酒店采暖系统设计毕业论文.docx
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酒店采暖系统设计毕业论文
酒店采暖系统设计毕业论文
哈尔滨冰城商务酒店采暖系统设计
摘要
本设计是哈尔滨冰城商务酒店采暖系统设计。
目的是通过采暖系统改变室内温度条件，在寒冷的冬季营造一个温暖的环境。
首先，确定设计基本数据，并进行米暖热负荷计算。
然后根据热负荷和建筑物的形式选择供暖系统设计方案，最后确定采用机械循环同程式单管热水供热系统。
总立管设于建筑物中部的110-111之间，至顶部分为两
个环路，坡度0.003,每个回路最高处装有立式集气罐，回水管位于地下下0.5m处。
系统采用膨胀水箱定压，位于循环水泵入口前。
暖气片采用四柱813型，明装，距窗台板0.1m。
室内供暖管道明装，支管与散热器的连接方式为同侧连接，上进下出，不考虑管道向室内散热。
绘制管路系统图，并标号，进行水力计算（不等温降法）。
然后进行
各层供回水温度计算，确定各房间的暖气片数，并进行了布置。
设计图纸包括顶层、标准层和底层采暖平面图和采暖系统图。
通过本次设计使室内温度得到了改善，达到了设计要求，并且采用热水供暖比蒸汽供暖卫生条件好，耗能低，经济效益好。
关键词供暖；热负荷；水力计算
TheIndoorHeat-supplySystemDesignofHarbin
IceCityBusinessHotel
Abstract
ThisisthedesignofHarbinicecitybusinesshotelheatingsystemdesign.Thepurposeistochangeindoortemperaturethroughtheheatingsystemandbuildawarmenvironmentincoldwinter.
Thefirstthingistoensurethebasicdataofthedesignandcarryontheheatloadcalculation.Thenitselectsthedesignofheatingsystemaccordingtotheheatloadandtypeofbuilding.Finally,itconfirmstoadoptmechanicalcyclewithprogramsinglepipehotwaterheatingsystem.Standpipelocatesinthe110-111ofbuildingtotopwhichisdividedintotwoloopwhichslope0.003,andisequippedwithcollectedthegaspitcherverticallyineachreturncircuithighestpoint,thereturnpipeliesinunderground0.5m,thesystemadoptsexpandwatertankpigeonholetocarry；Itliesinfrontoftheentrytothecirculationpump.
Radiatorsadopt813type,obviouslyoutfit,andareapartfromthewindowboard0.1m,indoorheatingpipelineobviouslyoutfit.pipeandradiatorareconnectedwiththesamesideconnectionwhicharefromthetoptothebelow.Itdoesnotconsidertheheatwhichpipelinedispelstotheroom.
Drawpipelinesystematicpicture,andmakethelabel,itcalculateswaterconservancy,thenmakethereturnwatertemperaturecalculationforeachlayerandmakesureeachroomnumberofradiator,andthelayout.
Thedesignblueprintincludescrestlayer、standardlayerandthefirstfloor'sheatingplanechartandheatingsystemdiagram.
Thoughthisdesigntheindoortemperaturegetstheimprovement,arrivesdesignrequirementsandadoptshotwaterheatingismuchbetterthansteamheatinginhygieneterm、consumetheenergyandeconomicperformanee.
Keywordsheating;heatload;hydrauliccalculation
摘要L
Abstract
第1章绪论-.1-
1.2设计内容-.2-
第2章原始资料-.3-
2.1工程概况-.3-
2.2设计参数-.3-
2.3本章小结-.3-
第3章建筑物供暖系统热负荷的计算.-.4-
3.1供暖系统热负荷-.4-
3.2围护结构耗热量.-..5-
3.2.1基本耗热量.-..5-
3.2.2围护结构的附加（修正）耗热量.-.5-
3.3冷风渗透耗热量.-..6-
3.4冷风侵人耗热量•-..7-
3.5热负荷计算实例.-..7-
3.5.1计算资料-..7-
3.5.2围护栏结构传热耗热量的计算-9-
3.5.3冷风渗透耗热量的计算:
.9-
3.5.4冷风渗透耗热量的计算:
.9-
3.6本章总结-11-
第4章方案的选择.-..13-
4.1热媒的选择-..13-
4.1.1热水热媒和蒸气热媒的比较.-13-
4.1.2选择热水热媒-.13-
4.2热水供暖系统的选择-.13-
4.2.1机械循环热水供暖系统与重力循环热水供暖系统的区别......-13-
4.2.2单管系统与双管系统区别.-.14-
4.2.3异程式系统与同程式系统-14-
4.3本章小结-.15-
第5章室内热水供暖系统的管路布置及水机计算-16-
5.1本系统管路的布置考虑了一下几点.-16-
5.2设计注意事项.-..17-
5.3该建筑采暖供热系统的布置-.18-
5.4水力计算-.19-
5.4.1供热系统水力计算原理-.19-
5.4.2供热系统水力计算-.20-
5.5本章小结-.27-
第6章散热器的选型和计算-.29-
6.1散热器要求-.29-
6.2钢制散热器与铸铁散热器的优劣.-.29-
6.3散热器的布置-.30-
6.4散热器选择-.30-
6.5散热器的计算-.31-
6.5.1供回水温计算-.31-
6.5.2散热面积的计算-.31-
6.5.3计算实例.-..32-
6.5本章小结34
结论-.37-
致谢-.38-
参考文献-.39-
附录A英语原文-40-附录B中文翻译-40-
第1章绪论
1.1背景
人们在日常生活和社会生产中都需要使用大量的热能，将自然界的能源直接或间接地转化为热能，以满足人们的需要的科学技术，称为热能工程。
在能源消耗总量中，用以保证建筑物卫生和舒适条件的供暖、空调等能源消耗量占有较大的比例据统计，在美国和日本约占1/4-1/3左右；至
于生产工艺用热消耗的能源所占比例就更大。
因此，随着现代技术和经济的发展，以及节约能源的迫切要求，供热工程已成为热能工程中的一个重要组成部分，日益受到重视和得到发展［9］。
众所周如，供暖就是用人工方法向室内供给热量，保持一定的室内温度，以创造适宜的生活条件或工作条件的技术。
所有供暖系统都有热媒制备（热源）、热媒的输送和热媒利用（散热设备）三个主要部分构成。
根据三个主要组成部分的相互位置关系来分，供暖系统可分为局部供暖系统和集中式供暖系统。
热媒制备、热媒输送和热媒利用三个主要部分在构造上都在一起的供暖系统，称为局部供暖系统，如烟气供暖，电热供暖和燃气供暖等。
热源和散热设备分别设置，用热媒管道连接，由热源向各个房间或各个建筑物供给热量的供暖系统，称为集中供暖系统。
图1-1集中式热水供暖系统
1-热水锅炉；2-散热器；3-热水管道；4-循环水泵；5-膨胀水箱
图1—1是集中式热水供暖系统的示意图。
热水锅炉1与散热器2分
别设置，通过热水管道（供水管和回水管）3相连接。
循环水泵4使热水在锅炉内加热，在散热器冷却后返回锅炉重新加热。
图1—1中的膨胀水箱5
用于容纳供暖系统升温时的膨胀水量，并使系统保持一定的压力。
图中的热水锅炉，可以向单幢建筑物供暖，也可以向多幢建筑物供暖。
[1-3]
集中供暖系统主要由热源（锅炉）、传输管网（管材）、散热设备（散热器）等部分组成。
因此，在解决供暖系统存在的问题时应全面考虑，任何单方的努力都将限制供暖行业的发展，只有供暖行业的管理部门、企业、设计单位、施工单位、运行管理单位联合起来，我国的供暖事业才能不断地向前发展，才能满足国家对热改的要求。
我国现有的城市集中供热系统，由于技术和装备水平低，加之管理体制的影响，存在很多问题，集中表现在下列方面：
供热质量差，冷热不均、运行方式不合理，能源浪费、规划设计水平低，制约节能工作的落实、墙体保温措施不好，造成能源流失。
通过合理的设计可以减少这些问题。
1.2设计内容
该酒店位于哈尔滨市，6层，建筑物总高度为22.8米。
楼内房间以客房为主。
并附有卫生间。
在整个设计中，以所学的基础理论和专业知识为依据，对大楼进行热负荷及管道的布置、水力计算，对设计方案进行确定。
在设计中，遵守规范，应用标准图集同时综合考虑方案的合理性、经济性和创新性。
第2章原始资料
2.1工程概况
本设计为哈尔滨冰城商务酒店供暖系统设计，该酒店位于哈尔滨市生活区内，楼内房间以单双人房为主，并附有洗衣房、卫生间。
该酒店有六层，为保证酒店的温度达到满足人们生活所需要的温度，给客人提供一个舒适的环境，且保证节省资源，应设计合理的供暖系统。
2.2设计参数
1•供暖室外计算温度：
tw=-26C；
2.室内计算温度：
tn=20C;楼梯间、大厅及过道：
tn=16C；
3.该办公楼为六层建筑，建筑底、顶层高4.2米，标准层3.6米；
4•外墙：
49砖墙，内抹灰；
5.内墙：
24砖墙；
6.地面：
不保温地面，k值按划分地带计算；
7.外门：
实体本质双层外门；
8.外窗：
双层金属窗；
9.设计供、回水温度：
95/70C。
2.3本章小结
本章主要介绍了本设计的原始资料，包括工程概括和设计参数，在此基础上应该查询资料进行本次设计。
第3章建筑物供暖系统热负荷的计算
3.1供暖系统热负荷
供暖热负荷，就是在某一时间内，为了维持一个房间或一个建筑物的室内温度达到采暖设计所需要的标准时，散热设备在单位时间内需要补充给它的热量。
冬季，人们为了满足生活和生产的需要往往要求室内或者工作地区保持一定的温度，为了使房间内的空气温度，在某一段时间能达到要求的数值，必须有散热设备补给热量，此热量称为该房间的供暖热负荷。
一个供暖系统往往要担负若干个房间的供暖，因而一个供暖系统的热负荷和各个房间的供暖热负荷有直接的关系。
所以房间采暖热负荷是供暖设计中最基本的数据，这个数据计算的正确是否，将直接影响着供暖设备的大小、供暖方案的选择及供暖系统的使用效果。
一般情况下，房间供暖热负荷应根据房间的热平衡来计算。
供暖系统的设计热负荷，是指在设计室外温度tw下，为达到室内温度
tn,供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量Q'。
它是供暖系统的最基
本依据。
冬季供暖通风系统的热负荷，应根据建筑物或者房间的得、失热量确定。
房间的散热量包括：
1.围护结构传热耗热量Qi；
2.加热由门、窗缝隙渗入室内的耗热量Q2,称冷风渗透耗热量；
3.加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量Q3，称冷风侵入耗热量。
在供暖工程设计时，尤其对于一般民用建筑来说，通常只计算两类热损失：
1.经过墙、屋顶、地面、门、窗和其他表面传出的热量；
2.加热进入室内的冷空气耗热量。
采暖设计热负荷就是计算散热设备、管道和锅炉时采用的那个采暖热负荷的数据。
从原则上说，应该采用基本上最大的那个采暖热负荷。
这里是基本上最大，而不是最大的原因有两个，其一是建筑物具有热稳定性，其二是除了个别情况外，一般建筑物并不要求必须达到采暖室内计算温度。
因此，在工程设计中，供暖系统的设计热负荷。
一般可分几部分进行计算。
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Q'=Qi$+Qi以+Q2'+Q3'（3_1）
式中Qij护结构的基本耗热量；
Qq—"护结构的附加（修正）耗热量；
Q2'—^冷风渗透耗热量；
QJ—风侵入耗热量。
带"’"的上标符号均表示在设计工况下的各种参数。
式中前两项表示通过围护结构的计算耗热量，后两项表示室内通风换气所耗的热量。
3.2围护结构耗热量
3.2.1基本耗热量
在工程设计中，围护结构的基本耗热量是按一维稳定传热过程进行计算的，即假设在计算时间内，室内、外空气温度和其它传热过程参数都不随时间变化，这可以简化计算方法并能基本满足要求。
围护结构基本耗热量，可按下式计算：
q丄KF（tn-t：
）aW（3-2）
式中k—围护结构的传热系数；
F—倒护结构的面积；
tn—疼季室内计算温度；
tw——供暖室外计算温度；
a—围护结构的温差修正系数。
整个建筑物或房间的基本耗热量Qij，等于它的围护结构各部分基本耗热量q的总和。
3.2.2围护结构的附加（修正）耗热量
实际耗热量会受到气象条件以及建筑物情况等各种因素影响而有所增减。
由于这些因素影响，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。
这些因素是很复杂的，不可能进行非常细致的计算。
工程计算中，是根据多年经验按基本耗热量的百分率进行附加予以修正。
附加（修正）耗热量有朝向修正、风力附加和高度附加耗热量等。
3.2.2.1朝向修正耗热量
朝向修正耗热量是考虑建筑物受太阳照射影响而对围护结构基本耗热量的修正。
当太阳照射建筑物时，阳光直接透过玻璃窗，使室内得到热精品文档，知识共享！
量。
同时由于受阳面的围护结构较干燥，外表面和附近气温升高，围护结构向外传递热量减少。
采用的修正方法是按围护结构的不同朝向，采用不同的修正率。
需要修正的耗热量等于垂直的外围护结构（门、窗、外墙及屋
顶的垂直部分）的基本耗热量乘以相应的朝向修正率。
《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、两北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、建筑物使用和被遮挡等情况；对于冬季日照率小于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》对围护结构耗热量
的朝向修正率的确定，是总结国内近十多年来一些科研、大专院校和设计单位对此问题做了大量理论分析和实测工作而统一给出的一个范围值。
在实际工程设计中，还有其它的观点和方法。
3.222风力附加耗热量
风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对围护结构基本耗热量的修正。
在计算围护结构基本耗热量时，外表面换热系数a是对应风速约为
4m/s的计算值。
我国大部分地区冬季平均风速一般为2—3m/s。
因此，
《暖通规范》规定：
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，才考虑垂直外围结构附加5%—10%。
故本设计不考虑风力附加耗
热量。
3.2.2.3高度附加耗热量
高度附加耗热量是考虑房屋高度对围护结构耗热量的影响而附加的耗热量。
《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Im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它附加（修正）耗热量的总和上。
综合上述，建筑物或房间在室外供暖计算温度下，通过围护结构的总耗热量，可用下式综合表示
QAQl+Ql=（1+Xg）瓦aKF（tn—t：
）（1+Xch+Xf）（3-3）
式中Xch——I向修正率，%；
Xf——风力附加率，%，Xf-0;
Xg—尙度附加率，%，15%-Xg_0。
3.3冷风渗透耗热量
在风力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
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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Q2。
冷风渗透耗热量，在设计热负
荷中占有不小的份额。
影响冷风渗透耗热量的因素很多，如门窗构造、门窗朝向、室外风向和风速、室内外空气温差、建筑物高低以及建筑物内部通道状况等。
总的来说，对于多层（六层及六层以下）的建筑物，由于房屋高度不高，在工程设计中，冷风渗透耗热量主要考虑风压的作用，可忽略热压的影响。
用换气次数法计算冷风渗透耗热量一训于民用建筑的概算法（本设计采用换气次数法计算冷风渗透耗热量）
计算公式为
Q2=0.278nkVnCpPw（tn-tW）（3-4）
式中Vn—1房间的内部体积；
nk—1房间的换气次数。
3.4冷风侵人耗热量
在冬季受风压和热压作用下，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人耗热量。
冷风侵入耗热量，同样可按下式计算
Q3=0.278VwCpPw（tn-1；）（3-5）
式中V；——流入的冷空气量。
由于流入的冷空气量不易确定，根据经验总结，冷风侵人耗热量可采
用外门基本耗热量乘以［1］表1—0的百分数的简便方法进行计算。
Q>NQ；jm（3-6）
式中Qljm外门的基本耗热量；
N—滲虑冷风侵入的外门附加率。
3.5热负荷计算实例
房间编号如图3-1。
以101客房的计算为例。
3.5.1计算资料
1.房屋层高：
4.2m;
图3-1房间编号示意图
2.房间长度：
7.2m;
3.房屋宽度度：
3.6m；
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1=1j^=1
1.1
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l=j1
4•外墙：
49砖墙，内抹灰浆，k=1.27w/m2.g；
5.内墙：
24砖墙；
2
6顶棚：
k=1.7w/m.g；
7.外窗：
双层塑钢窗，高1.5m,k=2.7w/m2g；说明：
4至7的传热系数的选择根据表3-1。
表3-1常用围护结构的传热系数k值（w/m2C）
类型
k
A门
实体制木门
单层
4.65
双层
2.33
B外窗及天窗
金属框
单层
5.82
双层
2.7
C外墙
内表面抹灰砖墙
24砖墙
2.08
37砖墙
1.57
49砖墙
1.27
D内墙（双面抹灰）
12砖墙
2.31
24砖墙
1.72
8.地面：
不保温地面，k值按划分地带计算;
9.室内计算温度：
tn=20C；
10供暖室外计算温度：
tw=-26C。
3・5・2围护栏结构传热耗热量Q1的计算
基本耗热量：
q'KF（t「tW）a
修正后：
Q"=Ql"d+Qll=（1+Xg）£aKF（tn-tW）（1+Xch+Xf）
式中Xch——I向修正率，%；
Xf——风力附加率，%,Xf_0；Xg—高度附加率，%,15%—Xg_O。
计算得到Q1.j'=3718W;Q,.X'=15W
Q'=3718+15=3733W。
计算过程列于表3-2。
3・5・3冷风渗透耗热量Q2的计算
按房间换气次数来计算该房间的冷风渗透耗热量。
计算公式为：
Q；=0.278nMCpPw（tn-tW）
式中Vn—1房间的内部体积；
nk――房间的换气次数，取1/20。
Q；=0.2780.053.58送.8883XX1.43044=93W。
3・5・4冷风渗透耗热量Q3的计算
冷风侵入耗热量的计算公式为：
Q^NQ；jm
式中Q；j.m外门的基本耗热量；
N——考虑冷风侵入的外门附加率。
无外门，
故:
Q3=0W
综上所述101房间的热负荷计算结果为：
Q'=Q'+Q2'+Q3'=3733+93+0=3826W
其他各个房间的计算同上（该建筑只有大厅才考虑冷风侵入耗热量）。
整个酒店的热负荷计算结果列于表3-3。
表3-2101客房的计算过程
房间编号
方向名称
围护结构
传热系数
室内
计算温
度
供暖室
外计算
温度
室内外计算温度差
温差修正系数
基本耗热量
耗热量修正耗热量
围扩结构耗热
量
冷风渗透耗热量
冷风侵入耗热量
房间总耗热量
朝向
风向
修正后
耗热
量
高度
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