热水供暖系统设计 供热课程设计说明书Word格式文档下载.docx
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2、经济性能散热器传给房间的单位热量所需金属量越少，成本越低。
散热器的金属热强度q是评价散热器经济性能的重要指标，对于同一材质散热器，q越大经济型越好，对各种不同材质的散热器，其经济性能评价标准宜采用散热器单位散热量的成本来衡量。
3、安装使用方便散热器应具有一定的机械强度和较高的承压能力；
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。
4、卫生美观散热器要外表光滑，不积灰和易于清扫，易与建筑装饰相协调。
5、使用寿命长散热器应不易被腐蚀和破损，使用年限长。
2.2围护结构传热阻的校核
1、已知条件：
墙体：
均选用加气砼砌块：
地上外墙为350厚，内墙为200厚。
屋面：
屋面防水等级为Ⅱ级，做法从上到下依次为：
40厚C20细石混凝土（内配4@200双向）、20厚1:
2.5水泥砂浆保护层；
80厚挤塑聚苯乙烯板；
高分子防水卷材两道；
20厚1:
3水泥砂浆找平层；
钢筋混凝土屋面板。
2、围护结构传热阻的校核：
多层匀质材料平壁结构的热惰性指标D按公式2-1【2】计算
（2-1）
材料的蓄热系数S值按公式2-2【2】计算
（2-2）
查文献【2】表1-1和1-2可知：
围护结构内表面换热系数
，内表面热阻
；
围护结构外表面换热系数
，外表面热阻
。
围护结构的传热阻按公式2-3【2】计算
（2-3）
代入数据有：
得传热系数K=1/Ro=0.29W/（m
·
K），则
=4.75
该围护结构属于Ⅱ型墙体【2】，则
tw.e=0.6tw′+0.4tp.min=
围护结构的最小传热阻按2-4【2】计算
（2-4）
代入数据有
因为RO>
Ro.min，所以该部分围护结构满足围护结构最小传热阻的要求。
2.3围护结构的传热系数
外墙的结构是加气砼砌块，厚度为350毫米，外墙外保温采用50厚挤塑聚苯乙烯板，对应天正暖通外墙编号第57号，输入对应的材料厚度可得：
K=0.340W/（m
K）；
内墙也是加气砼砌块，厚度为200毫米，对应天正暖通内墙编号第710号,输入对应的材料厚度可得：
K=0.998W/（m
屋面由概况中对应的材料布置,对应天正暖通屋顶界面,输入对应的材料和厚度可得：
K=0.414W/（m
外窗为铝合金推拉窗，传热系数为：
K=2.5W/（m
内门对应天正暖通内门界面,可查得：
K=3.5W/（m
地面的传热系数需要根据划分的地带进行计算。
将上述计算结果整理后见下表：
表2.2围护结构的传热系数
围护结构
外墙
内墙
外门
外窗
内门
屋面
传热系数W/（m
K）
0.340
0.998
2.7
2.5
3.5
0.414
2.4方案比较
我国当前的供暖体制普遍存在一些问题，比如供暖品质差、效率低，能源消耗大，用户不能自行调节室温，供暖单位和用户都缺乏节能的积极性等特点。
因此国家提出进行供暖体制改革，其核心内容是供暖市场化、商品化。
计量供暖是供热市场化、商品化的技术基础。
国家鼓励发展供暖系统温度调控和分户热量计量技术与装置，只有按实际供暖量计量收费，才能调动用暖和供暖双方的节能积极性。
计量供暖系统应首先能维持良好的运行状况，还应能按用户的需要调节室温，并对所耗热量进行可靠的计量，用户外出时还可暂时关闭室内系统。
计量供热系统还便于供暖部门的维护和查表。
第3章供暖热负荷计算
对于本办公楼的热负荷计算只考虑围护结构传热耗热量、冷风渗透耗热量、外门冷风侵入耗热量。
3.1负荷计算过程
3.1.1围护结构的耗热量
1、围护结构的基本耗热量
建筑物围护结构的基本耗热量，按一维稳态传热过程计算，按公式3-1【2】计算
（3-1）
整个供暖建筑或房间的基本耗热量
等于它的围护结构各部分基本耗热量
的总和:
（3-2）
2、围护结构附加（修正）耗热量
实际耗热量会受到气象条件以及建筑情况等各种因素影响而有所增减，需要对房间围护结构基本耗热量进行修正。
这些修正耗热量称为围护结构附加（修正）耗热量。
通常按基本耗热量的百分率进行修正。
主要包括朝向修正、风力附加、高度附加耗热量。
（1）朝向修正耗热量
朝向修正率
的取值见表3-1【2】
表3.1沈阳市朝向修正率
朝向
东、西
南
东南、西南
北、东北、西北
修正率
-5%
-25%
-15%
10%
（2）风力附加耗热量
该建筑处于沈阳市，冬季室外平均风速为3.1m/s。
，按《暖通规范》，本设计不考虑风力附加。
（3）高度附加耗热量
《暖通规范》规定：
民用建筑和工业辅助建筑物的高度附加率（楼梯间除外），当房间高度大于4m时才考虑高度附加。
本工程首层层高为4.2m，其余楼层为3.6m，故本设计首层耗热量附加0.4%，其余楼层不考虑高度附加。
本设计需要考虑朝向修正耗热量和首层的高度附加耗热量。
3.1.2冷风渗透耗热量
在风压和热压造成的室内外压差作用下，室外的冷空气通过门，窗等缝隙渗入室内，被加热后逸出。
把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量，称为冷风渗透耗热量。
冷风渗透耗热量
可采用缝隙法进行计算，按3-3【2】计算。
（3-3）
L按下式计算
（3-4）
3.1.3冷风侵入耗热量
在冬季受风压和热压的作用下，冷空气由开启的外门侵入室内。
把这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量称为冷风侵入耗热量
外门的冷风侵入耗热量（阳台门不考虑外门附加）可按3-5【2】计算。
（3-5）
3.2热负荷的计算
以办公室103为例进行房间热负荷的计算。
冬季室内计算温度tn=18℃；
沈阳供暖室外计算温度tw=-19℃。
3.2.1围护结构参数
1、北外墙传热系数K=0.340W/（m
K），温差修正系数
=1.0，朝向修正
=10%。
2、北外窗传热系数K=2.5W/（m
3、内门K=6.4W/（m
4、内墙传热系数K=0.998W/（m
=1.0。
3.2.2围护结构耗热量
1、北外墙的传热耗热量
2、北外窗的传热耗热量
3、内墙传热耗热量
4、地面的传热耗热量
计算地面的传热耗热量时要进行地带的划分，依文献【2】该室可划分成2个地带，两个地带的面积分别为
，
，各地带传热系数为K1=0.47W/（m
K），K2=0.23W/（m
K）。
办公室103围护结构的传热耗热量
3.2.3冷风渗透耗热量
北外窗的冷风渗透量：
=
=1.0×
7.5×
1.00=7.5m3/h
冷风渗透耗热量：
3.2.4冷风侵入耗热量
由于办公室103没有外门，不用考虑外门附加，故
=0
3.2.5办公室103供暖系统设计热负荷
将围护结构耗热量
、冷风渗透耗热量
、冷风侵入耗热量
三项相加即为101宿舍的总耗热量
+
=843.4+114.2+0=957.6W
3.3房间供暖热负荷计算详表（见附录）
整理附录中的数据可得：
表3.3房间供暖负荷统计表
房间名称
面积
m2
采暖热荷/W
热负荷标/W/m2
展示厅101
239.0
19782.1
82.8
展示厅301
17931.6
75.0
门厅102
66.3
4700.7
70.9
多功能厅302
52.4
4037.1
77.0
办公室103
13.3
957.6
72.0
办公室303
893.1
67.2
办公室104
46.0
3555.8
77.3
办公室304
3149.5
68.5
办公室105
14.8
1237.3
83.6
办公室305
1227
82.9
办公室106
13.9
1137.2
81.8
办公室306
1087.9
78.3
楼梯间107
21.4
1209.7
56.5
楼梯间307
1403.6
65.6
楼梯间108
17.7
1390.6
78.6
楼梯间308
1194.0
67.5
展示厅201
1793
7.5
办公室401
42.7
3710.9
86.9
多功能厅202
52.3
77.2
办公室402
3831.3
89.7
办公室203
办公室403
1391
100.1
办公室204
办公室404
1127.6
84.8
办公室205
办公室405
1421.3
96.0
办公室206
办公室406
3817
83.0
楼梯间207
多功能厅407
4501.3
85.9
楼梯间208
办公室408
22.1
1779.4
80.5
楼梯间413
1577.9
73.7
办公室409
楼梯间414
1306.2
73.8
办公室410
走廊415
47.7
2050.7
43.0
办公室411
会议室501
5928.1
113.1
办公室412
2115.8
95.7
第四章热水供暖系统设计方案比较与确定
热水采暖系统形式的选择，应根据建筑物的具体条件，考虑功能可靠、经济，便于管理、维修等因素，采用满足技术经济要求的最佳设计方案。
4.1循环动力
设计资料中给出动力与能源资料为城市热网提供热媒（热水参数tg=95℃，th=70℃）且系统与室外管网连接，其引入口处供回水压差P=20000Pa。
所以本工程采暖系统的循环动力为室外供回水压差20000Pa。
4.2供、回水方式
供、回水方式可分为单管式和双管式。
单管热水供暖系统：
构造简单，节省管材，造价低，虽说垂直失调现象不是很严重，但各楼层的流量不易调节。
双管热水供暖系统：
供回水支管均可装调节阀，系统调节管理较为方便，且各楼层的流量易于调节，易被人们接受。
本设计建筑为四层，故采用双管热水供暖系统，上供下回式。
5.3管道敷设方式
管道敷设方式可分为垂直式和水平式系统。
水平式热水供暖系统：
管路简单，节省管材，无穿过各层楼板的立管，施工方便，造价低，可按层调节供热量，当设置较多立管有困难的多层建筑式高层建筑时，可采用单管水平串联系统。
但该系统的排气方式较为复杂，水平串联的散热器不宜过多，过多时除后面的水温过低而使散热器片数过多外，管道的膨胀问题处理不好易漏水。
垂直式热水供暖系统：
管路简单，节省管材，施工管理方便，造价低，但易造成垂直失调，但因无需考虑分区问题，目前被广泛采用。
根据上述比较与分析，结合本工程单层散热器较多，无需考虑分区问题，确定本设计采用垂直式系统。
5.4管道连接及热媒流经路程
供、回水管布置方式可分为同程式和异程式系统。
异程式系统布置简单、节省管材，但各立管的压力损失难以平衡，会出现水力失调现象。
同程式系统可消除或减轻水力失调现象，故有条件时宜采用同程式系统。
经综合比较本设计采用异程式系统，各立管之间的压力差用阀门调节。
5.5工程方案确定
综合上述分析，本工程热水供暖系统采用机械循环双管上供下回、垂直式、异程式系统。
第5章散热器的选型及安装形式
5.1散热器的选择
设计选用散热器时，需考虑对散热器在热工、经济、卫生美观及使用寿命等方面的要求，还应符合下列原则性的规定：
1）散热器的工作压力应满足系统的工作压力，并符合国家现行有关标准的规定。
2）民用建筑宜采用外形美观，易于清扫的散热器。
3）放散粉尘或防尘要求较高的工业建筑，应采用易于清扫的散热器。
4）具有腐蚀性其他的工业建筑或相对湿度较大的房间，应采用耐腐蚀的散热器。
5）采用钢制散热器时，应采用不是系统，并满足产品对水质的要求，在非采暖季节应冲水保养，蒸汽采暖系统不应采用钢制柱型，板型和扁管等散热器。
6）采用铝制散热器时，应选用内防腐型铝制散热器，并满足水质对产品的要求。
7）安装热量表和恒温阀的热水采暖系统，不宜采用水流通道内含有粘砂的散热器
经过综合考虑，本设计选用铸铁四柱760型，高度通常为760mm。
它结构简单，耐腐蚀，使用寿命长，造价低，传热系数高；
金属热强度大，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。
具体性能及参数见文献[2]附录表B-1，如下表：
表5.1散热器规格及传热系数
型号
散热面积m
/片
水容量L/片
重量kg/片
工作压力MPa
TZ4-6-5
（四柱760型）
0.235
1.16
6.6
0.5
注：
1、散热器表面喷银粉漆，明装，同侧连接上进下出。
2、此表为密闭试验台测试数据，在实际情况下，散热器的K值和Q值，比表中数值增大10%左右。
其中K=2.503
，本系统采用采用双管式故
办公室和展示厅，
K=2.503
=8.49W/m
℃
走廊和楼梯间，
K=8.64W/m
5.2散热器的布置及规定
散热器的布置与安装应符合下列规定：
1、散热器宜安装在外墙窗台下，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；
2、为防止散热器冻裂，两道外门之间，不应设置散热器。
有冻结危险的楼梯间或其它有冻结危险的场所，应由单独的立、支管供暖，且散热器钱不得设置调节阀；
3、散热器一般明装或装在深度不超过130mm的墙槽内，布置简单，本设计采用明装；
4、在垂直单管或双管热水供暖系统中，同一房间的两组散热器可以串联连接；
贮藏室、厕所和厨房等辅助用室及走廊的散热器，宜可同邻室串联连接；
5、在楼梯间布置散热器时，考虑楼梯间热流上升的特点，应尽量布置在底层，当散热器数量过多，在底层无法布置时，可按一定比例分配在下部各层，见文献[2]附录表B-3。
本设计建筑为5层，故一、二、三、四层各分配50%、25%、15%、10%。
6、铸铁散热器的组装片数，不宜超过下列数值：
粗柱型（包括柱翼型）—20片；
细柱型（四柱）—25片；
长翼型—7片。
散热器组对后，以及整组出厂的散热器在安装之前应做水压试验。
5.3散热器的计算
5.3.1散热器散热面积计算
散热器散热面积按文献[2]中公式2-2计算
（5-1）
其中
先假定为1.0，
为1.0，
3为1.02。
5.3.2散热器片数计算
四柱760型散热器每片散热面积为0.235m2，计算片数n为：
（5-2）
1、以办公室103为例进行计算
查文献【2】附录表2-3，当散热器片数为6～10片时，
=1.00。
因此，实际所需的散热器片数也为7.45，取整为8片。
取整数，应采用四柱760型散热器8片，共一组。
2、散热器计算结果列于下表。
表5.2各房间散热器计算
一楼
名称编号
房间耗热量/
W
K
W/m
F
N/片
散热器
个
82.5
64.5
8.49
36.8
157
10
8.8
38
4
1.7
8
1
28
2
2.3
2.1
二楼
3.3
142
32
5.9
24
1227.0
2.0
9
三楼
33.4
门厅302
2.2
四楼
6.9
30
7.1
31
12
2.6
办公室407
8.4
36
3.9
16
走廊413
2050.1
8.64
15
五楼
5928
11
47
3、楼梯间散热器的计算
在楼梯间布置散热器时，考虑楼梯间热流上升的特点，应尽量布置在底层，当散热器数量过多，在底层无法布置时，可按一定比例分配在下部各层，见文献[3]附录表B-3。
表5.3楼梯间散热器计算
总耗热量/W
总片数
各层散热器片数n/片
一层
二层
三层
四层
南侧楼梯
5594.8
9.7
41
20
6
5
北侧楼梯
5084.8
8.8
3
升级会员 