供热工程课程计算

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1、 供热工程课程设计说明题目：河南城建学院教师住宅楼室内供暖设计系 别： 建筑环境与能源工程专 业： 建筑环境与设备工程姓 名： 乔志良 学 号： 072407137指导教师： 王靖、卢春焕、虞婷婷、李奉翠河南城建学院2010 年 6 月 4 日供热工程课程设计任务书、 设计题目：河南城建学院教师住宅楼室内供暖设计。、 设计目的：通过设计能够掌握室内供暖系统的热负荷计算，散热器片数计算，系统水力计算，同时能够掌握系统形式，设备及管件的选型，熟悉国家规范和技术措施以及设计资料的收集和应用，为将来从事本专业打下良好的基础。、 设计原始资料：1、 土建资料：见平面图，本建筑物位于河南城建学院内，该建筑

2、物共三层，每层高 3 米，外墙采用一砖墙，窗户采用单层铝合金推拉窗，屋顶传热系数采用 0.8w/m2。2、 气象参数：查平顶山地区冬季供暖室外计算温度 tw= -4,冬季室外风速 2.8m/s,冬季日照率 45。3、 热媒参数：采用热水，供水温度 95,回水温度 70，热水由建筑物西北方热交换站分水器出提供。4、 其他参数查设计手册。、 设计内容：1、 计算说明部分：1） 热负荷计算部分；2） 散热器选择计算；3） 水力计算；4） 方案选择；5） 设计说明书；2、 图纸部分：1） 供暖平面图；2） 供暖系统图；3） 设计总说明、图例、材料、统计表。、 设计要求：1、 图纸要求干净、整洁；2、

3、字体工整，线条粗细分明；3、 按时到教室进行设计，严格遵守考勤。、 设计参考书：供暖通风与空气调节设计规范 、 供暖通风设计手册 、 采暖通风与空气调节制图标准 、 实用采暖通风与空气调节设计手册及其它设计资料。、 设计工具：铅笔、橡皮、图板、丁字尺、三角板。、 设计时间：第 13 周、 指导教师：王靖、卢春焕、虞婷婷、李奉翠建筑环境与热能工程系2010 年 3 月 10 日目 录第一章 工程概况第二章 设计参数2.1 郑州地区气象参数2.2 维护结构类型第三章 供暖设计流程第四章 负荷 计算4.1 通过围护物的温差传热量作用下的基本耗热量4.2 附加耗热量4.3 冷风渗透耗热量 Q2 的计算

4、4.4 冷风侵入耗热量 Q34.5 举例 1101 房间负荷计算第五章 采暖系统方案设计及说明5.1 系统方案的选取5.2 供暖管道的布置形式第六章 散热器的选型6.1 散热器的选择原则6.2 散热器的计算1散热面积的计算2散热器片数及长度的确定3散热器的布置4散热器计算示例第七章 系统水利计算7.1 水利计算步骤7.2 水利计算结果见附表 2、附表 37.3 不平衡率计算第八章 设计总结主要参考文献住宅楼负荷计算汇总表 附录 1水利计算表 附录 2第一章 工程概况本工程为平顶山市河南城建学院教师住宅建筑，共三层，主楼是东西走向，墙体为 240mm 厚标准粘土砖墙，建筑面积约为 582.53平

5、方米，建筑高度为 10 米。工程采暖总耗热量 107.4KW。设计内容为该住宅楼室内采暖设计。采暖的设计内容主要是建筑围护结构耗热量的计算，采暖系统方案的选择与确定，散热器的选择和计算，水力计算，工艺布置等。本工程采暖供回水由市政热力管网提供，采暖供回水温度为95/70。本项目住宅部分采暖系统为共用立管的分户计量采暖系统，室内系统共有 2 对共用立管，每单元一对，户内系统为一户一表，每户自成独立采暖系统。过滤器、热计量表等设备均装设于楼梯间管道井内。本工程采用分户计量的供暖系统形式。供 热 分 户 计 量 是 以 集 中供 热 或 区 域 供 热 为 前 提 ， 以 适 应 用 户 热 舒 适

6、 需 求 、 增 强 用 户 节 能意 识 、 保 障 供 热 和 用 热 双 方 利 益 为 目 的 ， 通 过 一 定 的 供 热 调 控 技术 、 计 量 手 段 和 收 费 政 策 ， 实 现 按 户 计 量 和 收 费 。 简 单 的 说 ， 供热 计 量 就 是 按 用 热 量 的 多 少 收 取 采 暖 费 ， 就 是 用 多 少 热 、 交 多 少费 。 第二章 设计参数2.1 平顶山地区气象参数纬度：北纬 33.44， 东经：113.17；大气压：101.28KPa；冬季： 采暖室外计算温度：-4； 室内计算温度：18；室外平均风速：2.8 m/s； 冬季日照率：45。2.2

7、 维护结构类型外墙：240 厚标准粘土砖墙，内表面抹灰，传热系数：2.08；内墙：参见施工图门窗：参见施工图屋面：平屋顶，传热系数 0.8第三章 供暖设计流程第四章 负荷计算4.1 通过围护物的温差传热量作用下的基本耗热量Qj = K * F * (tn - tw) * (4-1)Qj - 通过供暖房间某一面围护物的温差传热量(或称为基本耗热量), W;K - 该面围护物的传热系数, W/(m 2.;F - 该面围护物的散热面积, m 2;tn - 室内空气计算温度, ;tw - 室外供暖计算温度, ; - 温差修正系数.4.2 附加耗热量Ql = Qj * (1 + ch + f + x)

8、* ( 1 + f.g) (4-2)Ql - 附加耗热量ch - 朝向附加率 (或称朝向修正系数)f - 风力附加率(或称风力修正系数)f.g- 高度附加x - 外门附加暖通规范规定：宜按下列规定的数值，选用不同的朝向修正率：北、东北、西北：010 ； 东南、西南： -10-15 ；东、西： -5 ； 南： -15-30 。在这次设计中建筑物的外墙朝向分别为东、西、南、北四向。其朝向的修正率分别为：东：-5 ，西： -5 ，南：-20 ，北：5 。风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对维护结构基本耗热量的修正。我国大部分地区冬季平均风速为 23m/s。平顶山室外平均风速 2.8 m/s，因此暖通

9、规范规定：在一般情况下，不考虑风力附加。只有建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇厂区内特别突出的建筑物才考虑垂直外维护结构附加510。高度附加耗热量是考虑房屋高度对维护结构耗热量的影响而附加的耗热量。 暖通规范规定：当房间高度大于 4m 时，高度每高出 1m 应附加 2，但总的附加率不应大于 15。本建筑房间高度为 3m，所以高度附加耗热量为 0。故该建筑的外维护结构的耗热量Q：Q QjQl4.3 冷风渗透耗热量 Qs 的计算Q2 = 0.28 * Cp * V * w * (tn - tw) (4-3)Cp - 干空气的定压质量比热容, Cp = 1.0 Kj / (Kg

10、* )V - 渗透空气的体积流量, m 3 / hw- 室外温度下的空气密度 Kg / m3tn - 室内空气计算温度, ;tw - 室外供暖计算温度, ;V 的确定:V = Lln （4-4 ）l - 外门窗缝隙长度 , mL - 每米门窗缝隙的基准渗风量, m 3 / h.mn - 门窗缝隙的渗风量朝向修正系数平顶山地区 n 取值：北 1.00，东 0.40，西 0.35，南 0.204.4 冷风侵入耗热量 Qr 冬季在热压、风压的作用下，室外冷空气通过开启的外门侵入室内，被加热后逸出。把这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量，称冷风侵入耗热量 Q3。Q3=NQJN：外门附加率。温差修正系

11、数按照规范选取：表 4-1 温差修正系数 a 值维护结构特征 a外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等 1.00闷顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板等 0.90与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙（1-6 层建筑） 0.60与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙（7-30 层建筑） 0.50非采暖地下室上面的楼板，外墙上有窗时 0.75非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以上时0.60非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地 0.40第五章 采暖系统方案设计及说明5.1 系统方案的选取散热器热水采暖应优先采用闭式机械循环系统：环路的划分，应以便于水利平衡、有利于节省投资及能

12、耗为主要依据，系统不宜过大，一般可采用异程式布置;有条件时宜按朝向分别设置环路。根据以下原则进行技术和经济比较：原则一、热媒的选择：热水供暖与蒸汽供暖的比较。供暖系统的设计和布置都比较复杂且其维护和维修费用较大。针对民用住宅小区供暖系统，选用热水供暖系统比较经济合理。原则二、热媒温度的选择。 =95 ； =70原则三、供暖管网布置形式根据建筑物平面图，考虑到管网布置的经济合理并且易于设计计算，便于维护和管理，该系统的布置如平面图和轴测图所示。采用分户热量表计量方式时，应采用共用立管的分户独立系统形式。原则四、供暖系统动力的选择由于楼梯间的热负荷相对于其它立管很小，选用重力循环系统很难达到水力平

13、衡，因此采用将管道接到室外机械供暖管道上的形式。原则五、考虑到设计计算的方便，将供暖系统布置成双管水平跨越式下供下回系统。最后综合比较方案的技术和经济， 考虑到本工程的实际规模和施工的方便性，本设计采用机械循环、双管、水平跨越式下供下回坪以下时与有外门窗的非采暖房间相邻的隔墙 0.70与无外门窗的非采暖房间相邻的隔墙 0.40伸缩缝墙、沉降缝墙 0.30防震缝墙 0.70系统。散热片安装形式为异侧的上进下出。根据建筑的结构形式，布置干管和立管，为每个房间分配散热器组。 （见图纸）5.2 供暖管道的布置形式供暖管道布置形式多种多样，按干管位置分上供下回、下供下回和中供式，按立管又分双管和单管，单

14、管又有垂直与水平串联之别，蒸汽采暖又有干式与湿式回水之分等等。根据介质流经各环路的路程是否相等，还可分为异程式和同程式。第六章 散热器的选型6.1 散热器的选择原则供暖系统的散热设备是系统的主要组成部分，它向房间散热以补充房间的热损失，保持室内要求的温度，其中散热器是最为常用的散热设备，供暖系统的热媒通过散热器的壁面，主要以对流的传热方式向房间散热。对散热器的基本要求，主要有以下几点：a、热工性能方面的要求，散热器的传热系数值越高，说明其散热性能越好。提高散热器的散热量，增大散热器传热系数的方法，可以采用增加外壁散热面积（在外壁上加肋片） 、提高散热器周围空气的流动速度和增加散热器向外辐射强度

15、等途径。b、经济方面的要求，散热器传给房间的单位热量所需金属耗量越少，成本越低，其经济性越好c、安装使用和工艺方面的要求，散热器应具有一定机械强度和承压能力；散热器的结构形式应便于组合成所需要的散热面积，结构尺寸要小，少占房间面积和空间；散热器的生产工艺应满足大批量生产的要求。d、卫生和美观方面的要求，散热器外表光滑，不积灰和易于清扫，散热器的装设不应影响房间观感。e、使用寿命的要求，散热器应不易被腐蚀和破损，使用年限长。在散热器的选择方面优先考虑铸铁散热器，它结构简单，防腐性能好，使用寿命长以及热稳定性好的优点；但其金属耗量大、金属热强度低于钢制散热器。在这设计中，考虑多方面原因，选用铸铁式散热器。这种散热器防腐性能好，容易组成所需的面积，便于落地和靠墙安装。6.2 散热器的计算1散热面积的计算散热器的散热面积 F 按下式计算：F=Q123 /k(tpj-tn) m （6-1）式中 Q 散热器的散热量，W:tpj散热器热媒平均温度， ；tn 供暖室内计算温度