供热工程课程设计说明书.docx
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供热工程课程设计说明书
《供热工程》课程设计
说明书
学院：
土木工程学院
班级：
建环08-1班
学号：
姓名：
日期：
2011.7.2
目录
一、工程概况
二、设计依据
三、设计参数
四、采暖系统设计
五、施工要求
六、热负荷计算
七、散热器的选型及安装形式
八、水力计算
九、总结
1、工程概况
本工程为哈尔滨市，某学校学生宿舍楼集中采暖设计，共三层。
二、设计依据
1、《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
2、《建筑设计防火规范》GBJ16-1987（2001年版）
3、《实用供热空调设计手册》
4、《供热工程课程设计》任务书和《供热课程设计》指导书
3、设计参数
1、室外计算参数
冬季采暖计算温度为-260C；冬季平均风速3.8m/s、冬季最多风向平均风速4.7m/s；冬季大气压100.15KPa。
2、室内设计温度
宿舍、值班室为180C，门厅、走廊、楼梯间、卫生间、盥洗室为160C。
3、结构的传热系数
外墙：
多孔砖370墙，外侧为聚苯板，传热系数K=0.54（W/㎡·0C）。
外窗：
铝合金双层玻璃窗（中间空气层厚度为12mm），传热系数K=2.6（W/㎡·0C）。
外门：
双层玻璃门传热系数K=3.26（W/㎡·0C）。
屋面楼板：
传热系数K=0.49（W/㎡·0C）。
4、修正系数
朝向修正：
南向-20%北向10%东、西向-5%
空气渗透量朝向修正系数n值：
北向0.3南向1.0东向0.2西向0.7
散热器连接形式修正:
同侧上进下出修正系数为1
4、采暖系统设计
1、系统：
本建筑楼层较低，采用机械循环、上供下回、双管同程式热水采暖系统，供水干管敷设在三层楼板下，回水干管敷设在首层地沟内。
2、热媒：
采暖热媒为950C/700C低温热水。
3、散热器：
散热器要求散热性能好，金属热强度大，承压能力高，价格便宜，经久耐用，使用寿命长。
这里选用四柱813型（带腿）铸铁型散热器，工作压力0.8MPa，落地安装。
4、排气装置为自动排气阀
5、施工要求
1、管材
采暖管道选用镀锌钢管，均采用焊接连接。
2、防腐
所有的采暖管道、管件除锈后刷两道防锈漆，明装不保温部分再刷两道银粉。
3、保温
敷设在地沟内的采暖管道、管件及采暖主立管均采取保温，保温材料选用岩棉管壳，外缠玻璃布保护层。
4、入口
采暖管道入口预留有孔洞
5、管道穿墙及楼板处均设套管，安装在楼板内的套管其顶部均高出地面20mm，穿过厕所、盥洗室的套管其顶部高出地面50mm，地板与楼板相平，套管管径应比采暖管道管径大一个级别。
六、热负荷计算
对于本民用建筑的热负荷计算只考虑围护结构传热的耗热量和冷风渗透引起的耗热量，人员、灯光等得热作为有利因素暂不考虑在热负荷计算当中。
1、房间热负荷计算
围护结构稳定传热时，基本耗热量可按下式计算[1]：
式中
K—围护结构的传热系数（W/㎡·0C）；
F—围护结构的面积（㎡）；
tn—冬季室内计算温度（0C）；
—供暖室外计算温度（0C）；
α—围护结构的温差修正系数。
详见《供热工程》附表1-2。
冷风渗透耗热量按下式计算[1]：
式中
Q2——冷风渗透耗热量（W）；
V——经门、窗隙入室内的总空气量，m3/h；详见《供热工程》表1-6.
ρw——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，Cp=1KJ/（kg·℃）；
0.278——单位换算系数，1KJ/h=0.278W。
民用建筑（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%。
所以对于层高3米的该宿舍楼，既不需要高度附加，也不需要风力附加。
2、下面以103房间为例计算房间的热负荷
由于103房间为宿舍，室内计算温度为18℃，哈尔滨冬季室外计算温度为-26℃，哈尔滨冬季日照率为59%。
2.1维护结构基本耗热量：
外墙：
=0.54×（9.9-2.25）×44×1=181.76W
内墙：
两边均为采暖房间不需计算。
外窗：
Q=2.62.25×44×1=257.4W
地面：
底层地面为不加保温的防潮地面，采用划分地带计算，第一地带传热系数为0.47W/（㎡℃），第二地带传热系数为0.23W/（㎡℃），第三地带传热系数为0.12W/（㎡℃）第一地带传热系数为0.07W/（㎡℃）。
该房间地面可划分3个地带，每个地带2米宽，3.3米长。
Q=2×3.3×0.47×44+2×3.3×0.23×44+2×3.3×0.12×44=238.13W
基本耗热量
181.76+257.4+238.13=677.3
该房间为北向，进行朝向修正后为Q1=1.1×677.3=745W
2.2冷风渗透耗热量
哈尔滨市的冷风朝向修正系数：
地点
东
南
西
北
哈尔滨
0.2
1.0
0.7
0.3
由哈尔滨市的冷风朝向修正系数，北向为0.3.对于仅有一面外墙或相对两面外墙的房间，全部计入门窗可开启部分的缝隙长度。
由前面的数据，在冬季室外平均风速v=3.8m/s，双层玻璃平开铝窗每米缝隙的冷风渗透量L=0.38m3/（h·m）.北向的窗户的缝隙总长度为1.5×5=7.5m.总的冷风渗透量V等于
=0.38×7.5×0.3=0.885m3/h
冷风渗透量耗热量
等于
=0.278×0.885×1.2×1.0×44=13W.
2.3该房间供暖热负荷为
Q=Q1+Q2=758.0W
对于房间功能和参数相同的，只计算一个房间即可，列表如下：
房间热负荷计算表
一层热负荷：
房间
编号
用途
采暖负荷W
房间
编号
用途
采暖负荷W
101
男卫生间
1447
114
男盥洗室
1085.1
102
楼梯间
813.5
115
门厅
1548.9
103-111
宿舍
758
116-124
宿舍（124为值班室）
583.7
112
楼梯间
813.5
125
门厅
1548.9
113
女卫生间
1737.6
126
女盥洗室
1281.5
127
走廊西头
552.6
128
走廊东头
531.7
二层热负荷：
房间
编号
用途
采暖负荷W
房间
编号
用途
采暖负荷W
201
男卫生间
966.1
214
男盥洗室
735.3
202
楼梯间
469.8
215
宿舍
393.2
203-211
宿舍
495.6
216-224
宿舍
393.2
212
楼梯间
469.8
225
宿舍
393.2
213
女卫生间
966.1
226
女盥洗室
735.3
227
走廊西头
920.4
228
走廊东头
862.9
三层热负荷：
房间
编号
用途
采暖负荷W
房间
编号
用途
采暖负荷W
301
男卫生间
1435.6
314
男盥洗室
1076.8
302
楼梯间
1104
315
宿舍
734.2
303-311
宿舍
965.2
316-324
宿舍
734.2
312
楼梯间
1104
325
宿舍
734.2
313
女卫生间
1474.6
326
女盥洗室
1105.2
327
走廊西头
1448.4
328
走廊东头
1312.8
7、散热器的选型及安装形式
1、散热器的选择
考虑到散热器耐用性和经济性，本工程选用铸铁四柱813型散热器，它结构简单，耐腐蚀，使用寿命长，造价低，金属热强度及传热系数高，外形美观，易清除积灰，容易组成所需面积。
铸铁四柱813型散热器具体性能及参数如下表：
型号
散热面积
水容量
重量
工作压力
传热系数k
四柱813
0.28m
/片
1.40L
8kg
0.5mpa
7.87w/m
·℃
2、散热器的布置
散热器布置在外墙窗台下，这样，沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响，使流经室内的空气比较暖和舒适。
散热器明装，布置简单。
在此垂直双管系统中散热器邻室串联连接，散热器采用同侧连接，上进下出。
3、散热器片数的计算
例如：
101房间（男卫），房间热负荷Q=1447W，供水温度为tg=95℃，th=70℃，tpj=（95+70）/2=82.5℃,
=16℃,Δt=
=82.5-18=66.5℃
查《供热工程》附录2-1
=8.57w/m
·℃
修正系数：
散热器组装片数修正系数，先假定β1=1.0；
散热器连接形式修正系数，查教材附录2-4，β2=1.0；
散热器安装形式修正系数，查教材附录2-5，β3=1.02；
由F′=Q/（K·Δt）β1β2β3=1447/（8.57×66.5）×1×1.0×1.02=2.59
813型散热器每片散热面积为0.28m2，计算片数n′为：
n′=F′/f=2.59/0.28=9.25片
实际采用片数n为:
n=9片，当n=9时β1=1.0符合。
故取整数，应采用813型散热器9片。
其他房间的散热器计算结果见下表：
第一分支环路（北面）房间散热器布置如下：
分支1立管1
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
758
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
楼层1
R2
758
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
楼层2
R1
495.6
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层2
R2
495.6
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层3
R1
965.2
18
椭四柱813型
7片
15
0.05
楼层3
R2
965.2
18
椭四柱813型
7片
15
0.05
分支1立管2
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
758
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
楼层1
R2
758
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
楼层2
R1
495.6
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层2
R2
495.6
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层3
R1
965.2
18
椭四柱813型
7片
15
0.05
楼层3
R2
965.2
18
椭四柱813型
7片
15
0.05
分支1立管3
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
813.5
16
椭四柱813型
6片
15
0.04
楼层2
R1
469.8
16
椭四柱813型
3片
15
0.02
楼层3
R1
734.2
16
椭四柱813型
5片
15
0.04
分支1立管4
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
1737.6
16
椭四柱813型
12片
15
0.09
楼层2
R1
966.1
16
椭四柱813型
7片
15
0.05
楼层3
R1
1474.6
16
椭四柱813型
10片
15
0.07
分支2立管1
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
758
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
楼层1
R2
758
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
楼层2
R1
495.6
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层2
R2
495.6
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层3
R1
965.2
18
椭四柱813型
7片
15
0.05
楼层3
R2
965.2
18
椭四柱813型
7片
15
0.05
分支2立管2
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
758
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
楼层1
R2
758
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
楼层2
R1
495.6
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层2
R2
495.6
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层3
R1
965.2
18
椭四柱813型
7片
15
0.05
楼层3
R2
965.2
18
椭四柱813型
7片
15
0.05
分支2立管3
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
758
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
楼层1
R2
813.5
16
椭四柱813型
6片
15
0.04
楼层2
R1
495.6
18
椭四柱813型
4片
15
0.02
楼层2
R2
469.8
16
椭四柱813型
3片
15
0.02
楼层3
R1
965.2
18
椭四柱813型
7片
15
0.05
楼层3
R2
1104
16
椭四柱813型
7片
15
0.06
分支2立管4
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
1447
16
椭四柱813型
10片
15
0.07
楼层2
R1
966.1
16
椭四柱813型
7片
15
0.05
楼层3
R1
1435.6
16
椭四柱813型
10片
15
0.07
分支2立管5
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
552.6
16
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层2
R1
920.4
16
椭四柱813型
6片
15
0.05
楼层3
R1
1448.6
16
椭四柱813型
10片
15
0.07
第二分支环路（南面）房间散热器布置如下：
分支3立管1
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
583.7
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层1
R2
583.7
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层2
R1
393.2
18
椭四柱813型
3片
15
0.02
楼层2
R2
393.2
18
椭四柱813型
3片
15
0.02
楼层3
R1
734.2
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
楼层3
R2
734.2
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
分支3立管2
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
583.7
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层1
R2
583.7
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层2
R1
393.2
18
椭四柱813型
3片
15
0.02
楼层2
R2
393.2
18
椭四柱813型
3片
15
0.02
楼层3
R1
734.2
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
楼层3
R2
734.2
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
分支3立管3
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
1548.9
16
椭四柱813型
10片
15
0.08
楼层1
R2
583.7
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层2
R1
393.2
18
椭四柱813型
3片
15
0.02
楼层2
R2
393.2
18
椭四柱813型
3片
15
0.02
楼层3
R1
734.2
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
楼层3
R2
734.2
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
分支3立管4
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
1085.1
16
椭四柱813型
7片
15
0.05
楼层2
R1
735.3
16
椭四柱813型
5片
15
0.04
楼层3
R1
1076.8
16
椭四柱813型
7片
15
0.05
分支4立管1
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
583.7
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层1
R2
583.7
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层2
R1
393.2
18
椭四柱813型
3片
15
0.02
楼层2
R2
393.2
18
椭四柱813型
3片
15
0.02
楼层3
R1
734.2
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
楼层3
R2
734.2
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
分支4立管2
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
583.7
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层1
R2
583.7
18
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层2
R1
393.2
18
椭四柱813型
3片
15
0.02
楼层2
R2
393.2
18
椭四柱813型
3片
15
0.02
楼层3
R1
734.2
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
楼层3
R2
734.2
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
分支4立管3
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
1548.9
16
椭四柱813型
10片
15
0.08
楼层2
R1
393.2
18
椭四柱813型
3片
15
0.02
楼层3
R1
734.2
18
椭四柱813型
5片
15
0.04
分支4立管4
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
1281.5
16
椭四柱813型
9片
15
0.06
楼层2
R1
735.3
16
椭四柱813型
5片
15
0.04
楼层3
R1
1105.2
16
椭四柱813型
8片
15
0.06
分支4立管5
层内位置
编号
负荷（W）
室温（℃）
散热器型号
片（m）
D（mm）
υ（m/s）
楼层1
R1
531.7
16
椭四柱813型
4片
15
0.03
楼层2
R1
862.9
16
椭四柱813型
6片
15
0.04
楼层3
R1
1312.8
16
椭四柱813型
9片
15
0.07
八、水力计算
北面分支最不利环路计算：
表1系统最不利环路水力计算表
最不利阻力（Pa）
7861
最不利环路
分支2立管3楼层1
编号
Q（W）
G（kg/h）
L（m）
D（mm）
υ（m/s）
R（Pa/m）
Σξ
ΔPy（Pa）
ΔPj（Pa）
ΔP（Pa）
SG
35322.6
1215.1
20.62
32
0.35
55.06
1.1
1135
64
1199
SH
35322.6
1215.1
2.5
32
0.35
55.06
0.5
138
29
167
BG1
20251.6
696.66
2.59
25
0.35
80.46
13
208
765
973
BG2
15814
544
6.6
25
0.27
49.93
1
330
36
365
BG3
11376.4
391.35
6.6
20
0.32
91.58
1
604
48
653
BH5
20251.6
696.66
25.98
25
0.35
80.46
13.6
2090
801
2891
BH4
17330
596.15
5.72
25
0.3
59.55
1
341
43
384
BH3
13481.3
463.76
4.17
25
0.23
36.76
1
153
26
179
VG1
1571.5
54.06
3
15
0.08
10.19
2
31
6
37
VG2
2536.9
87.27
3
15
0.13
24.69
2
74
16
90
VG3
4606.1
158.45
2
15
0.23
76.24
11.5
152
302
455
VH1
4606.1
158.45
2
15
0.23
76.24
11.5
152
302
455
R2
813.5
27.98
3
15
0.04
2.47
6
7
5
12
表2总
升级会员 