采暖设计算说明书.doc

供热工程

课
程
设
计

专业班级：---------------------- 学生：----
要求设计工作起止日期：2012.06.25-2012.07.5
指导老师：----------------

摘要
此次课程设计是太原市某学生宿舍楼，根据该地的气象资料特征，及建筑物高度、功能、特点、性质等，计算该建筑物热负荷，选择确定该建筑物的供暖系统方案。并对散热设备及仪表进行选择与计算。根据该供暖方案对该系统进行水力计算以及系统的阻力平衡。同时也应根据当地节能、环保的要求，综合选择合理的热水供暖系统，进行系统的设计计算。并绘制该建筑物的平面图（各个楼层）、供暖系统图，以及施工说明。因此综合上述因素本设计采用上供下回单管跨越同程式采暖系统。
关键词：热负荷；散热设备；单管跨越；上供下回水；力计算

目录
1. 前言 ………………………………………………………………………………2
2. 总论……………………………………………………………………………….3
2.1 设计任务及要求…………………………………………………………… 3.
2.2 原始资料…………………………………………………………………… 3.
3. 室内采暖工程概况及设计方案………………………………………………… 3.
3.1 采暖工程概况……………………………………………………………….3
3.2 设计方案…………………………………………………………………… 4.
4. 室内采暖负荷计算……………………………………………………………… 4.
4.1 节能建筑的相关要求……………………………………………………… 4.
4.2 采暖负荷计算……………………………………………………………… 4.
5. 供暖方案的确定以及散热器布置与选择……………………………………… 5.
5.1 供暖形式的确定…………………………………………………………….5
5.2 散热器的选择……………………………………………………………… 5
5.3 散热器的布置……………………………………………………………… 6.
5.4 散热器的计算……………………………………………………………… 6.
6. 管路的水力计算…………………………………………………………………. 7
6.1 绘制管路的系统图……………………………………………………… 7
6.2计算各管段的管径………………………………………………………… 7
7. 总结…………………………………………………………………………… 7
8. 参考文献……………………………………………………………………… 8

1. 前言
将自然界的能源直接或间接地转化为热能，以满足人们需要的科学技术，称为供热工程。
供热工程又分为供暖工程和集中供热。
供暖工程是以保持一定的室内温度，以创造适宜的生活条件或工作条件为主要任务，集中供热是指以热水或蒸汽作为热媒，由一个或多个热源通过热网向城市、镇或其中某些区域热用户供应热能的方式。
生活中常见的是集中供热工程，目前已成为现代化城镇的重要基础设施之一，是城镇公共事业的重要组成部分。
集中供热系统包括热源、热网和用户 三 部分。热源主要是热电站和区域锅炉房（工业区域锅炉房一般采用蒸汽锅炉，民用区域锅炉房一般采用热水锅炉），以煤、重油或天然气为燃料；有的国家已广泛利用垃圾作燃料。工业余热和地热也可作热源 。核能供热有节约大量矿物燃料，减轻运输压力等优点。热网分为热水管网和蒸汽管网，由输热干线、配热干线和支线组成，其布局主要根据城市热负荷分布情况、街区状况、发展规划及地形地质等条件确定，一般布置成枝状，敷设在地下。主要用于工业和民用建筑的采暖、通风、空调和热水供应 ，以及生产过程中的加热、烘干、蒸煮、清洗、溶化、致冷 、汽锤和汽泵等操作。
集中供热的优点是：①提高能源利用率、节约能源。供热机组的热电联产综合热效率可达85％，而大型汽轮机组的发电热效率一般不超过 40 ％ ；区域锅炉房的大型供热锅炉的热效率可达80％～90％，而分散的小型锅炉的热效率只有50％～60％。②有条件安装高烟囱和烟气净化装置，便于消除烟尘，减轻大气污染，改善环境卫生，还可以实现低质燃料和垃圾的利用。③可以腾出大批分散的小锅炉房及燃料 、灰渣堆放的占地，用于绿化，改善市容。④减少司炉人员及燃 料 、灰渣的运输量和散落量 ，降低运行费用 ，改善环境卫生。⑤易于实现科学管理，提高供热质量。实现集中供热是城市能源建设的一项基础设施，是城市现代化的一个重要标志，也是国家能源合理分配和利用的一项重要措施。
改革开放三十年，我国集中供热事业获得了长足发展，与发达国家相比，在建筑节能与供热系统的能源利用；建筑节能材料；供热设备的选择；供热系统的选择和控制以及节能环保意识等方面存在很大的差距。展望2010年，集中供热
将面临新的竞争和挑时间内，在供热及能源利用技术方面还需要不断改进和提高。
本次课程设计是运用供热工程的专业知识对太原市学生宿舍进行设计计算，以及散热设备的选择与计算，合理的选择供暖系统以及管路的水力计算。另外，在课程设计的过程当中，可以通过查阅、分析、计算、绘图等过程，学习正确运用标准、规范、手册、图册等技术资料，训练设计的基本技能。

2. 总论
2.1设计任务及要求
2.11要求：
室内采暖部分：
1、熟悉有关原始资料、规范、手册等。
2、根据建筑高度、性质等确定方案，进行负荷计算、水力计算、选择设备和仪表，并编制设计计算说明书。
2.2 原始数据
图纸资料：学生宿舍建筑图
地点：太原市
有关参数： 二次网供、回水温度：85℃/60℃
北纬37.78°， 东经112.55°
供暖期：150天
供暖室外设计温度：-11℃
最大冻土深度：74c m
冬季平均室外风速：2.2 m/s

3. 室内采暖工程概况及设计方案
3.1采暖工程概况
本次课程设计的建筑物为太原市的某学生宿舍楼，层高3层，层高为3.6米，总热负荷50479.33W，采暖热媒来自集中供热外网，采用85℃/60℃低温水。本次设计需对该学生宿舍楼进行建筑采暖负荷计算，及供热户内系统方案设计，
并对户内系统管网水力计算，同时对户内散热器、热量表进行选择及其布置。
已知 ：维护结构的条件如下
外墙 ：40㎜厚模塑聚苯板，内墙抹灰。K=0.552w/m·℃
顶部：60mm厚模塑聚苯板。k=0.552 w/m·℃
地面：不保温地面，k值按划分地带计算。
气象参数见原始数据。
3.2 设计方案
采用上供下回 单管跨越同程采暖方式
4. 室内采暖负荷计算
4.1 节能建筑的相关要求
按《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005 进行的建筑节能设计，在保证相同的室内环境参数条件下，与未采取节能措施前相比，全年采暖、通风、空气调节和照明的总能耗应减少50％。公共建筑的照明节能设计应符合国家现行标准《建筑照明设计标准》GB 50034—2004的有关规定。
4.2 采暖负荷计算
（1）首先，将采暖房间编号，如1，2等计入表中，再把维护结构朝向及名称如北外墙，南外墙，计入表中。
（2）房间的名称如教室，办公室，内维护结构的传热面积等依次记录。
（3）房间的热负荷Q主要包括以下几部分：
Q = Q1 + Q2 + Q3
式中：Q1——围护结构耗热量；
Q2——冷风渗透耗热量；
Q3——冷风侵入耗热量。
围护结构的基本耗热量：
式中 ： K——围护结构的传热系数，W/㎡·K；
F——围护结构的计算面积，㎡；
——冬季室内空气的计算温度，℃；
——冬季室外空气的计算温度，℃；
α——围护结构的温差修正系数；是用来考虑供暖房间并不直接接触室外大气时，围护结构的基本耗热量会因内外传热温差的 削弱而减少的修正，其值取决于邻室非供暖房间或空间的保温性能和透气情况。
地面各地段的传热系数见表
地带名称
地面传热系数
地带名称
地面传热系数
第一地带
0.47
第二地带
0.23
第三地带
0.12
第四地带
0.07
(4)维护结构耗热量的修正
按照暖通规范的规定,维护结构的耗热量修正应考虑朝向修正、风力附加和高度附加三个方面。
(5)冷风渗透耗热量计算
采用缝隙法计算冷风渗透耗热量Q2
公式如下：Q2=0.278Vρw Cp (tn-tw′)
式中：V= Lln
L—每米门窗缝隙渗入室内的空气量，按当地冬季平均风速，m3/h·m
l—门窗缝隙的计算长度，m
n—渗透空气量的朝向修正系数，
ρw—冬季供暖室外计算温度下的空气密度，Kg/ m3；
Cp—冷空气的定压比热，C=1KJ/Kg·℃；
tn—冬季室内空气的计算温度，℃；
tw′—冬季室外空气的计算温度，℃。
查表可知：太原市的冷风朝向修正系数：南向n=0.3，北向n=0.9，东向n=0.15，西向n=0.7。
查表可知：冬季室外平均风速Vpj=2.2m/s。
详细热负荷计算参数详见附录A

5. 供暖方案的确定以及散热器布置与选择
5.1 热媒的选择
本设计采用热水供暖系统，供水温度tg=85℃，回水温度th=60℃。
5.2 供暖形式的确定
本题采用机械循环同程式单管上供下回式供暖系统，每根立管上有一截止阀。
5.3 散热器的选择
室内安装二柱（M132型）散热器。
5.4 散热器的布置
该题散热器安装在窗台下面，这样沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善从玻璃下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响，使流经室内的空气流比较暖和舒适，有推拉门的应与推拉门垂直布置。
5.5 散热器的计算
1 ） 散热面积的计算
所需散热器传热面积F按下式计算：

式中
—房间供暖所需的散热器散热面积，m2；
—房间供暖热负荷，W；
—散热器的传热系数，W/(m .℃)；
—散热器热媒的算术平均温度，℃；
—供暖室内计算温度，℃；
—散热器组装片数或散热器的长度修正系数
—散热器连接形式修正系数，
—散热器安装形式修正系数，
散热器组装片数修正系数的选择
每组片数
<6
6~10
11~20
>20

0.95
1.00
1.05
1.10
注：上表仅适用于各种柱式散热器，方翼型和圆翼型散热器不修正，其它散热器需要修正时，见产品说明。
散热器连接形式修正系数的选择：二柱M132型与供水管道的连接选择同侧上进下出的连接方式，则=1.0；
2）散热器计算公式
已知单管系统，负荷Q；热媒平均温度：tpj =(tg+th)/2℃ ；室内温度tn=18℃； 平均温差Δt=tpj-tn= ℃。
查供热工程附录（2-1） 对M-132散热器
K=2.426Δt0.286= w/m2·℃ f=0.24 m2/片

= m2 n’=F/f= 片，
当散热器片数为11-20片时，=1.05
因此实际所需散热面积为： F== m2
N=F/f= 片，取整n即为散热器片数
详细散热器计算参数详见附录B

6. 管路的水力计算
6.1 绘制管路的系统图
1.绘制管路的系统图（1-3）层。并标上管段，管长，以及热负荷大小。
2.确定最不利环路，本系统采用同程式系统，取最远的立管为最不利环路。
详细水力计算参数详见附录B
6.2 计算各管段的管径
本设计采用机械循环系统.
1. 最不利环路
⑴选择最不利环路，并标管径；
⑵根据推荐比摩阻确定环路管径，流速，以及平均比摩阻的大小。
⑶计算各管段的压力损失Δpy；
⑷确定局部阻力损失Δpj；
⑸求各管段的压力损失Δp=Δpy+Δpj；
⑹求环路的总压力损失ΣΔp；
⑺平衡各管段的阻力；
⑻将计算结果记入表中。

7. 总结
本次课程设计使得我学到的知识由理论上升到实践，提高了自己的专业知识运用水平，对供热有了更加深入的了解，但同时也发现了自己的很多不足，为以后的学习打下良好的基础。

在本次设计中，发现了很多实践与理论的差别，一个好的设计，不光要满足建筑物的要求，还要尽量节约成本，节约能耗，同时还要注意美观，便于检修等实际问题。还要注意实际中会出现的很多特殊情况，不可按照书本上的理论一带而过。在生活和生产过程中，会有很多的地方须设计供暖，因供暖的存在，使得在生活上的舒适性得道提高，而且生产会有很大的提高，供热工程在很多方面都有所涉及，其地位不容忽视。
合理的选择供暖系统是计算的关键，以及根据室内的热负荷大小计算散热器的片数，正确的选择散热器的型号。根据所选择的供暖系统以及供暖方式来合理的进行管路的水力计算，算出管段的各管径的大小，然后进行管道的阻力计算，以及平衡管段的阻力。让我对供热工程系统的设计以及水力计算有了全面的了解。通过课程设计达到对供热工程这门课的知识的深化得目的，把课程内容贯穿，是它更加系统化，逻辑化，加强了这门课的认识以及对本专业的深刻的理解。最后本次设计中未尽事宜请参见最新国家标准与规范。

8. 参考文献
主要参考文献（资料）：
《采暖通风与空气调节设计规范》 GBJ19-87
《民用建筑节能标准（采暖居住建筑部分）》 JGJ26-95
《集中供暖住宅分户热计量试用图集》 DBJ/T04-14-2002
《实用供热空调设计手册》
《新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》 DBJ01-605-2000
《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（采暖居住建筑部分） JGJ26-2010
《全国民用建筑工程设计技术措施》（给水排水）
《集中供热设计手册》
《城市热力网设计规范》CJJ 34-2002
《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》 GB 50242-2002
《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T 81-91
《供热工程》 （第三版）