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K）

2）外门：

单层实体外门（大厅除外）K=4.65W/（㎡·

K）；

尺寸：

宽×

高=1.5m×

2.1m；

单扇、缝长7.2m。

大厅门：

单层带玻璃金属框门K=6.40W/（㎡·

高=3m×

3.3m；

缝长9.3m。

3）外窗：

单层金属窗K=6.40W/（㎡·

1.8m；

缝长6.6m（厕所：

高=0.9m×

1.2m；

缝长4.2m。

4）地面：

非保温地面

地面Ⅰ：

K=0.47W/（㎡·

K）地面Ⅱ：

K=0.23W/（㎡·

K）地面Ⅲ：

K=0.12W/（㎡·

K）地面Ⅳ：

K=0.07W/（㎡·

5）屋面：

根据屋面的构造可求得传热系数为K=0.55W/（㎡·

K）。

6）层高：

首层3.6m，其他层层高3.3m。

3.1外围护结构的基本耗热量计算

外围护结构的基本耗热量计算公式为：

=KF（tn-tw’）a

——围护结构的基本耗热量，W；

K——围护结构的传热系数，

F——围护结构的面积

tn——冬季室内计算温度

——供暖室外计算温度

a—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。

整个建筑的基本耗热量

等于它的围护结构各部分基本耗热量

的总和:

算出基本耗热量后再进行朝向和高度修正（因风速较小，风力修正忽略不计）。

3.2门窗的冷风渗透耗热量计算

采用缝隙法计算：

门窗渗入空气量V=L×

l×

n

L——每米门窗渗入室内的空气量，

l——门窗缝隙的计算长度，

n——渗透空气量的朝向修正系数

确定门窗缝隙渗入空气量V后，冷风渗透耗热量

按下式计算

W

式中V—经门窗缝隙渗入室人的总空气量，查表然后采用插值法计算。

——供暖室外计算温度下的空气密度

——冷空气的定压比热

0.278——单位换算系数

⊙《暖通规范》规定：

宜按下列规定的数值，选用不同朝向的修正率

北、东北、西北0~10%；

东南、西南-10%~-15%；

东、西-5%；

南-15%~-30%。

选用上面朝向修正率时。

应考虑当地冬季日照率小于35%的地区，东南、西南和南向修正率，宜采用-10%~0%，东西向可不修正。

⊙《暖通规范》规定：

民用建筑和工业辅助建筑物（楼梯间除外）的高度附加率，当房间高度大于4m时，每高出1m应附加2%，但总的附加率不应大于15%。

应注意：

高度附加率，应附加于房间各围护结构基本耗热量和其他附加（修正）耗热量的总和上。

在一般情况下，不必考虑风力附加。

只对建在不避风的高地、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，才考虑垂直外围护结构附加5%~10%。

3.3以101房间和401房间为例计算房间的热负荷

（一）现以101房间安保办公室为例进行热负荷计算。

室内计算温度为18℃，北京冬季室外计算温度为-9℃。

北京市的冷风朝向修正系数n

地点

东

南

西

北

0.15

0.4

1.0

北外窗：

1.5×

1.8×

2×

6.4×

（18-（-9））=933W

北外墙：

（5.7+0.12）×

3.6-5.4×

2.52×

（18-（-9））=1058W

西外墙：

（6.0+0.12）×

3.6×

（18-（-9））×

0.95=1424W

（5.7-0.12）×

2+（6.0-0.12）×

0.47×

（18-（-9））=291W

地面Ⅱ：

（5.7-0.12-2）×

2+（6.0-0.12-4）×

0.23×

（18-（-9））=46W

地面Ⅲ：

（5.7-0.12-4）×

（6.0-0.12-4）×

0.12×

（18-（-9））=10W

围护结构耗热量Q1=q1+q2+q3+q4+q5+q6=4393W

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,上面计算已修正。

（2）再以401房间储物室为例进行热负荷计算。

（（6.6+0.12）×

3.3-5.4）×

（18-（-9））=1141W

（（6.0+0.12）×

3.3）×

0.95=1305W

屋顶：

（6.6-0.12）×

（6.0-0.12）×

0.55×

（18-（-9））=566W

围护结构耗热量Q1=q1+q2+q3+q4=4285W

其他房间的热负荷计算方法同上，计算结果见附表：

（1）本设计选择热水供暖系统，供水温度tg=95℃，回水温度th=70℃。

本设计采用机械循环单管顺流异程式上供下回式供暖系统，每组散热器供水管上有一截止阀。

（二）考虑到散热器耐用性和经济性，本工程选用四柱760型，高度为600mm，它结构简单，耐腐蚀，使用寿命长，造价低，传热系数高；

散出同样热量时金属耗量少，易消除积灰，外形也比较美观；

每片散热器的面积少，易组成所需散热面积。

“暖通规范”规定：

安装热量表和恒温阀的热水供暖系统不宜采用水流通道内含有粘砂的散热器，应采取可靠的质量控制措施；

所以要选用内腔干净无砂，外表喷塑或烤漆的灰铸铁散热器。

散热器布置在外墙窗台下，这样能迅速加热室外渗入的冷空气，阻挡沿外墙下降的冷气流，改善外窗、外墙对人体冷辐射的影响，使室温均匀。

为防止散热器冻裂，两道外门之间，门斗及开启频繁的外门附近不宜设置散热器；

散热器一般明装或装在深度不超过130mm的墙槽内。

底部距地面不小于60mm，通常取150mm；

顶部距窗台板不小于50mm；

背部与墙面净距不小于25mm。

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：

四柱760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。

101房间的总负荷为：

4393W，

由公式

可得，101房间入水温度76.81℃，出水温度70℃。

tpj=（tsg+tsh）/2=73.405℃；

△t=tpj-tn=55.405℃。

查附录2-1，对四柱760型散热器

K=2.503△t0.293=2.503×

55.4050.293=8.485W/（㎡.K）

散热器组装片数修正系数，故先假定β1=1.00；

散热器连接形式修正系数，查附录2-4可知β2=1.00

散热器安装形式修正系数，查附录2-5可知β3=1.02

∴

=（4393/（8.485×

64.5））×

1×

1.2=7.87m2

四柱760型散热器，每散热面积为0.235m2

则n=F/f=7.87/0.235=33.48片，当片数n>

20时，β1=1.1。

则实际所需的散热器面积为F'

=7.87×

1.1=8.66㎡，实际所需的片数n’=F'

/f=8.66/0.235=37.85，取38片。

其他房间的散热器片数计算方法同上，计算结果见下表

房间号

散热器片数

101

42

106

15

111

21

116

24

102

107

34

112

103

45

108

40

113

12

104

109

114

105

110

74

115

各15

二层房间散热器片数

201

32

207

11

213

7

219

202

14

208

214

220

203

209

27

215

221

204

210

216

楼梯间

各9

205

211

217

楼道

13

206

212

218

三层房间散热器片数

301

307

313

319

302

308

314

320

303

309

315

321

304

310

316

305

311

317

306

312

318

四层房间散热器片数

401

37

407

413

419

402

18

408

414

420

403

409

30

415

421

19

404

410

25

416

405

411

417

26

406

412

418

第5章水力计算

5.1水力计算步骤

水利计算步骤：

画出系统图，求出通过各管段的流量，具体步骤如下：

1、在轴侧图上进行管段编号，立管编号并注明各管段的热负荷和管长。

2、确定最不利环路。

本系统为异程单管系统，一般取最远立管的环路作为最不利环路。

3、计算最不利环路各管段的管径：

（1）、虽然引入口处外网的供回水压差较大，但考虑到系统中各环路的压力损失易于平衡，设计采用推荐的平均的比摩阻Rpj大致为60～120Pa/m来确定最不利环路各管段的管径。

（2）、根据各管段的热负荷，求出各管段的流量，计算公式如下：

G＝3600Q/4187*（tg′－th′）＝0.86Q/（tg′－th′）Kg/h

Q——管段的热负荷，W；

tg′——系统的设计供水温度，℃；

th′——系统的设计回水温度，℃。

（3）、根据平均比摩阻和各管段的流量查《供热工程》附录表4－1，选定合适的管径、流速和压降。

4、确定各管段的长度。

5、确定局部阻力损失。

6、求各管段的压力损失ΔP＝Δpy＋ΔPj;

7、求环路的总压力损失。

8、计算富裕压力值。

考虑到施工的具体情况，可能增加一些在设计计算中未计入的压力损失。

因此，要求系统应有10％以上的富裕度。

9、通过调节调节系统上的阀门和管径进行调节，把系统的不平衡率控制在15％的范围之内。

入口处的剩余循环压力，用调解阀节流消耗掉。

1.在系统图上，进行管段编号，并注明编号并注明各管段的热负荷和管长

2.确定最不利环路。

本系统为单管系统，一般取最远立管的环路作为最不利环路。

本例中的最不利环路为1--21。

3.计算最不利环路各管段的管径。

本例题中采用推荐的平均比摩阻大致为60-120pa/m，来确定最不利环路各管段的管径。

根据式G=3600Q/4.187×

103（tg＇－th＇）=0.86Q/（tg＇－th＇）kg/h计算各管段的流量填到水力计算表第3栏。

式中Q—管段的热负荷，W；

tg＇—系统的设计供水温度，℃；

th＇—系统的设计回水温度，℃。

4.根据G，Rpj,查表,选择最接近Rpj的管径。

将查出的d、R、v和G值列入水力计算表5,6,7栏中。

5.确定长度压力损失ΔPy=R×

l，将每一管段R与l相乘，列入水力计算表第8栏。

6.确定局部阻力损失Z

（1）确定局部阻力系数ξ根据系统图中管路的实际情况，列出各管段阻力名称。

利用相关资料，将其阻力系数记于表中，最后将各管段的总局部阻力系数列入水力计算表第9栏。

注意：

在统计局部阻力时，对于三通和四通管件的局部阻力系数，应列在流量较小的管段上。

（2）根据管段流速v，可查出动压头ΔPd，列入水力计算表中的第10栏。

又根据ΔPj=ΔPd·

∑ξ，将求出的ΔPj值列入水力计算表中的第11栏中。

7.求各管段的压力损失

ΔP=ΔPj＋ΔPy。

将水力计算表中的第8栏与第11栏相加列入水力计算表第12栏中。

8.求环路总压力损失

即∑（ΔPj＋ΔPy）

水力计算表图一

管段号

Q（W）

G（kg/h）

L

（m）

D

（mm）

V

（m/s）

R

（Pa/m）

△Py

（Pa）

Σξ

△Pd

△Pj

△P（Pa）

1

2

3

4

5

8

9

10

立管L9

170323

5859

80

0.32

17.73

319.1

50.34

369.44

89613

3083

50

44.02

132.06

78.66

157.32

289.38

76305

2625

2.7

0.33

31.86

86.03

53.54

139.57

70858

2438

0.51

103.2

722.8

127.87

850.67

59040

2031

7.8

0.43

72.52

565.7

90.9

656.6

47222

1624

0.34

47.16

367.9

56.83

424.73

35404

1218

4.1

54.95

225.3

282.13

29957

1031

6.3

0.3

41.17

259.37

44.25

303.62

22204

764

0.38

96.29

577.76

70.99

648.75

6088

9.3

0.17

27.17

252.68

1.5

14.21

21.315

273.995

17

461.89

29

412.09

873.98

7.3

300.54

132.75

433.29

35402

16

656.5

826.08

383.61

1209.69

3.5

154.07

314.64

468.71

70.92

121.26

Σl=150.5mΣ（△P=△Py+△Pj）1-21=9771.4Pa

其余环路的水力计算方法相同，计算结果见水力计算表。

第5章设计总结

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。

所以在以后的生活.生产中要加以重视。

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，这一系统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。

第6章参考文献

[1]贺平孙刚《供热工程》[M].中国建筑工业出版社，2003.6

[2]建筑工程常用数据系列手册编写组.暖通空调常用数据手册.北京.中国建筑工业出版社，2002.2

[3]李德英《供热工程》中国建筑工业出版社，2003

[4]《采暖通风设计手册》中国建筑工业出版社,1998

[5]《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003中国计划出版社

附图：

标准层平面图

首层平面图

顶层平面图

采暖平面图

局部阻力系数计算表（图一）

最不利环路L9的阻力系数计算表

局部阻力名称

个数

闸阀

0.5

直流三通

弯头

Σξ=1.0

4×

Σξ=3.0

15-17

Σξ=2.0

3—9

Σξ=1.5

3×

合流三通

6×

Σξ=4.0

乙字弯

散热器

集气罐

Σξ=29.5

L8-L1立管局部阻力计算

立管

合、分流三通

Σξ=7

支管

8×

Σξ=44

局部阻力系数计算表（图二）

最不利环路L9’的阻力系数计算表

a

h'

Σξ=2.5

g'

-f'

b

e'

c-g

d'

-c'

h

b'

i

a'