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1、哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）哈尔滨工业大学课程设计任务书 姓 名：院 （系）： 专 业：建筑环境与设备工程班 号： 任务起至日期： 2013 年 12 月 28 日 至 2013 年 1 月 3 日 课程设计题目：北京民用住宅区集中供暖设计 已知技术参数和设计要求：热源：换热站设计供回水温度：95/70建筑周围环境：市内、无遮挡设计地点：哈尔滨工业大学二校区B906教室 工作量： 工作计划安排：12月28日12月28日 热负荷计算、热负荷延续时间图绘制 12月29日12月30日 水力计算 12月31日 1 月 2 日 绘制平面图、系统图、纵断面图及水压图 1月 3 日 1 月 3 日
2、整理设计说明书 同组设计者及分工：无 指导教师签字_ 年 月 日 教研室主任意见： 教研室主任签字_ 年 月 日哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）目 录一、设计题目4二、原始资料41.建筑物修建地区42.土建资料43.其它资料4三、热负荷计算41. 有关的气象资料42. 供暖设计热负荷计算43. 热负荷延续时间图4 3.1供暖热负荷随室外温度变化曲线4 3.2供暖热负荷延续时间图5四、供热系统方案选择6 1.热源形式62.热媒的选择63.连接形式74.供热规划及管线布置7五、水力计算及水压图81.水力计算的原则82.水力计算的方法83.水力计算9 3.1热水网路主干线计算9 3.2热水网路支
3、干线计算9 3.3热水网路支线计算94. 水压图的绘制10 4.1绘制水压图的方法和步骤10 4.2循环水泵的扬程116、 供热系统的调节11 1.调节方式11 2.调节公式113.计算结果及调节曲线117、 管道的敷设形式及构造121.供热管线的敷设形式12 1.1地沟敷设的基本要求12 1.2直埋敷设的基本要求132.供热管线的构造及附件14 2.1热伸长量14 2.2供热管道14 2.3阀门14 2.4管道的放气、排水装置14 2.5管道支座15 2.6检查室158、 设备的选择15 1.循环水泵15 2.循环水泵159、 附图及附表1610、 参考书目及资料16哈尔滨工业大学课程设计说
4、明书（论文）室外供暖系统课程设计说明书一、设计题目北京民用住宅区集中供暖设计二、原始资料1.建筑物修建地区：北京2.土建资料：建筑物的平、立面图3.其它资料： 热源：换热站 设计供回水温度：95/70 建筑周围环境：市内、无遮挡三、热负荷计算1.有关的气象资料(1) 大气压力：102.04kPa(2) 供暖室外计算温度：-9(3) 供暖期室外平均温度：-1.6(3) 冬季主导风向及其频率：冬季主导风向为NNW，即北西北风，频率为13(4) 冬季主导风向的平均风速：4.8m/s(5) 冬季室外平均风速：2.8m/s(6) 最大冻土深度：85cm(7) 冬季日照率：672.供暖设计热负荷计算本设计
5、住宅区总面积，面积热指标W/，则其供暖设计热负荷为 kW3.热负荷延续时间图3.1供暖热负荷随室外温度变化曲线室外供暖计算温度下的供暖设计热负荷为：任意室外温度下的供暖热负荷为：供暖热负荷随室外气温的变化关系：式中 供暖室外计算温度，； 任意室外温度，； 室内计算温度，； 建筑物的供暖体积热指标，W/（m）； 建筑物的外围体积，m。室外温度时供暖热负荷kW，所得供暖热负荷随室外温度变化曲线见附图一。3.2供暖热负荷延续时间图供暖热负荷的数学表达式： （1）式中延续小时数的数学表达式： h 式中 某地区供暖期供暖总小时数，h； 某地区供暖期室外日平均温度，。通过上述两个数学表达式可以得到任意室外
6、温下的供暖热负荷和延续小时数。供暖热负荷延续时间图的绘制方法：在供暖热负荷延续时间图中，横坐标的左方为室外温度，横坐标的右方表示延续小时数，纵坐标为供暖热负荷。图左方首先绘出供暖热负荷随室外温度变化曲线图（附图一）。然后，通过时的热负荷引出一水平线，与相应出现的总小时数的横坐标上引的垂直线相较于点。同理，通过时的热负荷引来一水平线，与相应出现的总小时数的横坐标上引的垂直线相交于点。依次类推，在延续时间图右侧连接等点形成的曲线，得出供暖热负荷延续时间图（附图二）。图中曲线所包围的面积就是供暖期间的供暖年总耗热量。四、供热系统方案选择1.热源形式热源为小区换热站2.热媒的选择集中供热系统热媒选择，
7、主要取决于热用户的使用特征和要求,同时也与选择的热源型式有关。集中供热系统的热媒主要是热水或蒸汽。在供热系统中，以水作为热媒的优点有：（1） 热水供热系统的热能利用率高。（2） 以水作为热媒用于供暖系统时，可以通过改变供水温度来进行供热调节（质调节），既能减少热网热损失，又能较好地满足卫生要求。（3） 热水供热系统的蓄热能力高，由于系统中水量多，水的比热大，因此，在水力工况和热力工况短时间失调时，也不会引起供暖状况的很大波动。热水供热系统可以远距离输送，供热半径大。以蒸汽作为热媒，与热水相比，有如下一些优点：（1） 以蒸汽作为热媒的适用面较广，能满足多种热用户的要求，特别是生产工艺用热，都要求
8、蒸汽供热。（2） 与热水网路输送网路循环水量所耗的电能相比，汽网中输送凝结水所耗的电能少得多。（3） 蒸汽在散热器式热交换器中，因温度和传热系数都比水高，可以减少散热设备面积，降低设备费用。（4） 蒸汽的密度很小，在一些地形起伏很大的地区或高层建筑中，不会产生如热水系统那样大的水静压力，用户的连接方式简单，运行也较方便。根据上述以水或蒸汽作为热媒的特点，对于以锅炉房作为热源的集中供热系统，在只有供暖、通风和热水供应热负荷的情况下，应采用热水为热媒，同时应考虑采用高温水供热的可能性。在本设计中，采用的是锅炉房作为热源的供热方式，考虑到本设计的目的是解决小区内用户采暖用热；方案采用热水作热媒。小区
9、采用95/70的热水作热媒。3. 连接方式本设计采用枝状管网，这是一种目前我国城市管网中较普遍采用的形式，具有布置简单管线最短，管理方便等优点。枝状管网主干线随用户的减少而减少，分枝管线和管径取决于各分枝用户的热负荷，每个分枝可以供一个或数个用户，同样也是随用户的减少，管径相应减少。因此枝状管网的金属耗量小，投资费用也相应降低。缺点是没有供热的后备性能，即一旦网路发生事故，在损坏地点以后的所有用户均将中断供热。但由于建筑物具有一定的蓄热能力，通常可以采用迅速消除热网故障的办法，以使建筑物室温不致大幅度地降低。环状管网与枝状管网相比，其主要优点是具有供热后备性能，但是它往往较枝状热网投资大的多，
10、运行管理更为复杂，热网要有较高的动控措施。综合考虑两者优缺点和小区的现实状况，选择采用枝状管网。4. 供热规划及管线布置根据每515MW的供暖热负荷可设一个热力站的原则，本设计将在小区内设置1个换热站。在热力站里，均设三台换热器，每台按热力站负荷的40%选取，互为备用。补给水泵选择两台，按循环流量的2%选取，一用一备，事故发生时两台全开可以满足事故补水量。循环水泵选择两台，一用一备。间接连接的造价要比直接连接高得多，因为循环水泵需要经常维护，并消耗电能，运行费用增加。但是，虽然造价增高，但热源的补水率大大减小，同时热网的压力工况和流量工况不受用户的影响，便于热网运行管理。综合考虑以上因素，在热
11、力站内设置表面式水-水换热器，热用户与热水网路采用直接连接方式。在布置管线的走向时，依据城市热力网设计规范，原则主要是：（1） 经济上应该合理，管线尽量铺在人行道下，少穿越马路。同时，考虑到节省钢材及安全问题，在布置管线时，管线尽量减少迂回的情况，而且要远离建筑物一定的距离。在设计中，尽量减少检查井的数量。经济上合理，主干线力求短直，使金属消耗量少，施工简便。主干线尽量走热负荷集中区。（2） 技术上应该可靠，线路应尽可能走地势平坦，土质好，水位低的地区。尽量避开土质松软地区，地震断裂带，滑坡危险地带以及高地下水位区等不利地段。（3） 对周围环境影响少而协调，少穿越主要交通线，一般沿人行道或绿化
12、区敷设，平行或垂直于道路和建筑物，与各种管道构筑物，建筑我应协调安排，避免冲突：相互之间的距离，应能保证运行安全，施工及维修方便。（4） 布置管道时应尽量利用管道的自然弯角作为自然补偿。当采用波纹管补偿器时，应尽量设置在固定支架两侧。（5） 管线装有阀门时应设检查井。（6） 热水管道应在最低点放水，最高点放气。供热管道与建筑物、构筑物或其它管线的最小水平净距和最小垂直净距，可见城市热力网设计规范规定。管线具体布置见管线布置平面图。五、水力计算及水压图1.水力计算的原则本设计中水力计算遵循以下原则：（1） 为了减少初步投资及运营费用，按设计水温95/70计算。（2） 确定热水热力网主干线时，采用
13、经济比摩阻。本设计中主干线比摩阻采用3070Pa/m。（3） 热水热力网支干线，支线应按允许压力降确定管径，但供热介质流速不应大于3.5m/s。支干线比摩阻不应大于300Pa/m。（4） 在进行水力平衡时，应以主干线为基准。（5） 本次计算采用的是当量长度的方法计算局部阻力。2.水力计算的方法1.确定热水网路中各个管段的计算流量2.确定热水网路的主干线及其比摩阻3.根据网路主干线各管段的计算流量和初选的平均比摩阻的值，利用相关的水力计算表，确定主干线的标准管径和相应的实际比摩阻.4.根据选用的标准管径和管段中的局部阻力形式，查相关手册，确定各管段的局部阻力当量长度的总和，以及管段的折算长度。5.根据管段的折算长度以及实际的比摩阻，计算主干线各管段的总压降。6.主干线水力计算完成后，便可进行热水网路支干线，支线等水力计算。3.水力计算3.1热水网路主干线计算因各用户的资用压头相等，所以从热源到最远用户的管线是主干线。首先区主干线的平均比摩阻在30-70Pa/m范围内，确定主干线各管段的管径，计算简图见附图四。管段:计算流量=t/h，根据管段的计算流量和的范围，从热水网路水力计算表中查取，管段的管径和相应的比摩阻的值。 =2736； =250mm
