板戶間傳熱11.3460.662圍護結(jié)構(gòu)耗熱W量冷風滲透耗熱量小計201F301F401F衛(wèi)生間北外墻3.623-83110.667北外窗1.83.7西外墻6.30.667-與廚房內(nèi)墻的傳熱八、、6.380.966樓板戶間傳熱7.5660.662圍護結(jié)構(gòu)耗熱量冷風滲透耗熱量小計表五頂層的負荷計算頂層房間編號房間名稱維護結(jié)構(gòu)名稱及朝向面積/m2室內(nèi)供暖計算溫度/°C室外供暖計算溫度/C室內(nèi)外計算溫度差/C溫差修正系數(shù)傳熱系數(shù)501A西外墻8.1南外墻8.1南外窗2.7屋頂傳熱12.87樓板戶間傳熱25.74圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量冷風滲透耗熱量臥室120-828小計501B南外墻7.2南外窗3.6南向推拉門2.4屋頂傳熱12.87樓板戶間傳熱23.76內(nèi)墻戶間傳熱19.8圍護結(jié)構(gòu)耗熱量臥室220-8280.70.6673.7

0.58

0.662-5-2(090.6673.73.020.580.6620.966冷風滲透耗熱量小計501C書房西外墻11.720-82810.667-南外墻2.25南外窗2.253.7屋頂傳熱11.3580.58樓板戶間傳熱22.71660.662圍護結(jié)構(gòu)耗熱?量冷風滲透耗熱量小計501D客廳及餐廳西外墻11.718-82610.667-北外墻5.1北外窗2.73.7東外門2.13.02屋頂傳熱31.0920.58與樓梯間的傳熱9.30.60.966樓板戶間傳熱62.184610.662與衛(wèi)生間的傳熱5.40.966圍護結(jié)構(gòu)耗熱量冷風滲透耗熱量小計501E廚房北外墻5.8515-82310.667北外窗2.253.7屋頂傳熱5.670.58與樓梯間的傳熱6.30.60.966

與衛(wèi)生間的傳熱6.3-81樓板戶間傳熱11.3460.662圍護結(jié)構(gòu)耗熱?量冷風滲透耗熱量小計501F衛(wèi)生間北外墻3.623-83110.667北外窗1.83.7西外墻6.30.667屋頂傳熱3.780.58與廚房內(nèi)墻的傳熱八、、6.380.966樓板戶間傳熱7.5660.662圍護結(jié)構(gòu)耗熱量冷風滲透耗熱量小計第四章散熱器的選型及安裝形式4.1散熱器的選擇設計選擇散熱器時，需考慮對散熱器在熱工、經(jīng)濟、衛(wèi)生美觀及使用壽命等方面的要求。具體要求需滿足以下幾個條件：1、熱工性能滿足傳熱系數(shù)K值高，散熱器散熱性能好；2、經(jīng)濟性能滿足散熱器單位散熱量的成本越低越好；3、安裝使用方便，散熱器結(jié)構(gòu)形式便于組裝，少占用房間面積和空間；4、衛(wèi)生美觀，散熱器外表光滑美觀，不積灰、易于清潔，易與建筑裝飾相協(xié)調(diào)；5、使用壽命長，散熱器不易被腐蝕和破壞。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。防止散熱器凍裂，兩道外門之間，門斗及開啟頻繁地外門附近不宜設置散熱器；散熱器一般明裝或裝載深度不超過130mm的強槽內(nèi)。鑄鐵散熱器的組裝片數(shù)，不宜超過下列數(shù)值：粗柱形，20片；細柱形，25片；長翼型，7片。4.3散熱器的安裝尺寸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。4.4散熱器的計算散熱器計算的任務是確定供暖房間所需要的散熱器的面積和片數(shù)。4.4.1散熱器散熱面積的計算公式按下式計算「=*，P2%Pjn

式中F---散熱器散熱面積，m2；Q---散熱器的散熱量，W；K---散熱器的傳熱系數(shù)，W/(m2?C)，可查閱手冊或相關(guān)產(chǎn)品說明;*pj散熱器內(nèi)熱媒平均溫度，C；\供暖室內(nèi)計算溫度，C；P!-—散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)；32-—散熱器連接形式修正系數(shù)；七-—散熱器安裝形式修正系數(shù)。其中，熱媒平均溫度ip,為散熱器進出口水溫的算術(shù)平均值，單管系統(tǒng)各層水溫由下式計算t.=t式中t.流出第i組散熱器的水溫，C；tg-—立管的供水溫度，。c；￡。一-立管的總負荷，W；尹Q---沿水流方向，在第i組(包括第i組)散熱器前的全部散熱器的.式中t.流出第i組散熱器的水溫，C；散熱量，W。4.4.2散熱器片數(shù)的計算公式按下式計算n=F/f式中f一每片或每1m長的散熱器面積，m2/片或m2/m。計算散熱器散熱面積時，由于每組片數(shù)或總長度未定，可先假定31=1進行計算，計算出F和n的初始值，然后根據(jù)每組的片數(shù)或長度乘以修正系數(shù)吟，最后確定散熱器面積。散熱器片數(shù)修正系數(shù)31的取值：6片以下，61=0.95，6~10片時；61=1.0；當散熱器片數(shù)為11~20片時，61=1.05；當散熱器片數(shù)為20~25片時，61=1.1。4.4.3計算結(jié)果本設計熱媒供回水溫度為95/70°C，連接方式為同側(cè)上進下出，則32=1.0,安裝方式為在散熱器上部有窗臺板覆蓋，則33=1.05。根據(jù)散熱器的選用原則，確定散熱器的類型為四柱813型，其主要優(yōu)點為：結(jié)構(gòu)簡單，耐腐蝕使用壽命長，造價低，傳熱系數(shù)高；易于清灰；每片散熱器面積小，易于組成所需散熱面積。其具體參數(shù)為：表六四柱813型散熱器參數(shù)表型號散熱面積/（m7片）水容量（1/片）質(zhì)量/（kg/片）工作壓力/Mpa傳熱系數(shù)計算公式K/[W/曠C]四柱813型0.281.480.5K=2.237Ato.302水流按流向穿過各用戶依此經(jīng)過臥室2、臥室1、書房、客廳及餐廳、衛(wèi)生間、廚房。該樓采用單管跨越式熱水供暖系統(tǒng)，立管的進出水溫度分別為95,70.經(jīng)計算得下表。

表七各房間散熱器布置片數(shù)表房間名稱耗熱量(W)進水溫度(°C)出水溫度(C)△t(C)傳熱系數(shù)P1P2P一層臥室1772.1489.1485.9667.557.980.951.001.(臥室21421.499589.1472.078.141.001.001.(書房615.1585.9683.4364.77.880.951.001.(客廳及餐廳2202.2283.4374.3560.897.741.051.001.(廚房462.5771.917055.97.540.951.001.(衛(wèi)生間593.8674.3571.9150.137.301.001.001.(標準層臥室1577.4289.0886.3467.717.990.951.001.(臥室21243.149589.0872.048.141.001.001.(書房507.1586.3483.9265.137.900.951.001.(客廳及餐廳1972.0683.9274.5461.237.751.051.001.(廚房409.5371.957055.987.540.951.001.衛(wèi)生間544.6374.5471.9550.257.300.951.001.頂層臥室1786.4389.3886.3167.857.991.001.001.(臥室21436.079589.3872.198.151.001.001.(書房691.686.3183.6164.967.890.951.001.(客廳及餐廳2440.9383.6174.0660.847.741.051.001.(廚房485.1771.97055.957.540.951.001.(衛(wèi)生間553.3974.0671.949.987.291.001.001.(第五章管路布置與水力計算5.1散熱器與管路的布置考慮到本工程的實際規(guī)模和施工的方便性，本設計采用機械循環(huán)單管水平跨越式的下供下回式系統(tǒng)，散熱器安裝形式為異側(cè)上進下出。根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)形式，布置干管和立管，為每個房間分配散熱器組。具體布置情況見下圖。圖二標準層平面圖?!§?!§11■1)艮7c00苦(E3)冬ISO'?153C..3300(36003600一3順一」u?ft5&?1"2F層標準層平面圖1：100

圖三水力計算用管段編號圖H4111Ib.OCCXZC、-心(rw?亍廣dkL-hsP[ZjJ，:^2.000?r,1戶屈l/<J1*」,一T139.00D、、/,|戶?TXJ1..?、?：」1?acm\7Ir/(id)(D;?扣:加\z?—,!p?1■■-■■!I：-.?.■!①C'OCO\/麻鰥\100

5.2管網(wǎng)的水力計算5.2.1水力計算的基本公式根據(jù)已知的符合Q和供回水溫差△，計算每根管段的流量G,公式為G=竺竺At根據(jù)流量和選好的管徑，計算各管段的壓力損失，公式為AP=pv2~r式中X---管段的摩擦阻力系數(shù);d---管段的內(nèi)徑，m；P熱媒的密度，kg/m3；v-—熱媒在管道內(nèi)的流速，m/s。AP=3.各環(huán)路間不平衡率按下式計算，不平衡率=AP1-AP2X100%AP1式中AP1、AP2---環(huán)路壓力損失。5.2.1水力計算結(jié)果列表表八管段局部阻力系數(shù)匯總表局部阻力系數(shù)統(tǒng)計表管段局部阻力系數(shù)統(tǒng)計表管段號管徑阻力件阻力系數(shù)個數(shù)總阻力系數(shù)132直流三通1.011.0彎頭1.511.5分流三通3.013.0小計5.5232直流三通1.011.0彎頭1.511.5分流三通3.013.0小計5.5局部阻力系數(shù)統(tǒng)計表管段號管徑阻力件阻力系數(shù)個數(shù)總阻力系數(shù)1115直流三通1.01414彎頭2.02652溫控閥56.07392散熱器2.0714小計4721215直流三通1.01414彎頭2.02652溫控閥56.07392散熱器2.0714小計472332直流三通1.011.01315直流三通1.01414彎頭1.511.5彎頭2.02652分流三通3.013.0溫控閥56.07392突然縮小0.510.5散熱器2.0714小計6.0小計472425直流三通1.011.01415直流三通1.01414彎頭1.511.5彎頭2.02652分流三通3.013.0溫控閥56.07392突然縮小0.510.5散熱器2.0714小計6.0小計472520直流三通1.011.01515直流三通1.01414彎頭1.511.5彎頭2.02652分流三通3.013.0溫控閥56.07392小計5.5散熱器2.0714小計472620直流三通1.011.01615直流三通1.01414彎頭1.511.5彎頭2.02652合流三通3.013.0溫控閥56.07392突然擴大1.011.0散熱器2.0714小計6.5小計472725直流三通1.011.01715直流三通1.01414彎頭1.511.5彎頭2.02652合流三通3.013.0溫控閥56.07392突然擴大1.011.0散熱器2.0714小計6.5小計472832直流三通1.011.01815直流三通1.01414彎頭1.511.5彎頭2.02652

合流三通3.013.0溫控閥56.07392小計5.5散熱器2.0714小計472932直流三通1.011.01915直流三通1.01414彎頭1.511.5彎頭2.02652合流三通3.013.0溫控閥56.07392小計5.5散熱器2.0714小計4721032直流三通1.011.02015直流三通1.01414彎頭1.511.5彎頭2.02652分流三通3.013.0溫控閥56.07392小計5.5散熱器2.0714小計472表九供暖系統(tǒng)水力計算表單管跨越式熱水供暖系統(tǒng)管路水力計算表管段號Q/WG/(Kg/h)L/md/mmv/(m/s)R/(Pa/m)△Py=Rl/PaE§△Pd/Pa3320.52121.08399.565.50132.9424141614253320.475.5226.505.5078.6633163210883320.3148.79146.376.0047.254218487523250.3793.92281.766.0067.35120644151.4200.33104.1145.745.5053.546120644151.4200.33104.1145.746.5053.547218487523250.3793.92281.766.5067.383163210883320.3148.79146.375.5047.2594141614253320.475.5226.505.5078.66105296418203.3320.52121.08399.565.50132.9411606720940150.3131.35252.00472.0044.25r212606720940150.3131.35252.00472.0044.25r213525418140150.2699.683987.20472.0033.23114525418140150.2699.683987.20472.0033.23115525418140150.2699.683987.20472.0033.23116525418140150.2699.683987.20472.0033.23117525418140150.2699.683987.20472.0033.23118525418140150.2699.683987.20472.0033.23119639422040150.32144.525780.80472.0050.34r220639422040150.32144.525780.80472.0050.34r2不平衡率的計算：考慮入戶熱